مقدمه

تبرید (Refrigeration) قلب اصلی تولید سرمایش است. 4 فرایند در یک سیکل تبرید وجود دارد که به شرح آن می پردازیم.

1. کمپرسور قلب سیستم تبرید است که با فشار مبرد را وارد سیستم می کند و مبرد پرفشار حرارت اطراف کندانسور را می گیرد. سیال مبرد قبل از این مرحله گازی کم فشار است.

2. در کندانسور مبرد با دما و فشار بالا حرارت خود را به محیط می دهد و خنک می شود و تبدیل به مایع متراکم با فشار بالا می گردد.

3. مایع متراکم پس از عبور از شیر انبساط، فشارش کم شده و درجه حرارتش پایین می آید.

4. مبرد فشار پایین به اواپراتور رفته جایی که گرمای آب اواپراتور را جذب کرده و اطراف آن را خنک می کند در نتیجه به گازی کم فشار تبدیل می شود. این گاز کم فشار مجدد وارد کمپرسور شده و چرخه ادامه دارد.

تاریخچه و کاربرد صنعت تبرید

در اوایل پیدایش تبرید مکانیکی، دستگاه‌های موجود حجیم و گران بودند و راندمان زیادی نداشتند و می‌بایست فردی متخصص از آن‌ها نگهداری می‌نمود. به همین دلیل تبرید مکانیکی صرفاً به چند کاربرد بزرگ نظیر واحدهای تولید یخ، بسته‌بندی گوشت و یخچال‌های بزرگ محدود می‌شد ولی این صنعت در عرض چند دهه به‌سرعت رشد نموده و به صورت امروزی درآمده است. این رشد سریع حاصل چند عامل مختلف بود. با پیشرفت روش‌های تولید دقیق، امکان تولید تجهیزات کوچک‌تر با راندمان بالاتر راهم شد. این امر به همراه تهیه مبردهای بی‌خطر و اختراع موتورهای الکتریکی با قدرت کمتر، امکان ساخت واحدهای تبرید کوچک را که امروزه در کاربردهایی نظیر یخچال‌ها و فریزرهای خانگی، دستگاه‌های هواساز کوچک و دستگاه‌های تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، فراهم نمود؛ به‌طوری که هم‌اکنون کمتر خانه یا واحد تجاری را می‌توان یافت که از یکی از انواع مختلف دستگاه‌های تبرید مکانیکی استفاده نکند.
برای مثال امروزه بدون بهره‌گیری از صنعت تبرید، تهیه و نگهداری مواد پروتئینی با رشد فزاینده جمعیت ممکن نخواهد بود. همچنین در بیشتر ساختمان‌های بزرگ نظیر مجتمع‌های مسکونی، تجاری و صنعتی، در صورتی که از تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید مکانیکی بهره‌گیری نشود به دلیل گرمای محیط در تابستان، این ساختمان‌ها غیرقابل تحمل خواهند بود. علاوه بر کاربرد تبرید در تهیه مطبوع و استفاده از آن در فرایندهای انجماد و سردخانه‌ها، در حمل و نقل و نگهداری غذاهای فاسد شدنی، از تبرید مکانیکی در تهیه و عرضه اغلب مواد یا اجناس فروشگاه‌های امروزی استفاده می‌شود. تعداد فرایندها یا محصولاتی که با استفاده از تبرید مکانیکی تحقق یا بهبود یافته‌اند، بی‌شمار است. به‌طور مثال وجود تبرید امکان ساخت سدهای بزرگ را که برای پروژه‌های تولید برق و آبیاری ضروری است، فراهم می‌سازد. تبرید ساخت جاده‌ها، تونل‌ها، چاهک فونداسیون و حفاری در زمین‌های سست را میسر می‌سازد. به وسیله تبرید امکان تولید پلاستیک‌ها، لاستیک‌های مصنوعی و بسیاری محصولات و مواد مفید دیگر، امکان‌پذیر می‌گردد. تولیدکنندگان منسوجات و کاغذ می‌توانند با استفاده از تبرید سرعت دستگاه‌های خود را افزایش دهند و محصول بیشتری تولید نمایند. استفاده از تبرید روش‌های بهتری برای آبکاری فولادهای مورد استفاده در دستگاه‌ها به‌وجود می‌آورد. این موارد، تنها گوشه‌ای از صدها کاربرد تبرید مکانیکی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد و همه ساله چندین کاربرد جدید به آن‌ها افزوده می‌شود. تنها عاملی که سرعت رشد صنعت تبرید را کاهش می‌دهد عدم وجود افراد متخصص در این صنعت است.

کلاسه‌بندی کاربردهای تبرید

برای سهولت مطالعه صنعت تبرید می‌توان کاربردهای تبرید را به شش گروه اصلی تقسیم نمود:

1) تبرید خانگی

2) تبرید تجاری

3) تبرید صنعتی

4) تبرید حمل و نقل

5) تهویه مطبوع ساختمان‌ها

6) تهویه صنعتی

بدیهی است حد و مرز دقیق این گروه‌ها معلوم نیست و بین آن‌ها تداخل وجود دارد

تبرید خانگی

وسعت تبرید خانگی محدود می‌باشد و به‌طور عمده به یخچال و فریزرهای خانگی مربوط می‌شود ولی به‌دلیل کثرت استفاده، بخش قابل ملاحظه‌ای از بحث تبرید را شامل می‌گردد. دستگاه‌های تبرید خانگی معمولاً کوچک هستند و با ظرفیت‌های ورودی 35 تا 375 وات تولید می‌شوند. در این دستگاه‌ها از کمپرسورهای بسته استفاده می‌شود. به دلیل آشنایی عموم با این دستگاه‌ها بیش از این درباره آن‌ها بحث نمی‌شود ولی مسائلی که به طراحی و نگهداری آن‌ها مربوط می‌شود در فصول مختلف کتاب مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

تبرید تجاری

تبرید تجاری به طراحی، ساخت، نصب و تعمیر دستگاه‌های سردکننده مورد استفاده در مغازه‌ها، رستوران‌ها، هتل‌ها و مؤسسات تهیه و تولید مواد غذایی و فاسد شدنی محدود می‌شود.
تبرید صنعتی
به دلیل مشخص نبودن حدود دقیق تبرید صنعتی و تجاری، اغلب آن‌ها را با یکدیگر اشتباه می‌کنند. به‌طور کلی دستگاه‌های تبرید صنعتی از نظر اندازه بزرگ‌تر از دستگاه‌های تجاری می‌باشد و یک نفر تکنسین باتجربه از آن‌ها نگهداری می‌نماید. از نمونه‌های معمول تبرید صنعتی، واحدهای یخ‌سازی، بسته‌بندی مواد پروتئینی بزرگ (گوشت، ماهی، مرغ، غذاهای منجمد و ...)، نوشابه‌سازی، بستنی‌سازی و واحدهای صنعتی نظیر پالایشگاه‌های روغن، واحدهای شیمیایی، واحدهای لاستیک‌سازی و ... می‌باشد. تبرید صنعتی به کاربردهایی که در بخش پیشین در مورد صنعت ساختمان‌سازی به آن‌ها اشاره شده نیز مربوط می‌شود.