اواپراتور چیست؟

اواپراتور چیست؟

اواپراتور را می توان سیستمی دانست که در آن سیستم گاز مبرد در دمایی کمتر از دمای محیط اواپراتور، به نقطه جوش خود رسیده و گرمای مواد و محیط اطراف اواپراتور، جذب آن شده و پس از آن مجدد دمای آن کاهش یافته و سرد می شود. اواپراتور ها را به طور کلی می توان به دو دسته تقسیم بندی کرد. اواپراتور دارای کویل و دارای پره و اواپراتور دارای کویل و بدون پره.

اواپراتور دارای کویل و دارای پره: این نوع اواپراتور، لوله های مسی دارند و به صورت کویلی می باشند و گاز مبرد از داخل آن ها رد می شود. هدف از قرار دادن پره در اواپراتورها، افزایش انتقال حرارت بین محیط و گاز سرد کننده یا مبرد است که به طور معمول تعداد پره ها یا فین های هر نوع اواپراتور از 7 تا 14 پره در هر اینچ، متفاوت است. کندانسینگ یونیت، در خارج از ساختمان قرار داشته و اواپراتور در داخل محیط مورد نظر واقع شده و به منظور ایجاد سرمایش در محیطی مانند سردخانه، قابل نصب است. ما در شکل زیر، یک نوع از اواپراتور کویلی پره دار را نشان می دهیم.

اواپراتور دارای کویل و بدون پره، به عنوان اواپراتور صفحه ای نیز شناخته می شود. این گونه اواپراتورها سیستمی هستند که انتقال حرارت در آن، به صورت بدون فین یا پره انجام گرفته و جریان موجود در آن، کاملا طبیعی است. از اواپراتورهای صفحه ای، به طور معمول در دستگاه های سرماساز خانگی از جمله یخچال، فریزی و همین طور چیلر بهره گرفته می شود. در شکل زیر می توانید نمونه ای از اواپراتورهای صفحه ای را مشاهده نمایید.

چگونگی محاسبه کردن و انتخاب نمودن اواپراتور

به منظور محاسبه و انتخاب نمودن اواپراتور، ضروری است که دو عامل را مدنظر قرار دهیم. عامل اول مربوط به بار سرمایشی سردخانه است و مواد درون آن باید برابر ظرفیت سرمایشی اواپراتور باشد و مورد دوم ، در نظر گرفتن اختلاف دمای کویل اواپراتور با دمای درون سردخانه است که می بایست ارتباط تنگاتنگی با کیفیت آب و هوای منطقه ما داشته باشد.

به طور کلی در مورد نحوه عملکرد دستگاه اواپراتور، می توان خاطر نشان کرد که این دستگاه یک نوع مبدل حرارتی است که در آن، یک سیال مایع وارد یک دسته از لوله یا کویل می شود و به دلیل فشار بسیار پایینی که دارد، با جذب کمترین حرارت از سیال از اطراف لوله ها یا کویل ها، به نقطه جوش خود می رسد و تبخیر می شود و بنابراین از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز می دهد. به همین دلیل به آن ها تبخیر کننده هم گفته می شود و دلیل این نام گذاری این است که هدف ما این است که مایع ورودی به کویل تبخیر شود.

عملکرد دستگاه های اواپراتور، به نوع سیالات، سطح سیالات، جنس لوله ها یا کویل ها ، اختلاف درجه حرارت و مواردی از این دست بستگی دارد.

در ادامه به چگونگی عملکرد دستگاه های اواپراتور در دو نوع پوسته و لوله و دارای فن می پردازیم.

دستگاه های اواپراتور از نوع پوسته و لوله با عنوان آبی یا مرطوب و دستگاه های فن دار از نوع هوایی یا هوا خنک یا هوا خشک نیز شناخته می شود.

اواپراتور در فرایندهای صنعتی به دو حالت مختلف مورد استفاده قرار می گیرد:

حالت اول: در حالت اول، سیستم های اواپراتور به عنوان تبخیر کننده سیال در داخل لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد و در اصل هدف این است که مایع وارد شده به کویل، با گرفتن حرارت از سیال داغ اطراف کویل، از حالت مایع به گاز تبدیل می شود و یا اصطلاحا، تبدیل به بخار می شود.

حالت دوم:  در حالت دوم به دلیل جذب حرارت از سیال در اطراف کویل، دما کاهش یافته و در نتیجه می توان گفت که عمل خنک سازی سیال در اطراف کویل قابل انجام بوده است.

اواپراتور به عنوان یک تبخیر کننده چگونه کار می کند؟

در صورتی که از دستگاه های اواپراتور تحت عنوان تبخیر کننده استفاده شود، سیالی که می بایست به نقطه تبخیر برسد( منظور ما هرگونه سیال مایع است) وارد کویل شده و در دسته ای از لوله ها وارد شده و در فشار تقریبا برابر یا بیشتر از فشار اتمسفر و با گرفتن حرارت از سیال داغ ( منظور ما آب داغ، بخار داغ یا هر سیال گازی یا مایع با درجه حرارت بالا ) است که در اطراف کویل قرار دارد، به تبخیر رسیده و این نوع کاربرد ، کاربرد بسیار گسترده ای درصنایع غذایی، صنایع دارویی، شیمیایی و همین طور انواع مختلف کاربرد صنعتی دیگر نظیر تبخیر کننده ها دارد.

اواپراتور به عنوان دستگاه سرمایشی چگونه کار می کند؟

همانطور که پیش تر بیان شد، یکی از وظایف اواپراتور، ایجاد سرمایش در محیط است. در واقع اواپراتور با ایجاد جریان سیال مبرد یا سرد کننده ای مثل گاز فریون یا R222  یا گاز R407C در داخل کویل و ایجاد جریان هوا توسط فن ( در نوع اواپراتور دارای فن) یا ایجاد جریان آب ( در نوع اواپراتور پوسته و لوله) با استفاده از پمپ از اطراف کویل، سرد کننده یا مبرد را در دمای معمولی محیط قرار داده و فشاری کمتر از فشار اتمسفر به آن وارد می کند و به گونه ای فعالیت می کند که گرمای هوا یا آب را به خود جذب نموده و درجه حرارت هوا یا آب را به کمترین حد خود برساند.

دلیل کاهش فشار مبرد جاری در کویل، استفاده از روش هایی مثل بهره گیری از شیر انبساط، این است که مبرد این خاصیت را دارد که در فشارهای بسیار پایین، حرارت را از یک سیال با دمایی معادل دمای محیط ( سیالی از جمله آب یا هوا) بگیرد و تبخیر کند و پس از آن از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز می دهد.

در صورتی که مبرد، حرارت را از هوا بگیرد، هوا می تواند سرد شود و می توانیم از آن به عنوان یک اواپراتور سردخانه یا هواساز سرمایشی کویل dx بهره گیریم.

سه عامل اصلی در عملکرد اواپراتور تاثیر دارند:

عملکرد دستگاه اواپراتور، تحت تاثیر سه فاکتور اساسی قرار دارند که طراحی آن، مد نظر تعداد زیادی از مهندسان علم تاسیسات می باشد.

اولین عامل مهم تاثیر گذار در عملکرد اواپراتور، افت فشار است.

مهندسین محترم تاسیسات می بایست در نظر داشتند که فضای کافی برای گردش سیاالات در نظر گرفته شود تا افت فشار چندانی در ورودی و خروجی دستگاه اواپراتور ایجاد نشود.

دومین عامل مهم در عملکرد اواپراتور، اختلاف دما است.

سیالات داخل و اطراف کویل می بایست به حد کافی اختلاف دما داشته باشند تا مایع داخل کویل کاملا تبخیر گردند.

سومین عامل موثر در عملکرد اواپراتورها نوع سیالات به کار رفته در دستگاه اواپراتور است.

نوع سیالات مورد استفاده در دستگاه های اواپراتور، تاثیر مستقیمی روی انتخاب جنس کویل و میزان سطح سیال مورد نظر برای رسیدن به مقدار تبخیر دارد.