اواپراتور و کاربرد و بررسی عملکرد این بخش از سیستم تهویه

اواپراتور را می توان یکی از اصلی ترین و مهم ترین اجزا در بخش مکانیکی سیستم های تهویه مطبوع دانست. این قطعه در نحوه عملکرد و فعالیت دستگاه بسیار ضروری می باشد. Evaporator عمل خنک سازی در سیستم تهویه را انجام میدهد. برای آشنایی بیشتر با این قطعه در این مطلب با ما  همراه باشید.

اواپراتور چیست؟

اواپراتور گرمای محیط را جذب کرده و موجب بخار شدن مبرد داخلی می شود و به این ترتیب گرمای محیط را می گیرد. به عبارتی Evaporator یک مبدل حرارتی است که از لوله مسی به شکل مارپیچ و صفحات آلومینیمی مشبک تشکیل شده است. درون این لوله های مارپیچ مایع مبرد یا گاز جریان دارد و سرما تولید می کند. مبرد بعد از عبور از لوله موئین وارد اپراتور می شود به عبارتی گاز مایع، بخار می شود. در Evaporator فشار گاز به آهستگی کم شده و موجب پایین آمدن درجه جوش مبرد می شود. این عمل سبب می شود گاز مایع به سادگی بخار شده و با اینکار حرارت از محیط اطراف گرفته شده و محیط خنک می شود.

آب، هوا یا هر نوع سیالی که در این سیستم وجود دارد، با استفاده از تبادل حرارتی اواپراتور سرد خواهد شد. به این مرحله تبرید یا خنک سازی سیال، سیکل تبرید تراکمی می گویند که شاهد آن در سیستم های سرمایشی-گرمایشی می باشیم. به طوری که در اسپلیت، کویل Evaporator در پنل داخلی قرار گرفته است تا سیال مبرد با جذب هوای گرم محیط بتواند فضای داخلی را خنک نماید.علاوه بر این در دستگاه چیلر، لوله های مسی که همان کویل اواپراتور می باشند، درون تبدیل کننده حرارتی پوسته و لوله نصب می شوند. به این صورت مبرد گرمای آب را گرفته و آن را سرد می نماید و از آب سرد شده برای خنک سازی محیط استفاده می کند.

انواع اواپراتور

اواپراتور ها به سه دسته تقسیم می شود که در ادامه توضیح خواهیم داد.

اواپراتورهای لوله ای

این نوع Evaporator از لوله های مسی یا فولادی تشکیل شده اند. برای گردش میزان زیادی هوا با سرعت کم در بخش های نگهداری بالای صفر یا زیر صفر مورد استفاده قرار می گیرد.

اواپراتور های صفحه ای

این نوع Evaporator از جفت شدن دو ورق فلزی تشکیل شده اند. یکی از ورقه ها به شکل برجسته بر روی ورق دیگر نصب می شود تا جریان مبرد ایجاد شود. این مدل عموما در چیلر ها با حجم کمتر استفاده می شود. این مدل ساختار فشرده ای دارد و در فضاهای کوچک کاربرد دارد.

اواپراتورهای فین دار (خشک)

در این مدل سطح تبادل حرارت با نصب تعدادی پرده بالا برده می شود. به این نوع اواپراتور، پرده دار یا خشک نیز گفته می شود. گاهی اواپراتور فین دار روی لوله قرار می گیرد و بعد لوله بر اثر فشار بالا منبسط می شود. به گونه ای که فین ها محکم به سطح لوله می چسبند و تماس حرارتی خوبی ایجاد می نمایند . توجه داشتید باشید ممکن است برای بالا بردن فشار از روش های دیگری هم استفاده شود.این نوع Evaporator هزینه نگهداری پایینی داشته و مناسب نصب در فضای آزاد است. همچنین از آنجایی که سیال این اواپراتور آب نمی باشد ،از نظر بهداشتی منع استفاده ندارد.

اواپراتورهای آبی (مرطوب)

این Evaporator که به آن اواپراتور لوله و پوسته نیز گفته می شود با استفاده از مبرد به عنوان خنک کننده چیلر بکار می روند. این نوع اواپراتور ظرفیت ها و کاربردهای مختلفی دارد و در:

• صنایع شیمیایی
• غذایی
• سرماسازی

بسیار رایج است.

کار کرد این نوع بسیار شبیه به اواپراتور صفحه ای می باشد با این تفاوت که این مدل :

• ساختار مقاوم تر
• قیمت پایین تر
• کاربرد بیشتری

دارد.همچنین انتقال حرارت این مدل بازده بالایی دارد.

کاربرد Evaporator در صنعت

اواپراتور در صنعت به دو صورت متفاوت مورد استفاده می باشد. یکی تبخیر کننده سیال درون لوله و دیگری جذب حرارت از سیال اطراف کویل می باشد. در ادامه طرز کار و کاربرد هر یک را شرح می دهیم. به صورتی که دما را کاهش داده و سرماسازی سیال اطراف کویل انجام می شود.

نحوه کار اواپراتور به عنوان تبخیر کننده

در این حالت، سیال مایع وارد کویل شده و تحت فشاری برابر یا بالاتر از فشار اتمسفر قرار می گیرد،با گرفته شدن حرارت از سیال اطراف کویل (تبدیل سیال از مایع به گاز) تبخیر می شود.این نوع Evaporator بیشتر در مواردی مانند سیستم های تهویه:

• صنایع غذایی
• دارویی
• شیمیایی

و غیره کاربرد دارد.

نحوه کار اواپراتور به عنوان سرمایش

در این مورد وظیفه Evaporator ایجاد سرمایش است. به عبارتی گاز مبرد مانند گاز فریون R410 یا گاز R22 و… را در داخل لوله ها(کویل) وارد می کند. سپس هوا توسط فن ( در نوع فن دار) و یا آب ( توسط پوسته و لوله) از طریق پمپی که اطراف کویل قرار دارد جاری می کنند. در نتیجه گاز مبرد در محیط با دمای معمولی و در فشار کمتر اتمسفر، گرمای آب یا هوا را جذب می کند و درجه حرارت آنها را کاهش می دهد. با روش هایی مثل استفاده از شیر انبساط، فشار مبرد بسیار کم می شود که به علت خاصیت مبرد است. زیرا مبرد در فشارهای کم با گرفتن حرارت در دمای محیط تبخیر شده و از حالت مایع به حالت گاز تغییر می کند. این نمونه اواپراتور در سردخانه، چیلر و غیره کاربرد دارد.

سه فاکتور اساسی موثر در عملکرد Evaporator

سه فاکتور اساسی که در عملکرد بهتر اواپراتور تاثیر دارد به شرح زیر می باشد:

• اختلاف دما :

اختلاف دما سیالات درون و اطراف کویل به حد کافی، سبب تبخیر مایع درون کویل می‌شود.

• افت فشار :

افت فشار مناسب،به ایجاد فضای کافی برای چرخش و گردش سیال اطراف کویل لازم است.

• نوع سیالات :

نوع ماده سیال روی انتخاب کویل و میزان سطح آن برای آنکه به مقدار تبخیر مورد نظر دست یابیم، تاثیر مستقیم دارد.

تفاوت اواپراتور و کندانسور

در این مقاله به طور کامل به بررسی Evaporator ، انواع آن و کاربرد این قطعه پرداختیم. همانطور که گفته شد این قطعه دستگاهی می باشد که آب یا دیگر سیالات را تبخیر کرده و کاربرد عمده آن در سیستم های تهویه مطبوع می باشد. اما کندانسور که به آن چگالنده نیز گفته می شود قطعه ای است که وظیفه آن خنک کردن سیال و همچنین تبدیل بخار به مایع می باشد. به عبارتی عملکردی عکس اواپراتور دارد. برای مطالعه مطالب بیشتر در ارتباط با کندانسور به مقاله کندانسور مراجعه نمایید.