من الأفضل أولاً التعرف على المفهوم الدقيق لدورة التبريد، حيث إن التبريد الصناعي في الأساس هو دورة تبريد على نطاق واسع تُستخدم للتطبيقات الصناعية.
دورة التبريد، أو ما يُعرف بحلقة التبريد، هي عملية ديناميكية حرارية يتم خلالها نقل الحرارة من بيئة إلى أخرى بهدف الحفاظ على درجة حرارة منخفضة في بيئة محددة. تُستخدم هذه الدورة عادةً في أنظمة التبريد، التكييف، وأنظمة التبريد الصناعي، وتشكل الأساس الذي تعتمد عليه العديد من المعدات التبريدية.
المكونات الرئيسية لدورة التبريد الانضغاطي بالبخار
تشمل المكونات الأساسية لدورة التبريد الانضغاطي بالبخار ما يلي:
- الضاغط (Compressor): يقوم بضغط وسيط التبريد، مما يزيد من ضغطه ودرجة حرارته. ينتقل المبرد بعد ذلك إلى المكثف.
- المكثف (Condenser): يبرد وسيط التبريد في المكثف، ويتحول من حالته الغازية إلى الحالة السائلة بفقدان الحرارة للبيئة المحيطة.
- صمام التمدد (Expansion Valve): يمر المبرد السائل من خلال صمام التمدد، حيث ينخفض ضغطه وتنخفض درجة حرارته.
- المبخر (Evaporator): يمتص المبرد ذو الضغط المنخفض الحرارة من البيئة المحيطة، مما يؤدي إلى تبخره وتبريد المحيط.
أنواع أنظمة التبريد
هناك أنواع مختلفة من أنظمة التبريد الصناعي، يتم تصميمها وفقًا لاحتياجات الصناعات المختلفة.
دورة التبريد الانضغاطية
تُعد دورة التبريد الانضغاطية واحدة من أكثر أنظمة التبريد شيوعًا. تعتمد هذه الدورة على ضغط وسيط التبريد، ثم تبريده وتمديده في حلقة مغلقة. تُستخدم هذه التقنية في تطبيقات عديدة حيث يتم نقل الحرارة من البيئة المُراد تبريدها إلى بيئة ذات درجة حرارة أعلى.
دورة التبريد الامتصاصية
تعتمد دورة التبريد الامتصاصية على استخدام مادة ماصة ومصدر حراري بدلاً من الضاغط الميكانيكي. تتميز هذه الدورة بخصائصها الفريدة، ما يجعلها مفضلة في بعض التطبيقات.
دورة التبريد الكهروحرارية
تُعد هذه التقنية أحدث نسبيًا وتعتمد على ظاهرة الكهروحرارية، حيث تُستخدم مواد شبه موصلة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى فرق حراري، دون الحاجة إلى وسيط تبريد أو أجزاء متحركة.
تطبيقات التبريد الصناعي
يُستخدم التبريد الصناعي على نطاق واسع في الصناعات الإنتاجية والمختبرية التي تتطلب درجات حرارة منخفضة جدًا. كما يُستخدم في تطبيقات مثل أنظمة ضخ الحرارة (Heat Pump) لنقل الحرارة من بيئة ذات درجة حرارة أعلى إلى بيئة ذات درجة حرارة أقل.
تبريد المواد الغذائية
يلعب التبريد دورًا حيويًا في حفظ المواد الغذائية. يقلل التبريد من معدل نمو الكائنات الدقيقة ويؤخر تلف المنتجات.
تخزين الفواكه والخضروات
تُحفظ بعض المنتجات مثل الموز والتفاح في درجات حرارة أعلى من درجة التجمد. تُخزن الفواكه والخضروات غير المجمدة في درجات حرارة تتراوح بين 1 و14 درجة مئوية.
تخزين المنتجات البروتينية
تشمل المواد البروتينية منتجات الألبان، اللحوم، الدواجن، والمأكولات البحرية. تُخزن معظم منتجات الألبان في درجات حرارة قريبة من الصفر، بينما تحتاج اللحوم إلى درجات حرارة منخفضة تصل إلى -18 إلى -25 درجة مئوية للتخزين طويل الأمد.
