تعریفEvaporator

اواپراتور(Evaporator) یک مبدل حرارتی است که 2 سیال با 2 دما و 2 دبی مختلف به آن وارد می شود، در داخل اواپراتور تبادل دما می کنند و با دمای مورد نیاز ما از آن خارج می شوند. یکی از سیال ها در داخل پوسته و یکی از سیال ها در داخل لوله ها در جریان هستند و باهم تبادل حرارت می کنند.

نقشEvaporator

در سیکل تبرید تراکمی اواپراتور بعد از شیر انبساط و قبل از خط مکش ورودی به کمپرسور قرار می گیرد. آبی که در ساختمان در چرخش بوده و توسط مصرف کننده ها (فن کویل، هواساز و …) گرم شده پس از ورود به اواپراتور در تبادل حرارت با مبرد گرما را به مبرد می دهد و خود آب خنک می شود و دوباره به سمت مصرف کننده ها پمپ می شود. مبرد نیز می جوشد و تبخیر می شود و در فاز گازی وارد کمپرسور می شود.

انواع

رایج ترین انواع اواپراتور که در ساخت چیلر ها مورد استفاده می گیرد به 2 نوع اواپراتور های صفحه ای و اواپراتورهای پوسته – لوله تقسیم بندی می شوند که نوع پوسته – لوله به دو نوع DX یا گردش مستقیم یا انبساط مستقیم (Direct Expansion) و اواپراتور فلودد یا غرقابی (Flooded Evaporator)  مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه هر یک از آنها و کاربردشان را معرفی خواهیم کرد.

Evaporator صفحه ای

بر خلاف اواپراتور های پوسته لوله، اواپراتور های صفحه ای یا Plate Evaporator از چندین صفحه تشکیل شده اند که بصورت یک در میان از مجاورت یک صفحه سیال اول (مبرد) و از مجاورت صفحه دیگر سیال دوم (آب) عبور می کند و دو سیال با یکدیگر تبادل حرارت انجام می دهند. اواپراتور های صفحه ای بدلیل ابعاد کوچکتر عموما برای ظرفیت های پایین بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند اما محدودیتی در ظرفیت ندارند و می توان از آنها در ظرفیت های بالا نیز استفاده کرد.

مزایای اواپراتورهای صفحه ای

از مزایای آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

حجم آبگیری: بدلیل ساختار این دستگاه در ظرفیت مشابه نیاز به مبرد کمتری دارد.

راندمان بالاتر: تا 20% راندمان بیشتری دارند.

وزن و ابعاد: در ظرفیت مشابه وزن کمتر و ابعاد کوچکتری نسبت به اواپراتور های پوسته لوله دارند.

نصب آسان: سهولت در نصب و سرویس و نگهداری با هزینه کمتر

Evaporator پوسته و لوله

همانطور که از نام این تجهیز پیداست از یک پوسته بیرونی یا Shell و تعدادی لوله یا Tube تشکیل شده اند. یکی از سیال ها از داخل لوله ها و سیال دوم در داخل پوسته در جریان است. بر حسب اینکه آب و مبرد در کدام قسمت جریان دارند اواپراتور های پوسته – لوله به 2 نوع DX یا Flooded تقسیم بندی می شوند.

DX Evaporator یا انبساط مستقیم

در اواپراتور های DX  آب در قسمت پوسته و مبرد در لوله ها در جریان هستند. آبی که از سمت مصرف کننده (فن کویل، هواساز و …) به سمت چیلر برمی گردد از قسمت ورودی پوسته وارد اواپراتور می شود و در تماس با مبرد، گرما را به مبرد می دهد و آب خنک می شود. در طرف دیگر، مبرد دو فازی فشار پایین که بعد از شیر انبساط از ورودی قسمت لوله ها وارد اواپراتور شده است گرما آب را گرفته و می جوشد و کاملا تبخیر می شود و به سمت کمپرسور حرکت می کند. بدلیل اینکه ساخت این نوع اواپراتور ها پیچیدگی کمتری نسبت به نوع فلودد دارند، در کشور ما استفاده از آنها متدوال تر می باشد.

Flooded Evaporator یا غرقابی

این اواپراتور ها کاملا برعکس نوع DX می باشند، یعنی آب در لوله و مبرد در قسمت پوسته در جریان است. راندمان این اواپراتور ها به دلیل سطح زیاد انتقال حرارت مبرد، بالاتر از نوع DX می باشد و بدلیل اینکه تمام پوسته می بایست توسط مبرد در بر گرفته شود به حجم مبرد بیشتری نسبت به نوع DX نیاز دارد. با توجه به ورودی و خروجی های پوسته، امکان ورود مبرد مایع به کمپرسور وجود ندارد و با توجه به حجم بالای مبرد پوسته فشار بیشتری را تحمل می کند. در ادامه مزایا و معایب اواپراتور های پوسته و لوله را بررسی می کنیم.

مقایسه Evaporator نوع DX یا Evaporator انبساط مستقیم با نوع Flooded یا غرقابی