مبرد

کلیات

در علم ترمودینامیک /سیال عامل سیکل های تبرید مبرد نامیده میشود.مبرد با جذب حرارت از محیط اطراف خود به عنوان خنک کننده عمل می نماید.وباتبخیر وتقطیر متناوب به ترتیب حرارت را جذب و دفع می کند.

تعارف اولیه سیستم های تبرید

تبرید یا سرمایش جذب حرارت از فضای مورد نظر بوده که نیازمند مصرف توان است.به طور کلی هر نوع فرآیند گرمازدایی را تبرید می گویند.به عبارت دقیق تر تبرید شاخه ای از علم ترمودینامیک است که با روش های مختلف به کاهش دما فضا یا ماده و نگه داشتن دمای آن در دمایی پایین تر از دمای محیط اطراف می پردازد.

برای انجام این کار باید گرما از فضا یا جسم سردشونده گرفته شود وبه فضایا جسم دیگری که دمایش کمتر از دمای جسم سرد شونده است انتقال یابد چون گرمای گرفته شده از جسم سرد شونده به جسم دیگری منتقل میشود روشن است که تبرید و گرمایش عملا دو سوی یک فرآیند هستند .سرمایش را با توجه به محدوده ی دمایی ایجاد شده به سه بخش مختلف تقسیم می کنند:

1_خنک کاری ” که محدوده ی سرمایش مطلوب انسان است.

2_تبرید”که محدوده ی دمایی در حدود تغییر فاز مایع -جامد دارد.

3_سرمازایی“که محدوده ی دمایی بسیار پایین دارد و در مایع کردن گاز ها استفاده می شود.

چرخه ی ساده ی تبرید

هرگاه طی یک عملیات خاص حالت ترمودینامیکی ماده ای عوض گردد آن عملیات را فرآیند نامند.هرگاه طی یک سری فرآیند های خاص حالت ترمودینامیکی مبرد تغییر کند و سپس به شرایط اولیه خود بازگرددمجموع این فرآیند تشکیل یک چرخه تبرید را می دهد که نتیجه آن جذب حرارت از فضا یا جسم سرد شونده به واسطه ی مصرف انرژی در فرایندی دیگر می باشد.

در سال 1834 ساخت اولین ماشین تبرید دستی در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد.قبل از آن میشل فاراده در سال 1824 یک سلسه ازمایشی برای تبدیل بعضی از گازهای پایدار به مایع انجام داد که مبنای کار ماشین های جذبی قرار گرفت.اگرچه فاراده در زمان خودش نتوانست از این ازمایشات برای تولید برودت بهره گیرد ولی مقدمه ای برای کارهای آیندگان شد.

میشل فاراده

در سال 1851 جان گوریه مخترعی امریکایی یک ماشین یخ ساز با مبرد هوا ساخت  و در سال 1855 سیکل جذبی با استفاده از آمونیاک به عنوان ماده مبرد و آب به عنوان جاذب توسط فردیناند کاره مورد استفاده قرار گرفت .این سیستم اولین بار  در ایالات متحده آمریکا برای ساخت چیلر های جذبی استفاده

شد.

ماشین یخ ساز فردیناند کاره

تاریخچه و معرفی مقدماتی مبردها

در کتاب های چین قدیم از چگونگی نگهداری یخ مطالبی بدست امده است که تبرید را به عنوان یک حرفه شناخته شده در هزاران سال قبل معرفی می کند.همچنین گفته اند که روس ها و یونانی ها برف فشرده را در انبار ها نگهداری و در فصل گرم از آن استفاده می کردند.هندی ها /مصری ها و ایرانی های قدیم نیز با برپا کردن ظروف سفالی از آب و نگهداری آن در محفظه های مخصوص آب سرد و یخ تهیه می کردند.

اما حمل یخ بوسیله کشتی نگهداری آن در انبارهاکه بین سال 180 الی 1850 میلادی رواج پیدا کرد و استفاده از برودت را در سطح وسیعی گسترش داد به عنوان تاریخ پیدایش تبرید ثبت شده است.اگرچه میشل فاراده در سال 1824 اصول سرد کردن از نوع جذبی را کشف نمود ولی در سال 1855 یک مهندس المانی اولین مکانیزم سرد کننده لز نوع جذبی را تولید کرد که این کشف تحولی در صنعت تبرید به وجود اورد.در سال 1860 نیز اولین ماشیناتر سولفوریک برای ایجاد تبرید در استرالیا ساخته شد که  در صنایع نوشابه سازی مورد استفاده قرار گرفت.

در همین سال ها شخصی به نام تادور با ساختن یک سردخانه که از خاک اره به جای عایق استفاده کرده بود قدم موثری جهت حمل و نگهداری یخ برداشت.حمل یخ به مناطق مختلف دنیا  و استفاده از ان به تدریج عادات و زندگی مردم را تغییر داد تا اینکه در سال 1880 کارخانه یخ مصنوعی برای رفع نیاز مردم ساخته شد.

در اوایل سال1890تبرید مصنوعی رواج یافت و سیستم های مختلف تبرید عمومیت یافت و سیستم تبرید جذبی نیز در کشور های مختلف مورد استفاده قرار گرفت.در همین سال ها بود که تولیدات صنایع تبرید و تهویه مطبوع به نقطه اوج خود رسید و دستگاه های تبرید صنعتی و خانگی به میزان قابل توجهی تولید گردید.

در اواخر قرن 19 سیستم های تبرید تراکمی که با آمونیاک کار می کردند بخاطر راندمان بالا و قابلیت اطمینان در مقیاس وسیع تولید شده و مورد استفاده قرار گرفتند .همچنین سیکل های تبرید تراکمی با مبرد های دیگر مثل دی اکسید کربن/دی اکسید سولفور/پروپان و کلرید متیل رواج پیدا کرد.