سیستم های تبریدی سال هاست که به یک شکل و شمایل ساخته می شوند. اگرچه برای بهینه کردن سیکل های تبرید تراکمی قدم های زیادی برداشته شده است؛ اما این طور به نظر می رسد که در آینده‌ای نزدیک، سیکل های تبریدی دچار تغییر و تحول بزرگی شوند و آینده تبرید به کمک یخچال های حالت جامد به طور کل عوض شود. این یخچال های جدید کوچکتر بوده، فضای کمتری را اشغال می کنند و مهم تر از همه، با محیط زیست سازگاری بیشتری دارند. در این مقاله قصد داریم درباره‌ی آینده تبرید صحبت کنیم.
سفر به گذشته تبرید با ماشین زمان
اگر یک ماشین زمان داشته باشیم و برای مثال به صد سال قبل سفر کنیم، با دیدن یک فضای مکعب مستطیلی بزرگ خیلی زود به یاد یخچال فریزرهای امروزی می افتیم. و حتا اگر در بازگشت از سفرمان هم یک انسان تاریخی را به دنیای امروز بیاوریم، او نیز با دیدن یخچال فریزرهای مدرن شده‌ی امروزی، خیلی زود یاد یخچال خانگی خودشان می افتد. دلیلش این است که ساختمان کلی و طراحی کلی یخچال فریزرها سال هاست که به یک شکل و شمایل مانده است.
در طراحی و ساخت یخچال و فریزر سال هاست که از سیکل تبرید تراکمی بهره گرفته می شود. در این سیکل از متراکم کردن سیال مبرد به منظور خنک سازی فضای یخچال استفاده می گردد. این سیال مبرد در فشارهای مختلف دمای جوش و بخار متفاوتی دارد. به کمک همین ویژگی ترمودینامیکی و انتقال حرارتی ساده است که یخچال ها می توانند گرما را از محفظه ای با دمای پایین‌تر به محیط بیرون با دمای بالاتر انتقال دهند.
آینده تبرید، اگر قرار به حفظ سیکل های تراکمی باشد
اگر سال ها قبل از آینده تبرید صحبت می شد، تصور اغلب مهندسان این بود که نهایتاً ساز و کار سیکل های تبرید تراکمی بهبود پیدا خواهند کرد. پیشبینی‌ای که اتفاقاً به صورت دقیق نیز تحقق پیدا کرده است. مهم ترین تفاوت یخچال فریزرهای امروزی با مدل های قدیمی مصرف پایین‌تر آن‌ها، سرمایش بهینه‌تر و استفاده از گازهای مبردی است که آلایندگی کمتری دارند.
اما با وجود این همه تغیر و تحول هنوز سیکل های تبرید تراکمی یک عیب زیست محیطی مهم دارند که رفع نشده است. گازهای مبردی که در سیکل های تراکمی مورد استفاده قرار می گیرند، اثرات گلخانه‌ای زیادی دارند و پس از اینکه یخچال ها از دور خارج می شوند، این گازها وارد هوای آزاد شده و به لایه‌ی اوزون آسیب می زنند. به همین خاطر است که در این سال ها سعی شده از گازهای مبرد جدیدتری استفاده شود. یا خیلی از دانشمندان به فکر جایگزینی عناصر جدیدی بوده اند که به لایه اوزون آسیبی وارد نکند. (می توانید برای آشنایی با سیستم های تبرید مقاله نگاهی مختصر به تاریخچه سرمایش و انواع سیستم تبرید را بخوانید.)
آینده تبرید، وقتی پای یخچال های آینده و یخچال های حالت جامد به میان می آید
به نظر می رسد آینده تبرید در دست یخچال های حالت جامد (solid-state fridges) باشد. در این یخچال ها گاز مبرد و سیکل تبرید تراکمی به طور کامل حذف شده و به جای سیال مبرد از یک سری کریستال جامد استفاده می شود. مهم ترین مشخصه‌ی این کریستال ها این است که اگر تحت فشار مکانیکی یا الکترومغناطیسی قرار بگیرند، ساختار مولکولی آن ها تغییر شکل داده و حالت منظم تری به خود می گیرد. در این حالت گرمای ذخیره شده در این ساختار کریستالی بیشتر شده و دمای آن بالاتر می رود.
نکته اینجاست که اگر این فشار بیرونی از روی ساختار کریستالی برداشته شود، بلافاصله این بلورهای جامد ساختار منظم خود را از دست می دهند و گرمای ذخیره شده در آن ها آزاد می شود.
طراحی یخچال1 جدید که قرار است آینده تبرید را رقم بزنند، بر اساس همین فرایند انتقال حرارتی در کریستال های جامد طراحی شده است. به نحوی که کریستال ها در فضای یخچال فشرده شده، دمای داخل محفظه را جذب می کنند. و سپس در فضای بیرونی این فشار رفع خواهد شد و گرمای ذخیره شده به محیط بیرونی داده می شود.
مزیت های یخچال های حالت جامد
مهم ترین مزیت یخچال های حالت جامد همین سازگاری بیشتر با محیط زیست است. ساختارهای جامدی که از آن حرف می زنیم، هیچ مشکل محیط زیستی‌ای ندارند.
نکتۀ بعدی در ارتباط با فضایی است که یخچال ها اشغال می کنند. با توجه به اینکه در این یخچال ها دیگر نیازی به کمپرسور و لوله های مارپیچی کندانسور اواپراتور نیست، می توان یخچال ها را به شکل جمع و جورتری طراحی کرد. که به نسبت فضای کاربری بیشتری را هم در اختیار مشتریان قرار دهد.
اگرچه به نظر یخچال های حالت جامد گزینه‌ی مناسبی باشند، اما همچنان باید صبر کرد تا به شکل بهینه‌تری ساخته شده و به بازار عرضه شوند. آن زمان می توانیم به آینده تبرید امیدوارانه تر نگاه کنیم.
برای تکمیل بحث پیشنهاد می‌کنیم مقالۀ «تبرید با نیتروژن مایع به کمک دیزل – آیا نیتروژن مایع رقیبی تازه است؟» را نیز در ادامه بخوانید. برای کسب اطلاعات بیشتر و اطلاع از شرایط خرید محصولات امگا می‌توانید با شماره تلفن ۵۶۲۳۱۰۰۲-۰۲۱ و یا دیگر پل‌های ارتباطی با ما تماس بگیرید. همچنین می‌توانید با دنبال کردن صفحه اینستاگرام اومگا از آخرین اخبار و رویدادها نیز مطلع شوید.