اواپراتور چیست و انواع آن کدام است

اواپراتور چیست؟

نوعی مبدل حرارتی که از لوله‌های مارپیچ ساخته شده که از سطوح انتقال حرارت به شمار می‌آیند و در آن مبرد مایع یا گاز، درون این لوله‌های مارپیچ حرکت کرده و سرما می‌سازد . مبرد پس از عبور از لوله مویی وارد اواپراتور می‌شود؛ در اواپراتور فشار گاز آرام پایین رفته و باعث کاهش درجه‌ی جوش مبرد می شود؛ در نتیجه گازِ مایع شده (در داخل کمپرسور) به راحتی بخار می‌شود. با این روش، حرارت از محیط اطراف جذب شده و فضا خنک‌سازی می شود. سپس گاز از طریق لوله‌ی مکش به کمپرسور برمی‌گردد. به همین دلیل به اواپراتور، دستگاه تبخیرکننده نیز گفته می‌شود. عملکرد اواپراتور به نوع سیال، سطح تبادل حرارتی، جنس لوله‌ها و اختلاف درجه حرارت بستگی دارد.

اواپراتور در صنعت دو کاربرد دارد:

1. به عنوان تبخیرکننده سیالِ درونِ لوله به کار می‌رود. در این حالت سیال داغ اطراف کویل، به مایعِ وارد شده به کویل حرارت داده، آن را تبخیر می‌کند.(تبدیل مایع به گاز)
2. حرارت را از سیال اطراف کویل می‌گیرد، دمای آن را کاهش داده و اطراف کویل را خنک می‌کند.

استفاده از اواپراتور به عنوان تبخیرکننده:

در مواردی که اواپراتور نقش تبخیر کننده دارد، سیالی که قرار است بخار شود(مبرد) وارد کویل شده، در فشار برابر یا بیشتر از فشار اتمسفر، از مبرد حرارت گرفته و اطراف کویل تبخیر می‌شود. استفاده از اواپراتور به ‌عنوان تبخیرکننده، در صنایع غذایی، شیمیایی و دارویی کاربرد بسیاری دارد.

نقش اواپراتور در سرمایش:

با جاری کردن مبرد در داخل کویل، هوا توسط فن، یا آب توسط پمپ از اطراف کویل عبور داده میشود. مبرد در دمای محیط و در فشاری کمتر از فشار اتمسفر، گرمای هوا یا آب را جذب می‌کنند و باعث کاهش حرارت هوا یا آب می‌شود. استفاده از اواپراتور در سیستم‌های سرمایشی مانند کولرهای گازی، یخچال‌ها، سردخانه‌ها، اسپلیت‌ها و چیلرها رایج است.

عوامل مهم در عملکرد اواپراتور:

• افت فشار: برای اینکه در ورودی و خروجی اواپراتور افت فشار رخ ندهد، باید برای گردش سیالات در اطراف آن فضای کافی وجود داشته باشد.
• اختلاف دما: سیالات درون و اطراف کویل باید اختلاف دمای کافی داشته باشند تا مایع درون آن کاملاً تبخیر شود.

نوع سیالات:

این عامل بر انتخاب جنس کویل و میزان سطوح آن برای رسیدن به مقدار تبخیر موردنظر تأثیر مستقیم دارد.

انواع اواپراتور:

اواپراتورها انواع گوناگونی دارند؛ در این مقاله، ما به صورت مختصر چند نوع از پرکاربردترین اواپراتور را بررسی می‌کنیم:

1. اواپراتورهای پوسته و لوله‌ای (آبی یا مرطوب)
2. اواپراتورهای صفحه‌ای (پلیتی)
3. اواپراتورهای فن‌دار( هوایی یا خشک)

اواپراتورهای پوسته و لوله ای( مرطوب):

در این نوع، کویل درون یک پوسته جاسازی شده که معمولاً مبرد یا هر سیال صنعتی دیگری از داخل لوله های آن و آب در داخل پوسته حرکت می‌کند. مبرد با گرفتن حرارت از سیال پیرامون لوله‌ها، کم‌کم از حالت مایع به گاز تغییر می کند هم‌زمان با آن، دمای سیال پیرامون لوله‌ها نیز کم می‌شود. اواپراتورهای آبی کاربرد زیادی در صنایع سرمایشی، شیمیایی و غذایی دارند. بهره وری انتقال حرارت اواپراتورهای مرطوب بسیار بالاست و در ابعاد کوچکتر ظرفیت بالایی دارند. قیمت آنها نیز نسبت به انواع دیگر ارزان‌تر است.

اواپراتورهای صفحه‌ای (پلیتی):

این نوع اواپراتورها نیز، مانند نوع پوسته و لوله‌ای هستند و فقط ساختارشان با نوع دیگر تفاوت دارد؛ در این نوع به جای پوسته و لوله‌ها از صفحه‌هایی استفاده شده. دو سیال (آب و مبرد) بدون تماس با یک‌دیگر، با الگوی زوج و فرد، در فاصله‌ی بین صفحات جریان یافته و از جداره‌ی صفحات با هم تبادل حرارت می‌کنند. این نوع از اواپراتورها ساختاری فشرده دارند که امکان نصب در فضاهای کوچک را نیز فراهم ساخت است.

اواپراتورهای فن‌دار( هوایی یا خشک):

در اواپراتورهای فن‌دار، مبرد از درون لوله ای مارپیچ عبور کرده و فن، از پیرامون لوله‌ها هوا را جریان می دهد، به همین دلیل، این اواپراتورها به نوع هوایی، فن‌دار یا خشک معروف شده‌اند. این‌جا، مبرد از هوا حرارت گرفته و به حالت گازی تبدیل می‌شود. همزمان با این اتفاق هوا نیز سرد می‌شود. از سرمای تولید شده می‌توان در خنک‌سازی محیط استفاده کرد. اواپراتور خشک هزینه‌ی نگهداری پایینی دارد و در فضای آزاد نصب می‌شود؛ هم‌چنین سیال واسطی مانند آب ندارد و از نظر بهداشتی مشکلی ایجاد نمی‌کند.

گردش مبرد در اواپراتور:

افت فشارِ جریانِ مبرد در داخل کویل و یا لوله‌های اواپراتور می‌تواند بر روی ظرفیت کمپرسور تأثیر بگذارد. به این صورت که با افزایش افت فشارِ یادشده، بخار مبرد ورودی به کمپرسور فشار کمتری نسبت به نیازش دریافت می‌کند و در نتیجه ظرفیت و بهره‌وری کمپرسور کاهش می‌یابد. برای اجتناب از تلفاتِ ظرفیت کمپرسور، جریان مبردِ داخل اواپراتور باید با کم‌ترین افت فشار همراه باشد. از سوی دیگر برای ایجاد جریان مبردِ داخلِ اواپراتور، وجود مقدار مشخصی از افت فشار لازم است، در غیر این‌صورت جریانی وجود نخواهد داشت.

کاربرد اواپراتورهای خنک‌کننده‌ی هوا:

در انواع یخچال و فریزر، کولر‌سازی، سردخانه‌ها و دستگاه‌های پکیج سرمایشی و هواسازهایی است که در آنها هوا به طور مستقیم خنک می‌شود (از واسطه‌ی آب استفاده نمی‌شود).