انواع اواپراتور – ساخت اواپراتور – اواپراتور چیست – اواپراتور خنک کننده

اواپراتور بخشی از سیستم تبرید است که در آن حرارت از سیال یا ماده ای که باید خنک شود گرفته می شود. انواع اواپراتور را میتوان بسته به نوع ماده ای که خنک می کنند یا نوع تغذیه ی مبرد به اواپراتور دسته بندی کرد.

انواع اواپراتور ها بسته به نوع ماده ای که خنک می کنند به 3 دسته ی زیر تقسیم می شوند:

انواع اواپراتور نسبت به ماده خنک کننده

  • اواپراتورهای خنک کننده ی هوا
  • اواپراتورهای خنک کننده ی مایع
  • اواپراتورهای که به طور مستقیم برای تولید یخ به کار می روند

در بخش های بعدی انواع اواپراتور بر اساس ماده خنک کننده معرفی می شوند.

همچنین بسته به نوع تغذیه مبرد اواپراتورها به انواع زیر تقسیم بندی می شوند.

 

اواپراتورهای با انبساط مستقیم یا انبساط خشک

اواپراتورهای با انبساط خشک موسومند معمولا از شیر انبساط یا لوله ی موئین به عنوان وسیله ی کاهش DX در این اواپراتورها که به فشار استفاده می شود. ورودی اواپراتور ترکیب مایع و بخار و خروجی اواپراتور گاز سوپر هیت است.

در شکل زیر این نوع تغذیه ی مبرد به اواپراتور نشان داده شده است.

 

انواع اواپراتور های با انبساط مستقیم یا انبساط خشک

 

اواپراتور های مرطوب

در اواپراتورهای مرطوب مطابق شکل زیر بعد از انبساط و قبل از ورود به اواپراتور مایع مبرد از بخار جدا شده و فقط مایع به اواپراتور منتقل می شود.

این امر باعث می شود که خروجی اواپراتور نیز حاوی مقداری مایع تبخیر نشده باشد.

به این ترتیب ضریب انتقال حرارت اواپراتور نسبت به نوع انبساط مستقیم افزایش می یابد.

در این نوع از سیستم تغذیه اواپراتور باید در ارتفاعی پایین تر از سیستم تغذیه قرار گیرد.

 

انواع اواپراتور های مرطوب

 

اواپراتور های با تغذیه ی اضافی

در این اواپراتورها بعد از جدا کردن مایع و بخار در مخازنی به نام جدا کننده مایع مبرد با پمپ بیش از آنچه که مورد نیاز است به اواپراتور فرستاده می شود. به علت وجود پمپ در این نوع از سیستم تغذیه اواپراتورها می توانند از مخزن جدا کننده فاصله داشته باشند.

انواع اپراتور های خنک کننده هوا

کاربرد اواپراتورهای خنک کننده هوا در انواع یخچال و فریزر کولرسازی و سردخانه ها و دستگاه های پکیج رودتی و هواسازی هایی است که در آنها به طور مستقیم هوا خنک می شود (از واسطه ی آب استفاده نمیشود ). در صورتی که جریان هوا به صورت طبیعی برقرار شود اواپراتور را از نوع جریان طبیعی و در غیر این صورت آن را جریان اجباری می نامند. نمونه هایی از اواپراتورهای جریان طبیعی را می توان در برخی یخچال ها و فریزرها و سردخانه های قدیمی یافت.

به دلیل کاربرد بیتر اواپراتورهای جریان اجباری توضیحات این بخش در مورد این نوع اواپراتورها است.

این اواپراتورها معمولا مطابق شکل از یک سری لوله ویژه تشکیل شده اند.

مبرد در داخل لوله و جریان هوا از بین پرده ها (روی لوله ها) عبور می کند.

اتصال بهتر پره به لوله معمولا با عبور ماندرل از درون لوله یا افزایش فشار داخل لوله ها با روغن صورت می گیرد. به دلیل امکان تقطیر رطوبت روی پره ها و انجماد آن در کاربردهایی با دمای پایین پره های روی لوله های اواپراتور همیشه به صورت عمودی نصب می وند. فاصله بین پره ها از 2 میلی متر در دستگاه های تهویه ی مطبوع تا 12 میلی متر در اواپراتورهای سردخانه ها با دمای پایین متغیر است.

 

مواد به کار رفته در اواپراتورهای خنک کننده هوا

مرسوم ترین مواد به کار رفته در ساخت این اواپراتورها ترکیب پره ی آلمینیومی با لوله ی مسی برای مبرهای هالوکربن و لوله ی استیل یا آلومینیومی برای مبرد آمونیاک است. در شکل یک اواپراتور که برای سردخانه استفاده می شود نشان داده شده است. نوع تغذیه ی مبرد در اغلب اواپراتورهای خنک کن هوا به صورت انبساط مستقیم یا تغذیه ی اضافی مبرد است ولی در برخی موارد از تغذیه ی مرطوب نیز استفاده می شود.

 

انواع اواپراتور

 

پارامتری که برای تعیین دمای تبخیر اواپراتور به کار می رود اختلاف دمای تبخیر یا اختلاف دمای ر نام دارد که به اختصار آن را با ΔT نمایش میدهیم.

ΔT = Ta1 – Te

Te دمای هوای ورودی به کویل اواپراتور و Ta1 که در آن دمای تبخیرمبرد اواپراتور است.

 

کاربردهای تبرید

با افزایش اختلاف دمای تبخیر رطوبت نسبی اطاق کاهش می یابد.

از این رو در سالن های نگهداری میوه و سبزیجات که به ایجاد رطوبت نسبی بالا در اطاق (به منظور جلوگیری از کاهش وزن) نیاز دارند اختلاف دمای تبخیر باید تا حد امکان کم باشد.

البته همانطور که در بالا توضیح داده شد این امر به افزایش سطح مورد نیاز اواپراتور منجر می شود.

در برخی موارد به جای انتخاب اختلاف دمای پایین از سیستم رطوبت زنی برای جبران کاهش رطوبت استفاده می شود این روش چندان توصیه نمی شود. مقدار سوپرهیت مناسب برای این نوع اواپراتورها 5 تا 8 درجه ی سانتی گراد است. در صورتی که دمای سطح کمتر باشد رطوبت موجود در هوا بر روی کویل تقطیر و سپس منجمد می شود که به این پدیده تولید برفک گفته می شود. تشکیل برفک از طرفی باعث کاهش ضریب انتقال حرارت بین مبرد و هوا و از طرفی باعث کاهش جریان هوا می شود. از این رو برفک تشکیل شده بر روی لوله ها باید آب شود. به این عمل برفک زدایی یا دیفراست گفته می شود.

 

روش های مرسوم دیفراست

روش های مرسوم برای دیفراست عبارت است از:

خاموش کردن سیستم

در مواردی که دمای اطاق های سردخانه بالا 4 درجه ی سانتی گراد یا بیشتر باشد برفک تشکیل شده چندان قابل توجه نیست.

در این موارد خاموش کردن کمپرسور برای ذوب برفک کفایت میکند.

 

دیفراست الکتریکی

ذوب برفک در این روش با استفاده از المنت های الکتریکی که در داخل پره های اواپراتور یا زیر آن تعبیه شده اند انجام می شود. در حین فرایند دیفراست کمپرسور و فن اواپراتور خاموش هستند. معمولا پس از پایان یافتن دیفراست کمپرسور روشن شده ولی روشن کردن فن اواپراتور با تاخیر انجام می شود تا قطرات آب روی کویل به داخل اطاق پرتاب نشوند.

 

دیفراست با گاز داغ

در این روش گاز داغ خروجی از کمپرسور از طریق مسیری که برای این حالت پیش بینی شده است وارد اواپراتور شده و باعث ذوب کردن برفک های روی کویل می شود. بنابراین کمپرسور در طی فرایند دیفراست روشن است. بخشی از گاز داغ مبرد در اثر انتقال حرارت به برفک های روی کویل به مایع تبدیل می شود. در سیستم های دو مرحله ای که در فصل قبل معرفی شدند گاز مبرد که بخشی از آن در اواپراتور تقطیر شده وارد سپراتور یا خنک کن میانی شده و سپس گاز مبرد از بالای این مخازن وارد کمپرسور می شود اما در سیستم های معمولی تراکمی باید تمهیدات لازم برای جلوگیری از ورود مایع به کمپرسور صورت گیرد.

ساده ترین راه حل استفاده از مخزن جداکننده ی مایع در ورودی به کمپرسور است اما روش مورد استفاده در سیستم های بزرگتر استفاده از یک اواپراتور اضافی به نام Re-Evaporator است. این اواپراتور تنها در هنگام دیفراست استفاده می شود و عبور مبرد تقطیر شده در اواپراتور از آن باعث تبخیر مجدد مبرد می شود. این اواپراتور معولا در موتورخانه یا مکانی که به سرمایش دایمی نیاز ندارد نصب می شود.

 

دیفراست با معکوس کردن سیکل

کاربرد اصلی این روش در پمپ های حرارتی است زیرا در این سیستم شیرآلات لازم برای انجام این امر از قبل موجود هستند. تصمیم گیری برای شروع دیفراست یا شمارش تعداد باز و بسته شدن درب محفظه ی سر صورت میگیرد. روش اول معمولا برای یخچال های ساده روش دوم برای سردخانه ها و روش سوم برای یخچال های دارای سیستم دیفراست اتوماتیک استفاده می شود.

 

انواع اواپراتور های خنک کننده مایع

این اواپراتورها برای خنک کردن مایعات از جمله آب بکار می روند.

سیستم های تهویه مطبوع و صنایع شیمیایی از مهم ترین کاربرد این اواپراتورها هستند.

انواعی از این اواپراتورها میتوانند در صنایع غذایی و موارد خاص نیز کاربرد داشته باشند که به برخی از آنها در این بخش اشاره میکنیم تغذیه مبرد در این اواپراتورها میتواند از نوع مستقیم یا مرطوب باشد.

 

اواپراتور پوسته و لوله

از مهمترین این اواپراتورها میتوان به اوپراتور پوسته و لوله و پوسته و کویل و مخزنی و صفحه ای اشاره کرد. در شکل زیر یک اواپراتور پوسته و لوله با تغذیه ی مبرد از نوع انبساط مستقیم و در شکل زیر اجزای داخلی آن نشان داده شده اند. این اواپراتور مرسوم ترین نوع مورد استفاده در چیلر هایی است که برای خنک کردن آب در سیستم های تهویه ی مطبوع یا خنک کردن مایعات دیگر به کار می روند.

 

اواپراتورهای خنک کننده مایع

 

اواپراتورهای خنک کننده مایع

 

در شکل زیر نمونه ای از یک اواپراتور پوسته و لوله نشان داده شده است که سیستم تغذیه از نوع مرطوب دارد. همانطور که در این شکل مشاهده می شود بر خلاف حالت قبل مبرد در پوسته و آب یا مایعی که خنک میشود در داخل لوله ها قرار میگیرد.

اواپراتور پوسته و لوله

اواپراتورهای پوسته و کویل

نوع دیگر اواپراتورهایی که برای خنک کردن مایع به کار می رند اواپراتورهای پوسته و کویل هستند.

نمونه ی کوچکتر این اواپراتور در آب سرد کن های کوچک استفاده می شود.

 

اواپراتورهای صفحه ای

اواپراتورهای صفحه ای نوعی دیگر از اواپراتور است که نسبت به نمونه های دیگر حجم بسیار کمتری از مبرد در واحد سطح نیاز دارد.

استفاده از این نوع اواپراتور باعث کاهش شارژ مبرد نیز می شود .

 

اواپراتورهای صفحه ای

اواپراتورهای مخزنی

یکی دیگر از انواع اواپراتورهایی که برای خنک کردن مایع بکار میروند اواپراتورهای مخزنی هستند.

تغذیه ی این اواپراتورها می تواند به صورت انبساط مستقیم یا مرطوب باشد.

نمونه ای از این نوع اواپراتور در شکل زیر نشان داده شده است.

 

اواپراتورهای مخزنی

 

اختلاف دمای تبخیر در اواپراتورهای خنک کننده مایع

اختلاف دمای تبخیر در اواپراتورهای خنک کننده مایع به صورت زیر تعریف می شود:

Δe=Tw1-Te

دمای تبخیر مبرد در اواپراتور است. Te دمای مایع ورودی به اواپراتور و Tw1 که در آن 10 است.

در یک اواپراتور پوسته و لوله که در e مقدار مناسب برای چیلر تهویه ی مطبوع به کار می رود اعداد نمونه به شرح زیر هستند:

دمای تبخیر: 2 درجه سانتی گراد

دمای آب ورودی: 12 درجه سانتی گراد

دمای آب سرد خروجی: 7 درجه سانتی گراد

مقدار سوپر هیت مناسب برای این نوع اواپراتورها در محدوده ی 5 تا 8 درجه ی سانتی گراد است.

در این نوع اواپراتورها بحث دیفراست مطرح نیست اما در صورتی که دمای مایعی که خنک می شود به دمای انجماد برسد خطر آسیب به پوسته اواپراتور در اثر افزایش حجم وجود دارد. معمولا از سیستم های حفاظتی مختلف برای جلوگیری از این امر استفاده می شود که در آن جمله می توان به ترموستات کنترل فشار مکش و استفاده از فلو سوئیچ برای هشدار قطع جریان آب ستفاده کرد.

 

انواع اواپراتور هایی که به طور مستقیم برای تولید یخ بکار می روند

در کاربردهایی مانند سیستم های ذخیره سازی حرارتی می توان در ساعاتی که مصرف برق در پیک قرار ندارد یخ تولید کرد و در ساعات پیک مصرف برق شبکه به جای روشن کردن چیلرها از گرمای نهان ذوب یخ برای خنک کردن آب مورد استفاده در فن یا هواساز استفاده کرد. برای تولید یخ به این روش تکنیک های مختلفی وجود دارد که یکی از آنها در شکل زیر نشان داده شده است.

 

اواپراتورهایی که به طور مستقیم برای تولید یخ بکار می روند

برگرفته از مقاله اواپراتور سایت بام تبرید سازان:

اواپراتور چیست

 

برای سفارش اواپراتور به لینک زیر مراجعه فرمایید:

سفارش ساخت اواپراتور

اواپراتور , , , ,
پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

  • چهار × چهار =