طراحی سردخانه دو مداره

معمولاً سردخانه ها به نحوي ساخته مي شوند كه تنها توانايي ذخيره سازي يكي از انواع محصولات بالاي صفر و زير صفر را دارند اما برخي از سردخانه ها مي توانند هر دو نوع محصول را در سالنهاي جداگانه نگهداري كنند كه به آنها سردخانه هاي دو مداره مي گويند.

سردخانه دو مداره

سردخانه دو مداره

معمولاً سردخانه ها به نحوي ساخته مي شوند كه تنها توانايي ذخيره سازي يكي از انواع محصولات بالاي صفر و زير صفر را دارند  اما برخي از سردخانه ها مي توانند هر دو نوع محصول را در سالنهاي جداگانه نگهداري كنند كه به آنها سردخانه هاي دو مداره مي گويند . گاهي بر اثر وجود شرايطي خاص، ميزان محصولاتي كه نياز به ذخيره سازي در سالنهاي بالاي صفر را دارند كاهش مي يابد و در چنين شرايطي لازم است سالنهاي بالاي صفر سردخانه ها به نحوي طراحي شده باشند تا بتوانند در صورت نياز، به سالنهاي زير صفر تغيير كاربري دهند . به اين سالنها، سالنهاي دو منظوره گفته مي شود.

يك سردخانه دو مداره و دو منظوره به نحوي طراحي شده است كه هم از قابليت ذخيره دو نوع محصول با دماهاي متفاوت (دو مداره) و هم از قابليت تغيير كاربري در سالنها بر حسب نياز (دو منظوره) برخوردار است. سپس قابليت تغيير كاربري سالنهاي بالاي صفر از سه جنبة فضاي قرارگيري محصولات بر مبناي رعايت استانداردها، جواب گو بودن موتورخانه و سيستم هاي برودتي سردخانه در صورت تغيير كاربري و صرفه اقتصادي ساخت چنين سردخانه هايي در مقايسه با سردخانه ها ي دو مداره؛ مورد بررسي قرار گرفته است.

يكي از مشكلات سردخانه ها و انبارهاي نگهداري مواد غذايي، خالي ماندن آنها در برخي ايام سال به دلايل مختلف مي باشد كه از طريق طراحي سالنهاي بالاي صفر با قابليت تغيير كاربري به زير صفر مي توان به حل اين مشكل پرداخت.

می توان با رعايت استانداردها و قوانين مربوط به ساخت سردخانه و نحوه قرارگيري محصولات در داخل آن، سردخانه اي دو مداره و دو منظوره طراحي كرد كه سالنهاي آن از قابليت تغيير كاربري، تغيير دما و تغيير محصول ذخيره سازي برخوردار باشند ضمناً اين طراحي مي تواند به نحوي صورت گيرد كه علاوه بر رعايت همه استانداردها، هيچ فضاي هدر رفته اي در اثر تغيير كاربري در سردخانه باقي نماند.

تجهيزات سرمايشي سردخانه هاي بالاي صفر با انتخابي صحيح مي توانند براي تأمين برودت لازم جهت سالنهاي زير صفر نيز مناسب باشند. بنابراين بدون اينكه هيچ هزينه اضافي از نظر تغيير در ساختمان سردخانه و يا اجزاي اصلي سازنده آن نظير كمپرسور و اواپراتور حاصل گردد مي توان سالنهاي بالاي صفر سردخانه ها را به سالنهاي دو منظوره تبديل كرد و اين امر موجب مي گردد تا صاحبان و سازندگان سردخانه ها نسبت به بكارگيري اين طراحي جديد از خود تمايل نشان دهند و به اين طرح جامة عمل بپوشند.

اين طرح از نظر اقتصادي كاملاً مقرون به صرفه است و اين تغيير كاربري، بجز هزينه هاي ناشي از لوله كشي و اتصالات در سالنهاي بالاي صفر و موتورخانه، هزينه كلاني در بر نخواهد داشت.

طراحي سردخانه دو مداره با قابليت تغيير كاربري

امروزه با گسترش حمل و نقل و روش هاي جديد نگهداري از محصولات، انواع مختلفي از مواد غذايي و ميوه ها در دسترس مردم قرار گرفته اند به نحوي كه پس از گذشت مدتها از زمان توليد آنها هنوز تازگي و طراوت خود را حفظ كرده اند. با نگاهي به اطراف خود مي توان دريافت كه اغلب اين مواد در سرزمينهاي دور و يا فصلهاي ديگري از سال توليد مي گردند روشهاي مختلفي براي نگهداري و ذخيره سازي مواد غذايي وجود دارد اما يكي از مناسب ترين و پركاربردترين آنها، نگهداري مواد غذايي از طريق سردسازي آنها در سردخانه هاست. مواد غذايي ذخيره شده در سردخانه هاي بالاي صفر و زير صفر طبقه بندي مي شوند كه مواد به دو دسته اصلی بالاي صفر شامل ميوه ها، سبزيجات، گوشت تازه و ساير مواد غذايي هستند که در دماي بالاتر از نقطه انجمادشان به طور موقت و كوتاه مدت نگهداري مي شوند و مواد زير صفر شامل گوشت و ساير مواد غذايي هستند كه به صورت منجمد شده نگهداري مي گردند. برخي از سردخانه ها مي توانند در دو نوع محصول را در سالن هاي جداگانه نگهداري كنند كه به آنها سردخانه هاي دو مداره مي گويند.

در اين سردخانه ها چند سالن بالاي صفر و زير صفر وجود دارد كه در ايام مختلف سال ، محصولات گوناگون را ذخيره مي نمايند. عمده ترين محصول بالاي صفري كه در سردخانه ها ذخيره مي گردند، ميوه ها مي باشند. ميوه ها موجودات زنده اي هستند که حتي پس از چيده شدن، به فرايندهاي زيستي و رشد خود ادامه مي دهند و به سرعت گنديده و فاسد مي گردند؛ لذا بايد آنها را بلافاصله پس از چيده شدن، در شرايط مطلوب نگهداري قرار داد . به همين دليل مي وه ها از محصولات عمده سردخانه ها مي باشند. ميوه ها محصولات بسيار حساسي هستند و چنانچه سردخانه، شرايطي به غير از شرايط استاندارد نگهداري شان را داشته باشد از بين مي روند. اين شرايط شامل دما ، رطوبت غير استاندارد موجب كاهش شديد كيفيت آنها ، تغيير در طعم و رنگ محصول و حتي پاره شدن بافتهاي ميوه و خروج ش يرابه از آن و مشكلاتي محصول و حتي پاره شدن بافتهاي ميوه و خروج شيرابه از آن و مشكلاتي مي گردد كه به آنها آفات سردخانه اي گفته مي شود. كه بتوانند محصولات را بلافاصله پس از چيده شدن به آنها منتقل نمايند. تا از فساد آنها جلوگيري شود. اين محصولات در فصلهاي خاصي از سال كشت مي گردند و در آن ايام، سردخانه هاي در نظر گرفته شده براي آن مملو از محصول است. اما مصرف اين ميوه ها در طول سال موجب مي گردد تا رفته رفته از ذخاير سردخانه ها كاسته شود تا جايي كه تا زمان برداشت مجدد محصول، تعدادي از اين سردخانه ها ممكن است بدون استفاده و يا شماري از سالنهاي آنها خالي از محصول باقي بمانند. همچنين در سالهاي اخير به دليل گرم شدن زمين و از بين رفتن لايه اوزون، تغييرات چشمگيري آب و هواي مناطق مختلف به چشم م ي خورد و از بين رفتن محصولات كشاورزي در اثر بروز اتفاقات پيش بيني نشده آب و هوايي مثل خشكسالي، سيل، آتش سوزي، سرماي شديد و ... امري محتمل و امكان پذير است. در اثر بروز هر يك از اين پديده ها، ممكن است نوع يا انواعي از محصولات كشاورزي در يك منطقه نابود شوند و سردخانه ها ي ذخيره سازي آن محصولات مي بايست تا توليد مجدد آنها، خالي از محصول بمانند و يا آن محصولات را به صورت منجمد شده نگهداري كنند تا به مدت يك يا چند سال براي تأمين نياز جامعه قابل ذخيره باشند.

اين مسائل موجب مي گردد تا صاحبان سردخانه هاي بالاي صفر در زمانهاي عدم برداشت محصول، متضرر گردند و اين ضرر را در زمانهاي برداشت، به كشاورزان تحميل نمايند. بنابراين طراحي سردخانه هاي داراي سالنهاي بالاي صفر كه امكان تغيير كاربري به زير صفر را داشته باشند موجب كاهش خسارت صاحبان سردخانه ها ، افزايش سود باغداران، كاهش قيمت تمام شده محصولات كشاورزي و استفاده بهينه از امكانات سردخانه اي موجود مي گردد. در اين ميان مهندس طراح بايد ساختمان اصلي، ساير بناها و رعايت موارد استاندارد طوري طراحي كند كه ضمن استفاده بهينه از زمين، نيازهاي سردخانه به بهترين وجه ممكن تأمين شود.

ویژگی مهم سردخانه دو مداره

ويژگي مهم سردخانه دو مداره و دو منظوره طراحي شده در اين بخش اين است كه هم از قابليت ذخيره دو نوع محصول با دماهاي متفاوت و هم از قابليت تغيير كاربري در سالنها بر حسب نياز برخوردار است. اين طراحي از جهات مختلف مورد اهميت قرار دارد. از طرفي بايد سالنهاي ذخيره محصولات بالاي صفر از لحاظ ابعاد سالن و چيدمان محصول ضمن رعايت تمام استانداردهاي چيدمان محصولات، توانايي گنجايش محصولات زير صفر با ابعاد و بسته بند يهاي متفاوت را بدون هدر رفتن فضا و با رعايت همه آن استانداردها داشته باشند. از سوي ديگر، تجهيزات برودتي سردخانه بايد بتوانند در صورت تغيير كاربري، بار برودتي لازم براي سردخانه را تأمين نمايند. در ضمن بايد اين تغيير كاربري در مقايسه با استفاده از سالن دو مداره مقرون به صرفه باشد تا صاحبان و سازندگان سردخانه ها نسبت به بكارگيري اين طراحي جديد از خود تمايل نشان دهند.

براي طراحي دقيق و تعيين چيدمان محصولات بالاي صفر و زير صفر در هر سالن، از يك سردخانه پنج هزار تن با شش سالن ذخيره زير صفر و چهار سالن ذخيره بالاي صفر كه قابليت تغيير كاربري به زير صفر را دارند؛ استفاده شده است. نقشه پلان اين سردخانه در شكل 1 و شكل شماتيك سيكل تبريد مربوط به اين سردخانه در شكل 2 ديده مي شود.

سردخانه دو مداره - شکل یک

شكل 1: نقشه پلان سردخانه طراحي شده

سردخانه دو مداره - شکل دو

شكل 2: تصوير شماتيك سيكل تبريد مورد نظر


مرغ با دماي نگهداري 18 - درجه سلسيوس [ 1] به عنوان محصول زير صفر و سيب با دماي نگهداري صفر درجه سلسيوس [ 2] به عنوان محصول بالاي صفر در نظر گرفته شده اند . اين سردخانه بايد هم براي ذخيره 10 سالن نگهداري مرغ و هم براي ذخيره 6 سالن مرغ و4 سالن ميوه بكار گرفته شود. فرض بر اين است كه ميزان محصول نهايي ذخيره شده در سردخانه پنج هزار تن م ي باشد و ابعاد همه سالن ها با يكديگر برابرند زيرا اگر يك سالن بالاي صفر بخواهد به زير صفر تغيير كاربري دهد، ابعاد آن ثابت باقي مي ماند . بنابراين قبل از تغيير كاربري، ابعاد سالنهاي بالاي صفر و زير صفر بايد با يكديگر برابر باشند . همچنين طراحي به نحوي صورت گرفته است كه كليه وسايل و تجهيزات از قابليت استفاده در هر دو كاربري برخوردار باشند. بنابراين باكس پالتها به نحوي خود جاي دهند و به اين ترتيب از هزينه ها ي اضافي ناشي از تجهيز سردخانه به دو نوع از وسايل جابه جاييِ كالا كاسته مي شود . بايد ابعاد سالن ها به نحوي انتخاب گردند كه قابليت كاربري دوگانه براي ذخيره باكس پالتهاي مرغ و ميوه را داشته باشند. در اين ميان توجه به نكات و استانداردهاي ذكر شده در خصوص فاصله باكس پالتها از يكديگر، فاصله از ديوارهاي جانبي و سقف، اندازه راهروهاي ارتباطي، در نظر گرفتن فضاي جلوي سالن براي جابه جا يي ليفتراك و ... ضروري و لازم است . رعايت استانداردهاي چيدمان محصول و رعايت ابعاد و فاصله هاي خواسته شده در استاندارد و همچنين تعيين ابعاد يكسان براي سالنهاي ذخيره مرغ و ميوه، شرايط سختي را براي ان تخاب نحوه قرارگيري محصولات در سالنها و تعيين ابعاد سالنها فراهم مي آورد كه در مقاله حاضر به طراحي و تعيين چنين شرايطي پرداخت خواهد شد.

تجهيزات برودتي و موتورخانه با قابليت تغيير كاربري

تجهيزات و وسايلي كه از آنها در سيستم ها ي برودتي به منظور توليد و توزيع سرما استفاده مي گردد كمپرسور، كندانسور ، اواپراتور ، مخزن شاره سرمازا، مخزن جدا كننده، پمپ ها، شيرها، كنترل ها و لوله ها مي باشند. اين تجهيزات براي حداكثر بار سرمايي سردخانه طرح ، محاسبه و انتخاب مي شوند. تجهيزات اصلي سردخانه كمپرسور، كندانسور و اواپراتور مي باشند كه بخش عمده هزينه هاي مربوط به تهيه، راه اندازي و نگهداري و تعميرات تجهيزات سردخانه را به خود اختصاص مي دهند.

بنابراين تنها به تعيين اجزاي اصلي سردخانه پرداخته مي شود. مسالة حائز اهميت در خصوص انتخاب اجزاي سردخانه اي كه براي هر دو كاربري بالا و زير صفر مناسب باشد اينست كه در محاسبه بار برودتي سالنهاي ذخيره محصول، بار سالنهاي بالاي صفر به دليل حرارت تنفسي محصولات، نياز به تهويه و چند بار تعويض هواي سالن در روز و ورود محصولات با دماي محيط به سالن؛ بسيار بيشتر از بار برودتي مربوط به سالنهاي زير صفر در حالت مشابه است . بنابراين با تغييراتي اندك، تجهيزات سيستمي كه براي سالنهاي بالا ي صفر انتخاب شده باشد در حالت تغيير كاربري سالن به زير صفر هم جوابگوي سيستم خواهند بود.

اين مطلب براي هر يك از اجزاي اصلي سردخانه مورد بررسي قرار گرفته است.

1- اواپراتور

معمولاً براي انبارهاي زير صفر از اواپراتور با فاصله پره 12 ميل ي متر و در انبارهاي بالاي صفر از اواپراتور با فاصله پره 10 ميلي متر استفاده مي شود. همواره براي سالنهاي ذخيره ميوه (بالاي صفر) از اواپراتورهاي با فاصله پره كمتري نسبت به مدل مشابه مربوط به سالنهاي ذخيره گوشت و محصولات منجمد (زير صفر) استفاده مي نمايند و همچنين با مراجعه به كاتالوگ هاي شركتهاي سازنده اواپراتور مي توان دريافت كه اواپراتورهاي با فاصله پره كمتر، ظرفيت برودتي بيشتري نسبت به مدل مشابه اواپراتور با فاصله پره بيشتر دارند. از طرفي بار برودتي سالنهاي زير صفر به دلايل گفته شده بسيار كمتر از بار برودتي سالنهاي بالاي صفر مي باشد. در نتيجه به دليل ظرفيت بالاتر اواپراتورهاي با فاصله بين پره ها ي كمتر سالنهاي ذخيره ميوه( در حالت مشابه نسبت به اواپراتورهاي با فاصله بين) پره هاي بيشتر (سالنهاي زير صفر) و بار برودتي كمتر سالنهاي زير صفر، در صورت تغيير كاربري، اين اواپراتورها به خوبي جوابگوي سيستم خواهند بود و هيچ هزينه اضافي جهت نصب اواپراتورهاي زير صفر به سيستم تحميل نمي گردد. 

2- كمپرسور

در سيكل تبريد سردخانه هاي دو مداره، سه فشار كاري وجود دارد كه كمپرسورهاي بكار رفته در سيستم بين دو فشار كاري فعاليت مي كنند. به كمپرسورهايي كه بين كندانسور و اواپراتور سالنهاي بالاي صفر كار مي كنند كمپرسورهاي فشار بالا و به كمپرسورهايي كه بين اواپراتور سالنهاي بالاي صفر و اواپراتور سالنهاي زير صفر كار مي كنند كمپرسورهاي فشار پايين مي گويند.

چنانچه سالني از حالت بالاي صفر به زير صفر تغيير كاربري دهد، مي توان كمپرسورهاي بالاي صفر را وارد مدار كمپرسورهاي زير صفر نموده و با آنها موازي كرد. از آنجايي كه ظرفيت سالنهاي زير صفر خيلي كمتر از سالنهاي بالاي صفر است لذا مي توان انتخاب كمپرسور را به نحوي انجام داد كه بتوان پس از تغيير كاربري از يك يا چند كمپرسور به عنوان پيش سرد كن در خط فشار بالا و از بقيه در خط فشار پايين بهره جست.

3- كندانسور

ملاك انتخاب كندانسور در سيستم هاي برودتي، بار كل سيستم است و ضمن اينكه بار سالنهاي بالاي صفر بسيار بيشتر از سالنهاي زير صفر است، ،بالاي صفر يا زير صفر بودن سالن ها و تغيير كاربری تأثيري در انتخاب كندانسور نخواهد داشت. 

سردخانه دو مداره و دو منظوره

تحليل اقتصادي سردخانه دو منظوره

در تحليل اقتصادي اين طرح توجه به چند نكته ضروري است.

1- هزينه هاي عمده ساخت يك سردخانه مربوط به ساخت بناها و تجهيزات اصلي سرمايشي شامل كندانسور، اواپراتور و كمپرسور است و لوله كشي و اتصالات سردخانه كمتر از 5 درصد كل هزينه ها را به خود اختصاص مي دهند. اجراي اين طرح با تمام مزايا و امتيازاتي كه دارد تنها با تغييرات در لوله كشي و اتصالات موتورخانه و سالنها امكان تغيير كاربري را براي سالنهاي بالاي صفر فراهم مي آورد و هيچ نيازي به نصب سيستم هاي جديد و اضافه براي اجراي اين طرح نيست و هزينه اي بابت آن به مجموعه تحميل نمي گردد.

2- براي سردخانه هاي متعددي كه درگير مشكلات ذكر شده در بخش مقدمه مقاله حاضر هستند، سودآوري اجراي اين طرح بسيار بيشتر از هزينه هاي اوليه اندك اجراي آن مي باشد.

3- استفاده از اين طرح در ساخت سردخانه هاي بالاي صفر و دو منظوره، ريسك بازگشت سرمايه و ساخت را براي سرمايه گذاران و سازندگان سردخانه ها كاهش مي دهد و براي آنان امنيت سرمايه گزاري و مالي ايجاد مي نمايد.

4- همانطور كه اشاره گرديد، طراحي و ساخت سردخانه هاي دومداره موجب كاهش خسارت صاحبان سردخانه ها، افزايش سود باغداران، كاهش قيمت تمام شده محصولات كشاورزي و استفاده بهينه از امكانات سردخانه اي موجود مي گردد.

5- در اجراي اين طرح، هنر طراح در اين است كه طراحي را به گونه اي انجام دهد كه در صورت تغيير كاربري سالنها، كمترين ميزان تغييرات در سالنها، موتورخانه، تجه صفر بررسي شد به نحوي كه پس از تغيير كاربري، نياز به تغيير در هيچ يزات و حتي لوازم حمل و نقل و باربري اعمال گردد. در مقاله حاضر سيب و مرغ به عنوان دو محصول بالاي صفر و زير يك از تجهيزات اصلي سردخانه و حتي باكس پالتها و جعبه ها ي مورد استفاده نبود و چيدمان جديد محصولات در سالنها بر اساس استاندارد، بدون هدر رفت فضاي سالنها انجام گرفت. قطعاً در مورد سردخانه هايي كه محصولات عمده اي غير از اين دو محصول دارند، اين طراحي به نحوي متفاوت اما بدون اتلاف هزينه هاي اضافي مي تواند صورت گيرد با توجه به موارد فوق در مي يابيم كه ساخت سردخانه هاي دومداره از نظر اقتصادي توجيه پذير است.

طراحی سردخانهاجرای سردخانهسردخانه دو منظورهسردخانه دو مدارهطراحی سردخانه دو منظورهسردخانه زیر صفرسردخانه بالای صفرسالن دو منظوره

نصب و اجرای چیلرهای تراکمی

تجهیزات سردخانه و صنایع برودتی نظریان