પ્રશીતન (refrigeration)

બહારના વાતાવરણ કરતાં ઓછું તાપમાન મેળવવાની પ્રક્રિયા. પ્રશીતનમાં બરફથી ઠંડાં કરાતાં પીણાંઓથી માંડીને, નિમ્નતાપોત્પાદન(cryogenics)ની ક્રિયાઓનો સમાવેશ થઈ જાય છે.

બહારની ગરમીથી બચવા માટે, ઠંડક મેળવવાના પ્રયત્નો ઉષ્ણ પ્રદેશોમાં ઘણા વખતથી થતા આવ્યા છે. વેદોમાં પણ વાતાનુકૂલન(airconditioning)નો ઉલ્લેખ મળે છે. પંખાઓ, માટીનાં વાસણોની છિદ્રતા ઉપર આધારિત બાષ્પીભવનથી ઉત્પન્ન થતી ઠંડક, ઉષ્ણપ્રદેશોમાં ગુફાઓમાં વસવાટ વગેરે બાબતોથી સહુ પરિચિત છે. હિમાલયના બરફનો ઉપયોગ કરીને જરૂરી શીતળતા મેળવવાના પ્રયત્નો પ્રાચીન સમયમાં થતા. યાંત્રિક સાધનોની મદદથી પ્રાપ્ત થતી શીતળતા મેળવવાની પદ્ધતિ આ દેશમાં બહુ જૂની નથી.

અમેરિકા ને યુરોપના દેશોમાં અઢારમી સદીમાં, ઠંડક મેળવવા માટે બરફનો વ્યાપક ઉપયોગ થતો ને તે બરફ ઓગળતો અટકાવવા માટે, ઘાસના ભૂંસા જેવાં ઉષ્મા-અવરોધકો પણ વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાતાં.

યાંત્રિક સાધનોની મદદથી ઠંડક ઉત્પન્ન કરવાનાં યંત્રો ઓગણીસમી સદીમાં બનવા માંડ્યાં; પણ ઘરો અને ઔદ્યોગિક એકમોમાં તેનો ઉપયોગ તો વીસમી સદીની શરૂઆતમાં જ થવાનું શરૂ થયું. વરાળયંત્રોથી ચાલતાં મોટા કદનાં સંપીડકો (compressors) અને સંઘનકો (condensers) એટલાં ખર્ચાળ હતાં કે તે સાધનોની મદદથી મળતી ઠંડક બરફના ઉપયોગની સરખામણીમાં ઘણી જ વધુ રહેતી હોવા છતાં તે બહુ વપરાશમાં આવી શક્યાં નહિ. પ્રશીતનની મદદ વગર ખાદ્ય પદાર્થો અને દવાઓ, જીવાણુઓથી વ્યાપક પ્રમાણમાં બગડી જાય છે અને ખાદ્ય પદાર્થો તાત્કાલિક વાપરી નાખવા પડે છે. એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ ખાદ્ય પદાર્થોને અવિકૃત સ્થિતિમાં લઈ જવાનું અશક્ય બને છે. પ્રશીતનનાં સાધનોનું ઉત્પાદન, તેનો ઉપયોગ અને નિભાવ એ વર્તમાન દુનિયાની મોટી ઔદ્યોગિક જરૂરિયાત થઈ ગઈ છે.

1920 સુધી, પ્રશીતક-યંત્રો સંપીડકની ગતિનાં બંધનો અને તેના મોટા ને ખર્ચાળ કદને લઈને વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાતાં ન હતાં. આ પછી પ્રશીતક-યંત્રોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ચાર ક્ષેત્રોમાં વધુ વિકાસ પામ્યો : (1) બરફ બનાવવા માટે, (2) ખાદ્ય પદાર્થોની જાળવણી માટે, (3) વાતાનુકૂલન માટે, (4) ઔદ્યોગિક વપરાશ માટે.

પ્રશીતક-યંત્રોના ઉપયોગ પહેલાં, બરફ એકમાત્ર સાધન હતું કે જેના વડે ઠંડક ઉત્પન્ન કરી શકાતી. બરફ વાપરવાનું મુખ્ય કારણ એ હતું કે બરફ 0° સે.ના અચળ તાપમાને ઓગળે છે અને બને છે, અને તે જ્યારે પીગળે છે ત્યારે તેના વજનના પ્રમાણમાં તે ગરમી શોષે છે. આથી પીગળતા બરફની મદદથી પ્રશીતન ઉત્પન્ન થઈ શકે છે અને પદાર્થ અને જગ્યા નીચા તાપમાને રાખી શકાય છે. પહેલાના જમાનાથી, માનવી એ જ્ઞાન ધરાવતો હતો, કે બરફમાં મીઠું ભેળવવાથી ઘણું જ નીચું તાપમાન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સાદું મીઠું જ્યારે બરફ સાથે ભેળવવામાં આવે છે ત્યારે, તાપમાન –21° સે. સુધી નીચું મળે છે. જો બરફમાં કૅલ્શિયમ ક્લૉરાઇડ ભેળવવામાં આવે તો તાપમાન –55° સે. સુધી નીચું લાવી શકાય છે.

1748માં, ગ્લૅસગો યુનિવર્સિટીમાં પ્રા. વિલિયમ કુલેને, ઈથરના બાષ્પીભવનથી યાંત્રિક પ્રશીતન ઉત્પન્ન કર્યું.

જેકબ પરકિન્સે 1834માં બાષ્પ-સંપીડન-આવર્તન-પ્રશીતન (vapour compression cycle refrigeration)  માટે બ્રિટિશ પેટન્ટ મેળવી.

1844માં અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી જૉન ગૉરીએ ફ્લૉરિડામાં તેની હૉસ્પિટલ માટે, બરફ અને ઠંડી હવા મોકલવા માટેનું યંત્ર વિકસાવ્યું. તેના યંત્રમાં, સંપીડકની મદદથી હવાને દબાવવામાં આવતી. આ હવાને પાણીની મદદથી ઠંડી કરી તેનું પ્રસરણ (expansion) એન્જિનની મદદથી કરવામાં આવતું. આ હવાનું તાપમાન ઘણું જ નીચું મળતું, તેથી તેની મદદથી બરફ પણ મળી શકતો તેમજ ઠંડી હવા પણ ઓરડાઓમાં મોકલી શકાતી.

1856માં અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક ઍલેક્ઝાન્ડર ટ્વીનિંગે બાષ્પ સંપીડન-પ્રશીતન(vapour compressor refrigeration)ની મદદથી પ્રથમ વાર બરફ બનાવ્યો.

1859માં ફ્રાન્સના વૈજ્ઞાનિક કૅરીએ, અવશોષ-પ્રશીતન(absorption refrigeration)નું નિર્માણ કર્યું. તેણે પાણીને પ્રશીતક અને એમોનિયાને અવશોષક તરીકે વાપર્યાં.

આમ પ્રશીતક-યંત્રોનો વિકાસ ઓગણીસમી સદીમાં થયો. સમયાંતરે આ યંત્રો વિકાસ પામતાં ગયાં. હાલ વપરાતાં યંત્રો પૂરતા પ્રમાણમાં સુધારાઓ કરાયા બાદનાં યંત્રો છે.

બાષ્પસંપીડન-પ્રશીતનમાંના સુધારા મુખ્યત્વે પહેલાં એમોનિયા-પ્રશીતકના સંદર્ભમાં જ રહ્યા. કાર્યદક્ષ એમોનિયા-સંપીડકોને લઈને હવા-આવર્તન-પ્રશીતન(air cycle refrigeration)નો ઉપયોગ વિમાનો સુધી જ સીમિત થઈ ગયો. પ્રશીતક તરીકે એમોનિયાના ઘણા જ ગેરફાયદા છે. તેમાંનો મહત્વનો ગેરફાયદો તે એનું ઝેરીપણું છે. આથી એમોનિયાનો પ્રશીતક તરીકેનો ઉપયોગ માનવસુખસગવડ (human comfort) માટે વપરાતાં સાધનોમાં થતો નથી. આના વિકલ્પે, 1920ની આસપાસ ફ્રિયોન-પ્રશીતકો શોધાયાં. આ પ્રશીતકો ઇથેન (C₂H₆) અથવા મિથેન (CH₄) મૂળવાળાં પ્રશીતકો છે. પ્રશીતક–12 (R 12) અથવા પ્રશીતક–22 (R 22) મુખ્યત્વે વપરાય છે. તે ઝેરી નથી તે ઉપરાંત, રંગ વગરનાં છે. આ પ્રશીતકના નંબરો સ્વીકૃત પદ્ધતિ મુજબ આપવામાં આવે છે ને તે તેમાંના ક્લોરિન અને ફ્લોરીનની સંખ્યા ઉપર આધારિત છે.

નવાં પ્રશીતકો શા માટે? R 12 અને R 22 પ્રશીતકો, મિથેન સીરિઝના ક્લોરો ફ્લોરો કાર્બન (CFC) છે. આ CFCના અણુઓ, ઓઝોનના સ્તર ઉપર અસર કરે છે. આ CFC તૂટવાથી, તેમાંથી ક્લોરિન પરમાણુ છૂટો પડે છે. આ ક્લોરિન પરમાણુ બહારના વાતાવરણમાં રહેલા ઓઝોનની સાથે સંયોજાય છે. આ ઓઝોન સ્તર આપણને હાનિકારક સૂર્ય-વિકિરણ(radiation)થી બચાવે છે. આ વિકિરણોમાં જે અલ્ટ્રા-વાયૉલેટ કિરણો હોય છે તે ચામડીના કૅન્સર માટે કારણભૂત છે તેમ માનવામાં આવે છે. ઓઝોન સ્તર આ અલ્ટ્રા-વાયૉલેટ કિરણોને શોષી લે છે. આ મુશ્કેલી દૂર કરવા માટે, ધીમે ધીમે CFCનું ઉત્પાદન ઘટાડી તેની જગ્યાએ હાઇડ્રોક્લોરો ફ્લોરો કાર્બન(HCFC)નો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. આ પ્રશીતકો ઓઝોન સ્તરને અસર કરશે નહિ અને તેને લીધે ચામડીના કૅન્સરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થશે તેમ માનવામાં આવે છે.

પ્રશીતનની જુદી જુદી રીતો : પ્રવાહી ઉપરનું દબાણ ઘટાડવાથી, નીચા તાપમાને તેનું બાષ્પીભવન શક્ય બને છે. પ્રવાહીનું દબાણ અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ એકબીજાની જોડે સંકળાયેલાં છે. દબાણ ઘટાડવાથી ઉત્કલનબિંદુ પણ ઘટે છે. આ નીચા તાપમાને થતા બાષ્પીભવનથી, આજુબાજુના વાતાવરણમાંથી ગરમી લઈને તે વાતાવરણને ઠંડું પાડી શકાય છે. આ સિદ્ધાંત બાષ્પ-સંપીડન (vapour compression) અને અવશોષણ (absorption) યંત્રોમાં વપરાય છે. આ ઉપરાંત, હવા-આવર્તન (air cycle), ઉષ્માવીજીય (thermo-electric) વમળનળી (vortex-tube) અને જલવાયુ-પ્રશીતન (water vapour refrigeration) ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં, જુદા જુદા ઉપયોગોમાં લેવાય છે. આ બધી રીતો પૈકી બાષ્પસંપીડન-પ્રશીતન એ ખૂબ અસરકારક અને અન્ય રીતો કરતાં પ્રશીતન માટે વધુ વપરાતી રીત છે. આ બધી જ રીતો નીચે વર્ણવી છે :

1. બાષ્પસંપીડન-પ્રશીતન (vapour compressor refrigeration) :

બાષ્પસંપીડન-પ્રશીતનપદ્ધતિની રચના આકૃતિમાં દર્શાવી છે. આ પદ્ધતિનાં આવર્તનો પર કામ કરતાં યંત્રોમાં મુખ્યત્વે ચાર સાધનોની જરૂરિયાત હોય છે (જુઓ આકૃતિ) :

(1) બાષ્પક, (2) સંપીડક, (3) સંઘનિત્ર અને (4) પ્રસારક.

આ યંત્રોમાં થતી પ્રક્રિયાઓના આવર્તનની દિશા આકૃતિમાં દર્શાવી છે. જુદાં જુદાં સાધનોનાં કાર્ય નીચે મુજબ છે :

(1) બાષ્પક (evaporator) : બાષ્પકમાં દબાણ નીચું રાખવામાં આવે છે (Pc). આ નીચા દબાણે પ્રવાહીનું બાષ્પીભવન થાય છે. આ માટે જરૂરી ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat) આજુબાજુના વાતાવરણમાંથી તે મેળવે છે. (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ઓરડામાંથી.) આમ થવાથી, ઓરડાની હવાનું તાપમાન બાષ્પકના દબાણ(Pc)ને અનુરૂપ નીચું લાવી શકાય છે. બાષ્પકમાં ઘણી નળીઓમાંથી, પ્રવાહી પ્રશીતક પસાર થાય છે. નળીઓની આસપાસ આવેલાં દ્રવ્ય(હવા અથવા પાણી)માંથી બાષ્પીભવન માટેની જરૂરી ઉષ્મા બાષ્પક મેળવે છે અને તે દ્રવ્ય (હવા અથવા પાણી) ઠંડું થાય છે. બાષ્પકની કાર્યદક્ષતા વધારવા માટે, બાષ્પકની નળીઓ ઉપર જરૂરી પક્ષકો(fins) બેસાડાય છે; પણ તેનો આધાર બાષ્પકની નળીઓના તાપમાન ઉપર છે. શૂન્ય અને તેનાથી નીચેના તાપમાન માટે, આવા પક્ષકો વપરાતી નથી. (ઉદાહરણ રૂપે ઘરમાં વપરાતાં રેફ્રિજરેટરનાં બાષ્પકો). બાષ્પકો ઉપર હવા પંખાની મદદથી અથવા તેની મદદ વગર ફેરવવામાં આવે છે. (ઘરમાં વપરાતાં એરકંડિશનરોમાં હવા પંખાની મદદથી ફેરવાય છે, જ્યારે રેફ્રિજરેટરમાં પંખો વપરાતો નથી.) બાષ્પક સીધા પ્રસરણવાળાં (direct expansion) અથવા પરોક્ષ પ્રસરણ(indirect expansion)વાળાં હોય છે. સીધા પ્રસરણવાળાં બાષ્પકો પદાર્થ અથવા જગ્યાને સીધી ઠંડી કરે છે, જ્યારે પરોક્ષ પ્રસરણવાળાં બાષ્પકોમાં, બાષ્પક બીજા માધ્યમ (પાણી અથવા બ્રાઇન) વડે પદાર્થ અથવા જગ્યાને ઠંડી કરે છે. ઘરમાં વપરાતાં રેફ્રિજરેટરમાં, સીધા પ્રસરણવાળાં બાષ્પકો વપરાય છે, જે રેફ્રિજરેટરમાંની હવા ને તેમાં મૂકેલા પદાર્થોને હવાના સીધા સંપર્કથી ઠંડા બનાવે છે. બાષ્પકો જુદી જુદી ડિઝાઇનોમાં ઉપલબ્ધ હોય છે અને તેમના ઉપયોગ મુજબ તેમની ડિઝાઇન ફેરવાય છે. બાષ્પક વડે શોષાયેલી ગરમી આકૃતિમાં Q_E વડે દર્શાવી છે. તેનાથી ઉત્પન્ન  થતી ઠંડક અથવા પાણીમાંથી બનતો બરફ અથવા દૂધમાંથી બનતો આઇસક્રીમ આ શોષાયેલી ગરમી ઉપર આધારિત હોય છે.

(2) સંપીડક : સંપીડક બાષ્પકમાંથી બાષ્પવાયુ શોષે છે. આ સંપીડક તેનું ઊંચા દબાણે (Pcમાંથી Pd સુધી) સંપીડન કરે છે. સંપીડક પ્રણાલીનું મુખ્ય અંગ છે. વીજળીની મોટર, સ્ટીમ-એન્જિન, આંતરિક દહન-એન્જિન, સ્ટીમ અથવા ગૅસ-ટર્બાઇન તેને ચલાવવા વાપરી શકાય છે. મોટાભાગનાં સંપીડકો પશ્ચાગ્ર (resiprocating) પ્રકારનાં હોય છે. રેફ્રિજરેટર અને એરકંડિશનરમાં વપરાતાં સંપીડકો આંશિક શક્તિ(fractional power)વાળાં હોય છે. એક કરતાં વધુ સિલિન્ડર ધરાવતાં, મોટી શક્તિ(capacity)વાળાં સંપીડકો મોટા ઔદ્યોગિક એકમોમાં વપરાતાં હોય છે.

મોટા એકમોમાં કેન્દ્રત્યાગી(centrifugal) સંપીડકો સામાન્યત: વપરાય છે. સંપીડક વડે ઉત્પન્ન થતું દબાણ ને તાપમાન સંઘનન માટે વપરાતા ઠારક પાણીના અથવા બહારની હવાના તાપમાન કરતાં વધુ હોવું જરૂરી છે, જેથી સંઘનનની પ્રક્રિયા કાર્યદક્ષતાથી થઈ શકે. આ પ્રકારનાં સંપીડકો 50 TRથી 1,000 TRની ક્ષમતા (capacity) માટે વપરાય છે. (1 TR એટલે દર સેકંડે 3.5 કિ.વૉટ ગરમી પદાર્થ અથવા ઓરડામાંથી દૂર કરવાની શક્તિ ધરાવતું યંત્ર.)

(3) સંઘનિત્ર : સંપીડકમાંથી આવતા વાયુને સંઘનિત્રની નળીઓમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. આ નળીઓની આસપાસ પાણી કે હવાનો પ્રવાહ સતત ચાલુ હોય છે. આમ કરવાથી વાયુનું ઠારણ થાય છે. ઉપયોગને અનુલક્ષીને જુદી જુદી જાતનાં સંઘનિત્રો વ્યવહારમાં વપરાય છે. હવાનો પ્રવાહ પંખાની મદદથી અથવા તેની મદદ વગર ફેરવાય છે.

(4) પ્રસરણ-વાલ્વ : સંઘનિત્રમાંથી પ્રવાહી પ્રશીતકને પ્રસરણ-વાલ્વમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. આ પ્રસરણ-વાલ્વમાંથી પસાર થવાથી, પ્રશીતકનું દબાણ (Pd)થી ઘટીને (Pe) થઈ જાય છે. આ દબાણનો ઘટાડો, આ પ્રણાલી(system)નો શો ઉપયોગ છે તેના ઉપર આધારિત છે. ઉપયોગ મુજબ બાષ્પકનાં તાપમાન નક્કી થાય છે. સરખી શક્તિવાળાં એરકંડિશનર અને શીત-સંગ્રહણ(cold storage)નાં બાષ્પકનાં તાપમાનો અને તેથી દ્બાણો જુદાં જુદાં હોય છે. પ્રણાલીની શક્તિ મુજબ જુદી જુદી જાતના પ્રસરણ-વાલ્વ વપરાય છે. એરકંડિશનર અને રેફ્રિજરેટરમાં કેશનળી (capillary tube) વપરાય છે, જ્યારે મોટા પ્લાન્ટમાં તાપસ્થાપીય પ્રસરણ-વાલ્વ (thermostatic expansion valve) વપરાય છે. બાષ્પકમાં નીચા દબાણવાળું પ્રવાહી અને થોડા પ્રમાણમાં વાયુ દાખલ થાય છે. દબાણ ઓછું હોવાથી અને પ્રવાહીનું નીચા તાપમાને બાષ્પીભવન થવાથી નીચું તાપમાન પ્રાપ્ત થાય છે.

આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરી બનાવવામાં આવતાં યંત્રો બરફ બનાવવા, વાતાનુકૂલન તથા ઔદ્યોગિક અને ઘરગથ્થુ ઉપયોગ માટે વપરાય છે.

2. હવા-આવર્તન-પ્રશીતન (air cycle refrigeration ) :

આ આવર્તનમાં, આખા આવર્તન દરમિયાન દ્રવ્ય વાયુસ્વરૂપમાં જ રહે છે. અહીં બાષ્પીભવન થતું નથી. તેથી આમાં બાષ્પકને બદલે પ્રશીતક ને સંઘનિત્રને બદલે પ્રશીતક વપરાય છે. હવા-આવર્તન-પ્રશીતન આકૃતિ 2માં દર્શાવ્યું છે. આ પ્રકારના પ્રશીતનમાં સંપીડક તેમજ પ્રસારકની જરૂરિયાત પડે છે.

સંપીડકમાં, પ્રશીતકમાંથી નીચા દબાણની (દબાણ = Pe) હવા લેવામાં આવે છે. સંપીડક આ હવાનું દ્બાણ વધારીને Pc કરે છે. આ ઊંચા દબાણવાળી હવા, ઠારકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. આ ઠારકમાં દાખલ થતી ગરમ હવાને ઠંડી કરવાનું કાર્ય પાણીથી કે હવાથી થાય છે. ઠારકમાંથી બહાર નીકળતી નીચા તાપમાનવાળી હવા પ્રસારકમાં આપવામાં આવે છે. પ્રસારક સંપીડક સાથે જોડાયેલો હોય છે. તેથી પ્રસારક વડે મળતું કાર્ય સંપીડકને ચલાવવા વાપરી શકાય છે. આથી, સંપીડકને આપવું પડતું કાર્ય ઓછું થાય છે. પ્રસરણ-પ્રક્રિયાથી પ્રસારકમાં હવાનું દબાણ ઘટી Pc થાય છે (જુઓ આકૃતિ 2). આ દબાણ એટલે સુધી ઘટાડાય છે કે તેને અનુરૂપ તાપમાન ઠારકમાં વપરાતા પાણીના તાપમાનથી પણ ઘણું જ નીચું જાય છે. આમ નીચા તાપમાન અને નીચા દબાણવાળી હવા પ્રશીતકમાં જાય છે અને પ્રશીતકમાં રાખેલાં દ્રવ્યોમાંથી તાપમાન લઈ લે છે. આમ થવાથી, પ્રશીતકમાંથી બહાર જતી હવાનું તાપમાન વધે છે ને પ્રશીતકનું તાપમાન ઘટે છે. આ રીતે આવર્તન પૂર્ણ થાય છે. આવાં આવર્તનો ખુલ્લાં કે બંધ પ્રકારનાં હોય છે. ખુલ્લા આવર્તનમાં સંપીડકમાં હવા ખુલ્લા વાતાવરણમાંથી લઈ, પ્રશીતકમાં, ખુલ્લા વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે અને પ્રશીતકનું દબાણ વાતાવરણના દબાણ જેટલું રહે છે. બંધ આવર્તનમાં હવા શુદ્ધ ને ભેજ વિનાની રાખી શકાય છે અને હવાનું દબાણ પણ જરૂરી કક્ષાએ રાખવું શક્ય બને છે.

હવાની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ઓછી છે. તેથી જરૂરી ગરમી શોષવા તાપમાનના તફાવતો અને કદની માત્રા મોટી હોય છે. આમ આ યંત્ર ઘણું જ ખર્ચાળ છે અને વધુ ઘર્ષણવ્યયવાળું છે. આ જાતની પદ્ધતિ હાલ તો ફક્ત વિમાનોના વાતાનુકૂલન માટે જ વપરાય છે. વિમાનોમાં અન્ય પ્રશીતક લઈ જવાં સલામતીની ર્દષ્ટિએ અનુકૂળ નથી હોતાં તેમજ એન્જિન માટે વપરાતા અતિભરણ(super charger)માંથી કે નોદક(propeller)માંથી સંપીડિત હવા સહેલાઈથી મેળવી શકાય છે અને તેથી આકૃતિ 2માં દર્શાવેલા આવર્તનમાં જરૂરી સુધારા-વધારા કરી, આ પદ્ધતિ ફક્ત વિમાનોના ઉપયોગ માટે મર્યાદિત થઈ ગઈ છે.

3. અવશોષ-પ્રશીતન (absorption refrigeration) : આ જાતના પ્રશીતનમાં, સંપીડકને બદલે અવશોષક અને જનિત્ર (generator) વપરાય છે. આકૃતિ 3માં સાદા (simple) અવશોષ-પ્રશીતનનો પ્લાન્ટ દર્શાવ્યો છે. (1-1ની જમણી બાજુના ભાગો બાષ્પસંપીડન જેવા જ હોય છે, જ્યારે 1-1ની ડાબી બાજુએ, સંપીડકની જગ્યાએ અવશોષક ને જનિત્ર વાપર્યાં છે.) (સરખાવો : આકૃતિ 1ની સાથે.)

સાદા અવશોષ-આવર્તન-પ્રશીતનનો સિદ્ધાંત આકૃતિ 3માં દર્શાવ્યો છે. અધિતપ્ત એમોનિયા-બાષ્પ (superheated amonia vapour) જે ઊંચા તાપમાન ને ઊંચા દબાણે છે તે જનિત્રમાંથી બહાર નીકળે છે (સ્થિતિ 2). જનિત્રમાં એમોનિયાને વરાળ અથવા અન્ય કોઈ તાપન-માધ્યમ (heating medium) વડે ગરમ કરવામાં આવે છે. આ અધિતપ્ત એમોનિયા બાષ્પ સંઘનિત્રમાં દાખલ થાય છે તેને ત્યાં ઠારવામાં આવે છે. આ બાષ્પનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર થાય છે. સંઘનિત્રને પાણીની મદદથી ઠંડું કરવામાં આવે છે ને બાષ્પનું પ્રવાહીમાં રૂપાંતર કરાય છે. આ ઊંચા દબાણવાળું પ્રવાહી એમોનિયા પ્રસરણ-વાલ્વમાં દાખલ થાય છે. પ્રસરણ-વાલ્વ પ્રવાહી એમોનિયાનું દબાણ Pcથી ઘટાડી Pe સુધી કરે છે. (સ્થિતિ 4). આ સ્થિતિમાં, નીચા દબાણવાળું પ્રવાહી એમોનિયા બાષ્પકમાં દાખલ થાય છે. તેનું દબાણ ઓછું હોઈ, બાષ્પકમાં નીચું તાપમાન ઉત્પન્ન થાય છે. બાષ્પકમાંથી નીચા દબાણવાળી સંતૃપ્ત એમોનિયાની બાષ્પ બહાર નીકળે છે. આ બાષ્પ અવશોષકમાં દાખલ થાય છે. અવશોષકમાં મંદ દ્રાવણ હોય છે. (મંદ દ્રાવણ એટલે એમોનિયા ઓછું અને પાણી વધુ.) આકૃતિ 3માં દર્શાવેલ પ્રશીતનમાં, એમોનિયા પ્રશીતક છે અને પાણી અવશોષક તરીકે વપરાય છે. અવશોષકમાં દાખલ થતી સંતૃપ્ત એમોનિયાની બાષ્પનું શોષણ પાણી અવશોષકમાં કરે છે અને મંદ દ્રાવણ પ્રબળ દ્રાવણમાં ફેરવાય છે. અવશોષકમાંનું દબાણ બાષ્પક જેટલું જ હોય છે. આ પ્રબળ દ્રાવણ, પંપની મદદથી ખેંચી જનિત્રમાં લઈ જવામાં આવે છે. જનિત્રમાં, બાહ્ય ગરમીથી, એમોનિયા બાષ્પ દ્રાવણમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. આથી પ્રબળ દ્રાવણ દુર્બળ દ્રાવણમાં ફેરવાઈ જાય છે. આ દુર્બળ દ્રાવણ દબાણ ઘટાડનાર વાલ્વમાંથી પસાર થઈ અવશોષકમાં જાય છે. જનિત્રમાંના દુર્બળ દ્રાવણનું દબાણ અવશોષકના દબાણ કરતાં વધુ હોઈ, દબાણ ઘટાડવાનું જરૂરી બને છે. અવશોષકમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયા થતી હોઈ, ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. આ ઉષ્મા દૂર કરવી જરૂરી હોઈ અવશોષકની આસપાસ પાણી ફેરવવામાં આવે છે. આ તાપમાન ઘટાડવાથી પાણી વધુ પ્રમાણમાં એમોનિયાને શોષી શકે છે.

આ જાતના પ્રશીતનમાં, ઘણી જ ઓછી માત્રામાં યાંત્રિક શક્તિ વપરાય છે. જનિત્રમાં જોઈતી ઉષ્માશક્તિ અપવ્યયિત ઉષ્મા(waste heat)નો ઉપયોગ કરીને મેળવાય છે. સાદા આવર્તનની કાર્યદક્ષતા વધારવા માટે એકદિશકારી (rectifier) અને ઉષ્માવિનિમાયકો(heat exchangers)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અન્ય પ્રકારની પદ્ધતિમાં પાણી પ્રશીતક તરીકે અને લિથિયમ બ્રોમાઇડ અવશોષક તરીકે વાપરવામાં આવે છે. પાણી પ્રશીતક તરીકે વપરાતું હોઈ, અને (પાણીનું ઠારણબિંદુ 0° સે. હોઈ), બાષ્પકમાં વધુ નીચાં તાપમાન મેળવવાની મર્યાદા નડે છે. જ્યારે ગૃહઉપયોગના રેફ્રિજરેટરમાં ત્રણ પ્રવાહીઓ પાણી, એમોનિયા અને હાઇડ્રોજન વપરાય છે અને આનો કાર્યસિદ્ધાંત ડાલ્ટનના આંશિક દબાણના નિયમ પર આધારિત છે. ઉષ્માવ્યય વધુ હોઈ, આ પ્રકારના સિદ્ધાંત વડે ચાલતાં ગૃહઉપયોગનાં રેફ્રિજરેટરો બહુ પ્રચારમાં નથી.

4. વરાળ-જેટ-પ્રશીતન (steam jet refrigeration) :

સંપીડકનું સંચાલન, નિયમન તેમજ ઘસારો મહત્તમ હોય છે. આ ઘણું જ ખર્ચાળ બને છે. આ સંપીડકની જગ્યાએ એવી વૈકલ્પિક વ્યવસ્થા કરવામાં આવે તો ખર્ચનો ઘટાડો શક્ય છે.

આ પ્રશીતન 1930 સુધી વ્યાપક ઉપયોગમાં હતું. નિષ્કાસકમાં નૉઝલ, મિશ્રણખંડ (mixing chamber) અને વિસારક (diffuser) આવેલાં હોય છે. આ પ્રશીતનના મુખ્ય ભાગો આકૃતિ 4માં દર્શાવ્યા છે. આ પ્રશીતનમાં પણ પાણી પ્રશીતક તરીકે વપરાય છે.

કાર્યસિદ્ધાંત : 4થી 10 બાર (1 bar = 75 cm.) દબાણવાળી ચાલક વરાળ, અભિસારી (converging) – અપસારી (diverging) નૉઝલમાંથી પ્રસરણ પામે છે. આ વરાળની ગતિ પરાધ્વનિક (supersonic) હોય છે. આને લીધે, નૉઝલની બાદ ઘણું જ નિમ્નશૂન્યક (low-vacuum) ઉત્પન્ન થાય છે. આ દબાણના તફાવતને લઈને બાષ્પકમાંથી પાણીની વરાળ ઉપર ખેંચાય છે. વધુ ગતિવાળી ચાલક વરાળને બાષ્પકમાંથી ઉપર ખેંચતી પાણીની વરાળ મિશ્રણખંડમાં ભેગી થાય છે. મિશ્રણની ગતિજ ઊર્જા(kinetic energy)નું એન્થાલ્પીમાં વિસારકમાં રૂપાંતર થાય છે અને મિશ્રણનું દબાણ સંઘનિત્રમાંના દબાણ જેટલું વધે છે. બાષ્પક અને સંઘનિત્ર વચ્ચેના દબાણનો ગુણોત્તર આશરે 1:8 જેટલો હોય છે  જે નિષ્કાસક વડે ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. વિસારકમાં, વરાળ અને બાષ્પના મિશ્રણની ગતિમાં ઘટાડો થાય છે અને દબાણ વધે છે. આમ ગતિજ ઊર્જાને દબાણ-ઊર્જામાં ફેરવી શકાય છે. આમ કોઈ પણ ચાલતા ફરતા ભાગો વગર દબાણવધારો શક્ય બને છે. સંઘનિત્રમાં દાખલ થતી વરાળનું પાણીમાં રૂપાંતર થાય છે. આ માટે જરૂરી ઠારક પાણી શીતક મિનારામાંથી મેળવાય છે. સંઘનિત્રમાંથી ઠારેલા પાણીને બૉઇલરમાં મોકલવામાં આવે છે અને થોડી માત્રામાં તે બાષ્પકમાં પણ મોકલવામાં આવે છે. બાષ્પકમાં પાણીનું બાષ્પીભવન આશરે 5° સે. તાપમાને થાય છે. બાષ્પકમાં નીચા દબાણે પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. ગુપ્ત ઉષ્મા તે જ પાણીમાંથી લેવાતી હોઈ, પાણીનું તાપમાન નીચું જાય છે. નિષ્કાસકની વરાળથી ખેંચાતી બાષ્પથી થતા પાણીના ઘટાડાને પૂરવા માટે પૂરક પાણી આપવું પડે છે. બાષ્પક સામાન્યત: મોટા કદનું વાસણ હોય છે, જેથી તેમાં પાણીની મોટી સપાટી રહી શકે છે. પાણીની મહત્તમ સપાટી મેળવવા માટે આકૃતિ 4માં બતાવ્યા મુજબના પાણીનો છંટકાવ કરવામાં આવે છે.

5. ભ્રમિલ-નળી (vortex tube) :

શોધકોના નામ ઉપરથી આ નળી રેન્ક્યુ નળી અથવા હિલ્શ નળી તરીકે પણ ઓળખાય છે. આ નળીની શોધ ફ્રાન્સમાં રેન્ક્યુએ 1931માં કરી અને આ નળીનો વધુ વિકાસ હિલ્શે 1945માં કર્યો.

આ સાધનમાં, એક સીધી લંબાઈની પાઇપ, નૉઝલ મધ્યપટ (diaphragm) અને પ્રરોધવાલ્વ (throttle valve) હોય છે. આ નળીમાં, સંપીડિત હવા સ્પર્શક (tangential) દિશામાં, નૉઝલ વડે દાખલ કરવામાં આવે છે. આ રીતે દાખલ થયેલી હવા ઘૂર્ણાયમાન ગતિ (whirling motion) નૉઝલમાં મેળવે છે. આ નૉઝલમાં હવાનું વાતાવરણના દબાણ સુધી વિસ્તરણ થાય છે. નૉઝલમાંના પ્રસરણને લીધે હવાનું સ્થૈતિક (static) તાપમાન ઘટે છે. કેન્દ્રત્યાગી બળને લીધે ભ્રમિલ (vortex) નળીના પરિઘ ઉપર આગળ વધે છે અને તે પ્રરોધવાલ્વ સુધી પહોંચે છે. પ્રતિસ્રોત (upstream) ક્ષેત્ર (region) આગળનું, આંશિક રીતે બંધ કરેલા પ્રરોધવાલ્વ આગળનું દબાણ વાતાવરણના દબાણ કરતાં વધુ હોય છે; આથી ઊંધી દિશામાં, અક્ષીય પ્રવાહ વાલ્વ આગળથી વહેવાનો શરૂ થાય છે. આ પ્રવાહ વાલ્વ તરફ નૉઝલ તરફથી આવતા, ઊંચા વેગવાળા ભ્રમિલની જોડે સંપર્કમાં આવે છે.

આમ થવાથી મધ્ય ભાગમાંથી પરિઘ તરફ શક્તિનું સ્થાનાંતરણ (transfer) થાય છે. આથી મધ્ય ભાગની હવા ઠંડી થાય છે, જ્યારે પરિઘ આગળની હવા ગરમ થાય છે. મધ્ય ભાગની હવા મધ્યપટમાંથી બહાર નીકળે છે અને તે ઠંડી થઈ હોવાથી, મધ્ય ભાગમાંથી ઠંડી હવાનો પ્રવાહ બહાર વહે છે. જ્યારે, પ્રરોધવાલ્વમાંથી પરિઘ આગળની ગરમ હવા બહાર નીકળે છે. જો પ્રરોધવાલ્વ સંપૂર્ણપણે ખુલ્લો હશે તો, હવા, દાખલ થતી હવાના તાપમાન કરતાં થોડા ઓછા તાપમાને નળીમાંથી બહાર નીકળે છે. નળીની અંદરની સપાટી લીસી હોવી જરૂરી છે. મુખ્ય નળી સામાન્યત: મૃદુ પોલાદમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આ નળીની આજુબાજુ યોગ્ય જાડાઈનું અવાહક (insulation) લગાડવામાં આવે છે, જેથી ઉષ્માવ્યય નિવારી શકાય. મધ્યપટ, નૉઝલ અને નૉઝલની સાથે જોડેલા ભાગો પિત્તળના બનાવાય છે. ગરમ અને ઠંડી હવાનાં તાપમાન અને જથ્થો પ્રરોધવાલ્વની મદદથી નિયંત્રિત થાય છે. પ્રાયોગિક રીતે જણાયું છે કે 15° સે.ના તાપમાન ને 6 બાર દબાણવાળી હવાને જો ભ્રમિલ નળીમાં દાખલ કરવામાં આવે તો ઠંડી હવાનું તાપમાન –30° સે. (45% જથ્થો) અને ગરમ હવાનું તાપમાન 50° સે. (55% જથ્થો) મળે છે. આ ભ્રમિલ નળીમાં સંપીડિત હવા જરૂરી હોઈ, તેના ઉપયોગો, જ્યાં આવી હવા ઉપલબ્ધ હોય તેના સુધી સીમિત હોય છે. ગૅસ-ટર્બાઇનની બ્લેડોને ઠંડી કરવા માટે, બ્લાસ્ટ ફર્નેસ આગળ કાર્ય કરતા કારીગરોને ઠંડક આપવા માટે, જ્યાં પાણી વાપરવું હિતાવહ નથી તેવાં યંત્રસાધનોના ભાગ ઠંડા કરવા માટે આનો ઉપયોગ થાય છે.

6. ઉષ્માવીજીય પ્રશીતન (thermoelectric refrigeration) :

ઉષ્માવીજીય પ્રશીતનમાં, બાષ્પ-સંપીડન-આવર્તન-પ્રશીતનની સરખામણીમાં, ચાલુ વપરાશી (conventional) સાધનો વગર જ જરૂરી ઠંડક ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આમ ઉષ્માવીજીય પ્રશીતનમાં (1) કોઈ પણ ફરતા (moving) ભાગો નથી, (2) અવાજ નથી, (3) રચના સઘન (compact) હોય છે, (4) સેવાની કિંમત (service cost) ઓછી હોય છે. આ જાતનું પ્રશીતન 1960ના અરસામાં વધુ વ્યાપક પ્રચારમાં આવ્યું. આ જાતના પ્રશીતનથી ઘણી જ ચોકસાઈથી તાપમાન નિભાવી શકાય છે.

1820માં સીબેકે શોધ્યું કે બંધપરિપથ (closed circuit) બે જુદી જુદી ધાતુઓના બનાવવામાં આવે અને જો તેમના છેડાને ગરમ કરવામાં આવે તો, પરિપથમાં વીજપ્રવાહ વહે. 1834માં પેલ્ટિયરે શોધ્યું કે, બે જુદી જુદી ધાતુઓના જોડાણમાંથી જો એકદિશ વીજપ્રવાહ (direct current) પસાર કરવામાં આવે તો તે જોડાણ ગરમ અથવા ઠંડું થતું. 1838માં લેન્ઝે સીબેક અને પેલ્ટિયરની શોધની અગત્ય દર્શાવી. તેણે, બે વાયરોના જોડાણ ઉપર પાણીનું ટપકું મૂકી એકદિશ વીજપ્રવાહ પસાર કર્યો. જ્યારે વીજપ્રવાહ એક દિશામાં પસાર કર્યો ત્યારે પાણી ઠરી ગયું ને બીજી દિશામાં પસાર કર્યો ત્યારે ઠરેલું પાણી પીગળી ગયું.

અર્ધવાહક(semiconductor)ની ઉપલબ્ધિ ન હોવાને લીધે આ જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરી શકાયો ન હતો. હવે જુદી જુદી ગુણવત્તા ધરાવતા અર્ધવાહકોની ઉપલબ્ધિએ આ પ્રશીતનનો ઉપયોગ અમેરિકા જેવા દેશોમાં વધ્યો છે. આ જાતનું પ્રશીતક-સાધન જિંદગીપર્યંત ચાલે છે, કેમ કે તેમાં કોઈ હરતો-ફરતો ભાગ નથી. વીજપ્રવાહની દિશાની અદલાબદલી કરવાથી ગરમ ને ઠંડા છેડા બદલી શકાય છે. બાષ્પ–સંપીડન–પ્રશીતન કરતાં ઘણું જ વધારે ભરોસો રાખી શકાય તેવું આ પ્રશીતક છે. ઉપગ્રહોમાં, દૂરના પ્રદેશમાં સંદેશાવ્યવહારમાં, પાણીની નીચેની કામગીરીમાં, રેડિયોના ભાગોની બનાવટમાં, વાઢકાપનાં સાધનોમાં, હવામાનવિજ્ઞાન (meteorology) તથા બીજા ઉદ્યોગોમાં આવાં પ્રશીતકોનો વપરાશ વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિમાં ફાયદાકારક જણાયો છે.

પ્રશીતનના ઉપયોગો (applications of refrigeration) : (ક) ઔદ્યોગિક ઉપયોગો (industrial applications) : (1) બરફ બનાવવાનો ઉદ્યોગ : પ્રશીતનનો આ મોટામાં મોટો ઉપયોગ છે. બરફનો ઉપયોગ ઘણા વ્યાપક પ્રમાણમાં ઔદ્યોગિક એકમોમાં થાય છે; જેમ કે માલ તૈયાર કરવામાં (processing), ડેરીમાં, પરિવહન(transportation)માં, તેમજ ઉત્પાદનમાં (રાસાયણિક કારખાનામાં).

(2) બરફની સપાટીવાળી જગ્યા (ice-rinks) : હૉકી, સ્કેટિંગ જેવી રમતો બરફની સપાટી ઉપર પશ્ચિમના દેશોમાં રમાય છે. મેદાનમાં બરફની સપાટી બનાવવા માટે પ્રશીતન જરૂરી છે.

(3) રાસાયણિક ઉદ્યોગ : આ ઉદ્યોગમાં, પ્રશીતન તાપમાનનું નિયંત્રણ કરવા, પ્રક્રિયાઓનું નિયંત્રણ કરવા, પ્રયોગશાળા અને ઑફિસોમાં વાતાનુકૂલન માટે, આલ્કોહૉલ, દવાઓ અને ગુંદરની બનાવટ વગેરે માટે જરૂરી હોય છે.

(4) કૉંક્રીટના ડૅમ : કૉંક્રીટ પાણી સાથે ભેળવીએ ત્યારે ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. ડૅમની ગુણવત્તા સુધારવા માટે આ તાપમાનનું નિયંત્રણ જરૂરી છે. આ નિયંત્રણ માટે પ્રશીતન જરૂરી છે.

(5) ઑઇલ-ઉદ્યોગ : ઑઇલમાંથી મીણ છૂટું પાડવા માટે અને આંશિક આસવન (fractional distillation) માટે પ્રશીતન જરૂરી છે.

(6) રબર-ઉદ્યોગ : જુદા-જુદા પ્રકારના રબરની બનાવટ અને તેના ગુણધર્મો સાચવી રાખવા પ્રશીતન જરૂરી છે.

(ખ) ખોરાકની જાળવણી (food-preservation) : (1) ખોરાકને થીજવવો : ખોરાકને લાંબા સમય સુધી સાચવી રાખવા માટે તેની આજુબાજુનું તાપમાન  –12° સે.થી  –35° સે. હોવું જરૂરી છે. આ તાપમાન પ્રશીતનની મદદથી મેળવાય છે. ભારતમાં શીતસંગ્રહણ સંયંત્રો (cold stoarge plants) વ્યાપક પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ છે અને તેમાં જુદાં-જુદાં તાપમાનો રાખીને ખોરાકની જાળવણી કરવામાં આવે છે ને તેથી તેમને લાંબા ગાળા માટે સાચવી શકાય છે.

(2) માંસની પેદાશો (meat products) : માંસાહારી વ્યક્તિઓ  માટે, આ પેદાશોની ઉપલબ્ધિ અગત્યની છે. આવી પેદાશો માટે આદર્શ સંચયનું તાપમાન (ideal storage temperature) –10° સે. જેટલું જાળવવું પડે છે. પ્રશીતન વડે જ આ શક્ય છે.

(3) પોલ્ટ્રી પેદાશો : આ પેદાશો ત્રણ જુદા જુદા તાપમાને સંગ્રહાય છે. 1°થી 2° સે.,  –2° સે. અને  –18° સે. આ બધાં માટે પ્રશીતન જરૂરી છે.

(4) માછલીની પેદાશ : આ પેદાશો માટેનાં આદર્શ તાપમાન 16° સે.થી – 1° સે. હોય છે ને તેને માટે પ્રશીતન જરૂરી બને છે.

(5) ડેરી-પેદાશો : ડેરી-ઉદ્યોગમાં પ્રશીતનનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. ડેરીમાં દૂધને ઉકાળીને જંતુરહિત બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને પૅશ્ચુરીકરણ (pasteurization) કહેવાય છે. આ પ્રક્રિયામાં ગરમ કરેલા દૂધને ઠંડું કરવામાં આવે છે (લગભગ 4° સે. સુધી). આને માટે પ્રશીતન વડે ઠંડું કરાયેલું પાણી વાપરવામાં આવે છે. આ રીતે તૈયાર થયેલા દૂધને, તે ગ્રાહક સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી 0.6° સે.થી 4° સે. સુધીના તાપમાને શીત-સંગ્રહાલયમાં સાચવી રાખવામાં આવે છે. દૂધની બટર જેવી થીજેલી બનાવટોની જાળવણીનું તાપમાન –18° સે. હોય છે; જ્યારે આઇસક્રીમની જાળવણીનું તાપમાન –29° સે.થી –26° સે. સુધીનું હોય છે.

(6) ફળો અને ફળોના રસ : જુદાં જુદાં ફળો માટે જાળવણીનું તાપમાન જુદું જુદું હોય છે. તે પ્રશીતન વડે મેળવાય છે; જેમ કે સફરજન (0° સે.થી 3°સે., 90%થી 95% RH), કેળું (13° સે.થી 14° સે. 85% થી 95% RH) ડુંગળી (0° સે., 65% થી 70% RH), બટાટા (3°થી 4° સે., 90%થી 95% RH), ટમેટાં (7°થી 10° સે., 65%થી 90% RH), સફરજનનો રસ (–18° સે.), બેકરી-પેદાશો (–18° સે.), કૅન્ડી (–18° સે.થી 1° સે., 40% RH).

(ગ) ખાદ્ય પદાર્થોની વહેંચણી : ખાદ્ય પદાર્થોને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ લઈ જવા જરૂરી બને છે. આ પરિવહન ટ્રક, રેલવે, સ્ટીમર વગેરે વડે કરવામાં આવે છે. આ પરિવહન કરનારાં માધ્યમોમાં ખાદ્ય પદાર્થોને અનુરૂપ તાપમાન જાળવવું જરૂરી બને છે ને તેને માટે જરૂરી પ્રશીતન-સંયંત્રો બેસાડવાં પડે છે. ખાદ્ય પદાર્થોનું વિતરણ કરવાનું હોય ત્યારે, જોઈ શકાય તેવાં રેફ્રિજરેટર્સ (display-refrigerators) અને સંગ્રહ કરી શકાય તેવાં રેફ્રિજરેટર્સનો ઉપયોગ વધુ થાય છે.

(ઘ) નીચા તાપમાનનું પ્રશીતન (low temperature refrigeration) : અંતરીક્ષ સંશોધન માટે વપરાતાં સાધનોનું પરીક્ષણ અંતરીક્ષમાંના તાપમાને કરવું જરૂરી બને છે. તેથી આ સાધનો જો ઉપગ્રહોમાં બેસાડાય તો તે પૂર્ણ સમય માટે કાર્ય કરે. અંતરીક્ષમાં જે ઘણું નીચું તાપમાન હોય છે તે અહીં પ્રશીતનની મદદથી ઉત્પન્ન કરી સાધનોની ચકાસણી કરાય છે. હવાનું પ્રવાહીકરણ કરી, હવાના બે મુખ્ય વાયુઓ ઑક્સિજન અને નાઇટ્રોજનને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં લાવી છૂટા પાડવામાં આવે છે. આ માટે ઘણા જ નીચા તાપમાનની જરૂર પડે છે.

પ્રવાહી પ્રાણવાયુ (O₂) લોખંડની બનાવટમાં, દવાખાનાંઓમાં, રૉકેટમાં ઇંધન તરીકે અને અન્ય ઘણી જગ્યાએ વપરાય છે. પ્રવાહી નાઇટ્રોજન ધાતુઓના સંકોચનથી જોડાણ મેળવવા તથા રાસાયણિક ખાતરના ઉદ્યોગોમાં વપરાય છે.

શુષ્ક બરફ (solid carban dioxide) એ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ વાયુનું ઘન સ્વરૂપ છે. શુષ્ક બરફ, વાતાવરણના દબાણે ઉન્નયન (sublimation) પામે છે અને –78.3° સે. તાપમાને પ્રશીતન આપી શકે છે. થોડા સમયના મુસાફરી દરમિયાનના પ્રશીતન માટે તથા થીજેલા પદાર્થો(આઇસક્રીમ વગેરે)ને લાંબા ગાળાના અંતરે લઈ જવા માટે બરફ કરતાં શુષ્ક બરફ વધુ ઉપયોગી થાય છે. પ્રશીતન દરમિયાન તેનું પ્રવાહીકરણ થતું ન હોઈ તે શુષ્ક બરફ તરીકે ઓળખાય છે.

આ પ્રકારના પ્રશીતનના મુખ્યત્વે પાંચ ઉપયોગો છે : (1) અવકાશીય, (2) આણ્વિક, (3) ઇલેક્ટ્રૉનિક, (4) ઔષધીય, (5) યાંત્રિક ને વીજીય.

(ઙ) ઔષધીય અને વાઢકાપના ઉપયોગો (medical and surgical applications) : (1) આધુનિક શલ્યતંત્ર (modern surgery) : પ્રશીતન આધુનિક શલ્યતંત્રમાં ઘણું જ ઉપયોગી છે. ઑપરેશન દરમિયાન જે આઘાત લાગે તે અટકાવવા કામ લાગે છે. વાતાનુકૂલિત ઑપરેશન થિયેટર સંઘટન–વિઘટન ક્રિયા (metabolism) ઘટાડી આ આઘાત ઓછો કરે છે. શરીરનું તાપમાન ઘટાડી, ઍનેસ્થેસિયા દરમિયાન જરૂરી પ્રાણવાયુનું પ્રમાણ ઘટાડી શકાય છે.

(2) જાળવણી : પ્રશીતનની મદદ વડે, લોહી, શરીર-ઘટક-ધાતુ (tissue), વીર્ય વગેરેને લાંબા સમય સુધી સારી સ્થિતિમાં જાળવી શકાય છે.

(3) દાઝવા ઉપર : દિવસો અથવા અઠવાડિયાં સુધી દર્દીને ઠંડકમાં રાખવાથી દાઝવામાંથી સારા થવામાં મદદ મળે છે.

(4) થીજવવું (freezing) : શલ્યતંત્ર વડે દૂર કરાયેલી શરીર-ઘટક-ધાતુને ફ્રીઝિંગ માઇક્રોટોમ વડે તૈયાર કરાય છે. આ માટે –30° સે.થી –40° સે.નું તાપમાન જરૂરી છે. આવી થીજેલી ધાતુ જલદીથી અને સરળતાથી તપાસી શકાય છે ને રોગનું નિદાન જલદી થઈ શકે છે.

(5) ક્રાયો-શલ્યતંત્ર : આ જાતની અતિઆધુનિક શસ્ત્રક્રિયા વડે લોહી વહેવડાવ્યા વગર શસ્ત્રક્રિયા કરવાનું શક્ય બને છે. આમાં મૃત થઈ ગયેલા તંતુઓનો નાશ કરી શકાય છે. આ માટે નાઇટ્રોજન વપરાય છે, જેનું તાપમાન –196° સે. જેટલું રાખવામાં આવે છે.

(6) ક્રાયો-પ્રોબ : ચામડીના રોગોનો ઉપચાર, લિવરના કૅન્સરનો ઉપચાર, આંખોનાં અને હૃદયનાં ઑપરેશન વગેરે આ સાધનની મદદથી થઈ શકે છે. આ ક્રાયો-પ્રોબની મદદથી જરૂરી ક્રાયોજન મોકલી શકાય છે.

(ચ) એકમીય ઉપયોગો (unitary applications) : અનેક પ્રકારનાં પ્રશીતક-યંત્રો ધરાવતા એકમો હાલ ઉપયોગમાં છે. આ એકમોમાં, અંદર દાખલ થઈ શકાય તેવાં કૂલરો, ઘરમાં વપરાતાં રેફ્રિજરેટરો, પાણી ઠંડું કરવા ઉપયોગમાં લેવાતાં વૉટરકૂલરો, ઠંડા પીણાની બાટલીઓને ઠંડી કરવા–રાખવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતાં બૉટલકૂલરો, આઇસક્રીમ જેવા ખાદ્ય પદાર્થો જોઈ શકાય ને તેઓ થીજેલી સ્થિતિમાં જ રહે તેવા સજાવટ-કબાટો(display-cabinets)નો સમાવેશ થાય છે. આ બધાંમાં બાષ્પ સંપીડન-આવર્તન-પ્રશીતન સામાન્યત: વપરાય છે. ઉપયોગો અનુસાર તેના કૅબિનેટમાં જુદાં જુદાં તાપમાનો રાખવામાં આવે છે.

(છ) વાતાનુકૂલનના ઉપયોગો : આ ઉપયોગો બે ભાગમાં વહેંચી શકાય છે : (1) આરામદાયક ઉપયોગો (comfort applications) : ઘર, જાહેર મકાનો, નાના સ્ટોર, સુપર માર્કેટ, ડિપાર્ટમેન્ટલ સ્ટોર, ઑફિસ-બિલ્ડિંગ, રેસ્ટોરાં, લાઇબ્રેરી, ટેલિફોન-એક્સચેન્જ, રેડિયો અને ટેલિવિઝન સ્ટુડિયો, એરપૉર્ટ-ટર્મિનલ, બસ-ટર્મિનલ, ઑડિટોરિયમ, હોટેલ, હૉસ્પિટલ, ઑટોમોબાઇલ, રેલવે, એરોપ્લેન, જહાજ વગેરેમાં બાષ્પસંપીડન-આવર્તન-પ્રશીતન સામાન્યત: વપરાય છે. અહીં એમોનિયા પ્રશીતક તરીકે વપરાતો નથી. આ ઉપયોગોમાં, માનવસુખાકારી મહત્વની હોઈ, તે મુજબની આંતરિક સ્થિતિ જાળવવામાં આવે છે.

(2) ઔદ્યોગિક ઉપયોગો : આ ઉપયોગોમાં પ્રયોગશાળા, કમ્પ્યૂટર-કેન્દ્ર, છાપખાનું, ટેક્સટાઇલ મિલ, ફોટોગ્રાફનો સ્ટુડિયો, લાકડા અને કાગળની મિલો, ખાણો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપયોગોમાં, ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા અગત્યની હોઈ, આંતરિક સ્થિતિ તે મુજબ જાળવવામાં આવે છે. આ આંતરિક સ્થિતિ ઘણા ઉપયોગોમાં માનવ-સુખાકારીને અનુરૂપ હોતી નથી. આ અંગે વપરાતાં પ્રશીતનમાં પણ મુખ્યત્વે બાષ્પસંપીડન-આવર્તન-પ્રશીતન હોય છે.

પ્રદીપ સુરેન્દ્ર દેસાઈ