اواپراتور

اواپراتور چیست؟

اواپراتور را می توان یک نوع مبدل حرارتی دانست که در آن یک سیال مایع وارد دسته ای از لوله ها یا کویل ها می شود و به دلیل دارا بودن فشار پایین با جذب مقدار کمی از حرارت اطراف به نقطه جوش می رسد و تبخیر می شود که این عمل باعث شده سیال تغییر فاز داده و به گاز یا بخار تبدیل گردد.

به اواپراتور تبخیر کننده نیز گفته می‌شود که دلیل این امر آن است که هدف از استفاده از آن تبدیل فاز مایع به بخار می باشد. عملکرد دستگاه اواپراتور به نوع سیال، متریال به کار گرفته شده در کویل ها، میزان اختلاف درجه حرارت بین سیال و هوا یا آب و … بستگی دارد.

کاربرد اواپراتور

از اواپراتور ها، در صنعت به دو فرم مختلف استفاده خواهد شد که در مورد اول از اواپراتور برای تبخیر کردن سیالاتی که داخل کویل ها وجود دارد استفاده می شود و در کاربرد دوم اواپراتور به دلیل جذب گرما از سیال که در اطراف کویل قرار دارد باعث کاهش دما می شود در نتیجه اواپراتور عمل سرماسازی سیال اطراف کویل را بر عهده دارد.

طرز کار اواپراتور به عنوان تبخیر کننده

اگر از دستگاه اواپراتور برای تبخیر سیالات استفاده شود سیالی که نیاز است تبخیر شود در فاز مایع قرار دارد که این سیال وارد کویل که از مجموعه‌ای از لوله‌ها تشکیل شده است می شود و با فشاری برابر یا بیشتر از فشار اتمسفر با جذب گرمای سیال داغ دیگر تبخیر می گردد که این نوع از اواپراتور ها در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی کاربرد دارد.

این نوع از اواپراتور ها کاربرد بالایی در صنایع غذایی و دارویی ،شیمیایی و دیگر صنایع که نیاز به تبخیر کننده داشته باشند دارد که از کاربردهای آن می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• تغلیظ مواد غذایی مایع

در این فرآیند از تبخیرکننده برای تبخیر آب موجود در محصولات مواد غذایی استفاده می شود تا غلظت ماده متناسب با نیاز فراهم گردد .مثلا تبخیر آب موجود در شیر

• جدا سازی مواد شیمیایی مایع

اواپراتورها می تواند مواد شیمیایی موجود در یک محلول شیمیایی را از هم تفکیک و شناسایی نماید.

• نمک زدایی آب دریا

آبی که دارای ناخالصی باشد و توسط اواپراتور تبخیر شده باشد نمک و املاح آن باقی می مانند و آب تبخیر شده را می توان برای آشامیدن جداسازی نمود و به فاز مایع برگرداند.

• خشک کردن

در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی و دارویی برای حذف رطوبت، افزایش کیفیت و ماندگاری از اواپراتور استفاده می شود.

کاربرد اواپراتور به عنوان دستگاه سرمایش

یکی از وظایف اواپراتور تولید سرمایش است که با جاری نمودن سیال مبرد درون کویل و همچنین جاری کردن هوا یا آب به وسیله پمپ در اطراف کویل مبرد که دارای دمای محیط و در فشاری پایین‌تر از فشار اتمسفر قرار دارد حرارت هوا یا آب را به خود جذب می نماید و با تخلیه می شود گاز تغییر حالت می دهد و باعث می شود هوا یا آب دچار کاهش دما شوند و خنک گرداند . این نوع از اواپراتور ها به عنوان سردخانه یا هواساز سرمایشی استفاده می‌شود.

اواپراتور براساس گردش سیال به دو نوع زیر تقسیم می شود .

1. جریان همرفت اجباری

در ساختار این نوع از یک فن یا پمپ برای به جریان انداختن اجباری در اواپراتور استفاده شده است.

2. جریان همرفت طبیعی

در نوع جریان همرفت طبیعی هوا به صورت طبیعی و طبق اختلاف چگالی به سمت اواپراتور جریان پیدا می کند.

اواپراتور های سرمایشی در سیستم های تبرید به کار برده می شوند .از جمله کاربرد های آن می توان به موارد زیر اشاره نمود.

1. خنک کننده آب در چیلرها
2. اسپلیت ها و کولرهای گازی
3. سردخانه ها
4. یخچال ها
5. و …

فاکتورهای مهم در نصب کردن اواپراتور

اواپراتور تحت تاثیر سه عامل مهم می باشد که در زیر به آنها اشاره شده است :

افت فشار

اختلاف دما

نوع سیال

داخل اواپراتور باید از محیطی مناسب جهت حرکت سیال برخوردار باشد تا فشاری که به دستگاه ورود و یا خروج پیدا می کند افت زیادی نداشته نباشد و همچنین سیالات داخلی و اطراف کویل باید اختلاف دمای مناسبی داشته باشد تا مایع درون کویل به صورت کامل تبخیر شود نوع سیال تاثیر مستقیم بر جنس کویل و همچنین رسیدن به مقدار تبخیر بستگی دارد.

انواع اواپراتور ها

اواپراتور ها نیز مانند سایر دستگاه ها از انواع مختلفی تشکیل شده اند که در زیر به معرفی برخی از آنها پرداخته شده است.

اواپراتور پوست لوله ای

این نوع از اواپراتور شامل یک پوسته و تعداد زیادی لوله که درون این پوسته قرار دارد تشکیل شده است که معمولاً درون لوله ها مبرد و درون پوست سیال عبور می کند. از کنار هم قرار گرفتن لوله و پوسته انتقال حرارت جهت تبخیر مبرد به وجود می آید.

اواپراتور های صفحه ای

این دسته از اواپراتورها از چندین صفحه که در امتداد یکدیگر قرار دارند ، تشکیل شده است که از این صفحه ها به صورت یکی در میان مبرد و سیال عبور می‌کند این نوع از اواپراتورها از نوع پوست و لوله راندمان بالاتری دارند و همچنین از ابعاد کوچک تری برخوردار می باشند.

اواپراتورهای هوایی

این نوع از اپراتورها از لوله های فین دار که مبرد درون آنها در جریان است تشکیل شده است. در این اواپراتور یک فن نیز وجود دارد که هوا را عبور می‌دهد. از این نوع از اواپراتور ها در سردخانه ها با هدف خنک کردن هوا استفاده می شود.

برفک زدایی یا دیفراست

در سیستم دستگاه اواپراتور به علت کاهش دمای اتفاق افتاده در لوله ها  رطوبت موجود در هوا تقطیر می گردد. که به شکل مایع بر روی فین ها و صفحات اواپراتور گرداوری می شود. در انتها به علت وجود دمای پایین، مایعات با سرعت بالایی به یخ تبدیل می شوند.

در اواپراتور های نوع صفحه ای با جریان طبیعی هوا به طور معمول برفک و یخ زدگی مشکلی به وجود نمی آورد و اواپراتور قادر است با وجود برفک به فعالیت خود ادامه دهد ولی در اواپراتور نوع کویل فین دار این برفک و یخ زدگی باعث به وجود آمدن گرفتگی فاصله میانی فین ها می شود و همچون مانع مقابل جریان هوای فن قرار می گیرد و موجب کاهش توان خروجی اواپراتور می شود. در سیستم اواپراتور ها برای برفک زدایی یا دیفراست دستگاه هایی نصب شده که از لحاظ شرایط کاری دو دسته می باشند.

1. در این نوع برفک زدایی از هیتر الکتریکی استفاده شده است که بعد از قطع شدن کمپرسور ، هیتر الکتریکی وارد مدار شده و با تولید گرما باعث انجام برفک زدایی می شود که در انتها تمامی مایعات تولید شده در سینی موجود در کف اواپراتور جمع آوری می گردد.
2. نوع دیگر سیستم های برفک زدایی از گاز یا آب داغ استفاده می کنند که بر عکس نوع اول در این فرآیند کمپرسور خاموش نمی شود بلکه سیال داغ از طریق شیر برقی وارد مدار برفک زدایی اواپراتور می شود و برفک زدایی به وسیله ی گاز مبرد انجام می گیرد.