کارکرد و انواع اواپراتور در چیلرها

کارکرد و انواع اواپراتور در چیلرها، چیلرها با هرنوع و ساختاری که باشند، چه جذبی و چه تراکمی، شامل قطعات و اجزای مختلفی هستند. همانطور که می‌دانید یکی از قسمت‌های حیاتی تمام چیلرها، اواپراتور است. نحوه‌ی کار اواپراتورها در این سیستم‌های تهویه مطبوع، به این صورت است که حرارت آبی را که باید در چیلر سرد شود، جذب می‌کند و به مبرد درحال تبخیر منتقل می‌کند. درواقع اواپراتور ، یک مبدل حرارتی است و زمانیکه مبرد از این قسمت به طور کامل تبخیر شد، به بخش کمپرسور منتقل می‌شود.

پس در واقع اواپراتورها، حرارت موجود در سیال و محیط پیرامون را جذب می‌کنند تا آن را به طور کامل خنک کنند. در ادامه‌ی این فرایند، گرمای جذب شده توسط اواپراتور، به مبرد انتقال می‌یابد و آبی که توسط اواپراتور خنک شده، به بخش‌های دیگر سیستم سرمایشی می‌رود تا هوای خنک تولید کند.

اواپراتورها در انواع مختلفی ساخته می‌شوند که هرکدام شیوه‌ی کار و سیستم متفاوتی دارند. اواپراتور پوسته و لوله، اواپراتورهای سیلابی، اواپراتور انبساط مستقیم و اواپراتور صفحه‌ای یا پلیتی.

۱.  اواپراتور پوسته و لوله یا  Shell and tube در کارکرد و انواع اواپراتور در چیلر ها

یکی از پرکاربردترین تجهیزات در انواع سیستم‌های خنک کننده، اواپراتور پوسته و لوله است. این اواپراتور از لوله‌های متعدد و یک پوسته تشکیل می شود که به طور موازی باهم قرار می گیرند. این لوله‌ها از جنس مس هستند که باعث مرغوبیت و کیفیت بالای ساختار این اواپراتور می گردد. چرا که از خوردگی و پوسیدگی و حتی زنگ زدگی پیشگیری شده و سیستم را در برابر حرارت و فشار زیاد، مقاوم و مستحکم کرده است.

یکی از بخش‌های مهم اواپراتور شل اند تیوب، بافل است.   Baffles بافل‌ها ضریب تبادل حرارت را افزایش می‌دهند و باعث ثبات و محافظت از لوله‌های مسی می‌شوند. علاوه بر این، ارتعاشاتی که بخاطر جریان سیال ایجاد می گردد را به شدت کاهش می‌دهند و بازدهی انتقال حرارت را بالا می‌برند.

اواپراتور  پوسته و لوله مزایای زیادی دارد. ازجمله اینکه فضای بسیار محدودی را اشغال می‌کند، هزینه ی نگهداری و تعمیر آن به شدت پایین و به صرفه است و در عین حال کارایی فوق‌العاده‌ای دارد.

یکی دیگر از دلایلی که موجب شده این سیستم با وجود ابعاد بزرگی که دارد، در اکثر چیلرها مورد استفاده قرار گیرد، قیمت مناسب آن در مقایسه با سایر اواپراتورهاست.

۲. اواپراتور سیلابی یا فلادد

بهترین تعریف برای این نوع اواپراتور این است که بگوییم نسل جدیدی از سیستم های پوسته و لوله است با این تفاوت که در طراحی آن شیوه‌ای کاملا برعکس اواپراتور پوسته و لوله استفاده شده است. همانطور که می‌دانید در اواپراتورهای شل‌اند تیوب، مبرد در لوله‌ها جریان دارد و آب سرد شونده در پوسته‌ها قرار میگیرد. اما در سیستم نوع فلادد، کاملا برعکس است.

ساختار اواپراتور سیلابی یا فلادد به این شکل است که مبرد در پوسته و آب سرد شونده داخل لوله‌ها قرار دارد. این اواپراتور ابعاد نسبتا بزرگی دارد و راندمان آن در بین انواع اواپراتورها به شدت بالاست. همین امر باعث می گردد که در چیلرهای تراکمی با ظرفیت بالا از آن استفاده کنند.

البته باید درنظر داشت که این سیستم درصورت خرابی، هزینه‌های زیادی برای تعمیر دارد. علت خرابی اواپراتورهای سیلابی اکثرا وارد شدن مبرد مایع به کمپرسور و عدم بازگشت روغن به کمپرسور است. این اتفاق باعث می‌شود هزینه‌های زیادی از لحاظ تعمیر و گاها تعویض کمپرسور به استفاده‌کننده تحمیل شود.

البته از مزایای این سیستم هم باید به امکان تمیز کردن آن بصورت مکانیکی و راندمان و عملکرد مطلوبش اشاره کنیم.

۳. اواپراتور انبساط مستقیم یا dx

سیستم این اواپراتور به این شکل است که مبرد در آن به صورت مایع و مقدار کمی گاز به داخل لوله‌ها وارد می‌شود و آب هم در پوسته در جریان است. زمانی که دمای این دو با هم تبادل میشود، گرمای آب صفر میشود، سپس مبرد تبخیر می گردد.

و کم کم تماما به حالت گاز درمی‌آید.

زمانی که تمام مبرد به گاز تبدیل میشود، در انتهای خروجی اواپراتور قرار دارد. علاوه بر اینکه وسایل کنترل روی اواپراتور، برای اطمینان از خروج کامل مبرد به شکل گاز ، مبرد را در دمای ۱۰ درجه سوپرهیت می‌کند.

این سیستم برای چیلرهای تراکمی کم طرفیت مناسب‌تر است.

از آنجا که آب در این دستگاه بیرون از لوله‌ها جریان دارد، رسوب و گرفتگی روی سطح لوله‌ها ایجاد می شود که البته به وسیله‌ی محلول‌های شیمیایی به سادگی قابل رفع است.

۴. اواپراتور صفحه‌ای یا پلیتی

یکی از پرکاربردترین اواپراتورها در سالهای اخیر،Plate Heat exchanger یا سیستم پلیتی است. این اواپراتور در صنایع غذایی و لبنیاتی کاربرد بسیاری دارد.

نحوه‌ی طراحی و کار این سیستم به این شکل است که آب در بین صفحه‌هایی از جنس استیل ضدزنگ جریان می‌یابد. در حالیکه ماده‌ی مبرد در مسیر مخالف آب، در حرکت است و این جریانات باعث تبادل حرارت بین آب و مبرد می‌شود.

صفحه‌های استیل و بسیار مرغوب این اواپراتور، باعث می‌شود که تبادل حرارتی به خوبی و با کیفیت بالایی برقرار شود. این سیستم در ابعاد کوچک، حرارت را بسیار خوب منتقل می‌کند. بااینحال باید درنظر داشت که این اواپراتور نسبت به سیستم پوسته و لوله، قیمت بالاتری دارد اما در

چیلرها و مینی‌چیلرها معمولا استفاده می‌شود.

از جمله مزایای این اواپراتور می‌توان به ابعاد کوچک و وزن کم آن اشاره کرد که باعث می‌شود برای فضاها و ابعاد کوچک مناسب باشد، چرا که ضریب کلی انتقال حرارت در آن بسیار مطلوب است.

از معایب این سیستم هم، حساسیت بالای آن در برابر رسوب، آلودگی ها و ذرات بسیار حساس است. این اواپراتور را نمی‌شود به شکل مکانیکی تمیز کرد و قابلیت تعمیر ندارد.

در نهایت باید گفت، قیمت اواپراتورهای مختلف، باتوجه به عواملی مانند نوع مبرد، ضخامت لوله‌های آن، نحوه‌ی مداربندی، میزان ظرفیت برودتی، نوع اواپراتور و شرکت سازنده‌ی آن ، متفاوت است. به این عوامل، نوسانات ارزی را هم اضافه کنید.

برای دریافت اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.