نحوه انتخاب اواپراتور چگونه است؟

اواپراتور سیستمی است برای تبادل گرما که در سیستم های تهویه مطبوع از جمله چیلر کاربرد دارد . نحوه انتخاب اواپراتور عملی تکنیکال و تخصصیمی باشد که  علاوه بر انتخاب اواپراتور ، نیاز به تخصص و محاسبات زیادی می باشد . ما اینجا به شما یاد میدهیم چگونه اواپراتور مورد نیاز خود را انتخاب نمایید .

نحوه محاسبه ظرفیت اواپراتور

برای این که بتوانیم در یک سیستم برودتی ، اواپراتور مناسبی را انتخاب کنیم ، نیازمند محاسبه طول لوله اواپراتور و ظرفیت اواپراتور هستیم .

نکته : برای انتخاب اواپراتور اول از همه باید بار برودتی محاسبه شود و بعد طبق محاسبه کمپرسور انتخاب گردد و سپس با توجه به توان کمپرسور ، اواپراتور انتخاب شود .

در ابتدا برای نحوه انتخاب اواپراتور به یک سری اعداد و فرمول نیاز می باشد ، که شامل :

1. دمای تبخیر Te
2. اختلاف دمای سیال خنک شونده و دمای اواپراتور ΔTe
3. نوع مبرد R
4. مقدار توان برودتی کمپرسور Qe

بعد از انتخاب اواپراتور نیاز است تا دما و اختلاف دمای اواپراتور تعیین شود که اختلاف دمای اواپراتور یعنی تفاضل دمای سیال خنک شونده و دمای سطح اواپراتور .

در اواپراتور انتخاب دمای مناسب مسئله ی بسیار مهمی است زیرا اگر دمای انتخابی پایین تر از حد مناسب باشد دمای هوای خارج شده از اواپراتور کمتر از حد مطلوب خواهد بود و بر عکس در صورت بالا بودن دمای انتخابی یا انتقال حرارت انجام نمی شود و اگر انجام شود کم بوده و دمای سیال خروجی از اواپراتور بالاتر از حد مطلوب می شود که در این صورت هر دوی این موضوع مطلوب نخواهد بود .

مثال : برای درک بهتر این موضوع به مثال زیر توجه کنید .

فرض کنید در یک سردخانه مواد غذایی هوایی که وارد اواپراتور می شود دارای دمایی در حد ۲ درجه سانتی گراد می باشد و اختلاف دمای اواپراتور ۱۰ درجه ی سانتی گراد انتخاب شده است بنابراین دمای سطح اواپراتور ۸ درجه سانتی گراد زیر صفر خواهد بود در این جا دمای خارج شده از اواپراتور معمولاً ۳ تا ۵ درجه سانتی گراد بالاتر از دمای سطح اواپراتور می شود که دمای سردخانه را به ۴ درجه سانتی گراد زیر صفر می رساند و این میزان از دما برای نگهداری میوه ای مثل سیب مناسب نبوده و سبب خرابی میوه می شود .

دمای مناسب برای نگهداری سیب ۱ درجه سانتی گراد بالای صفر می باشد به همین دلیل با انتخاب اختلاف دمای اواپراتور در حد ۵ درجه سانتی گراد ، دمای سطح اواپراتور ۳ درجه سانتی گراد خواهد شد و در نتیجه دمای هوای سردخانه ۱ درجه سانتی گراد بالاتر از صفر می شود و این دما برای نگهداری از سیب مطلوب می باشد .

در اواپراتور ها با توجه به رابطه ی :

Q = UA ΔT

در صورتی که ظرفیت و جنس یکسان باشد ، به دنبال افزایش اختلاف دمای اواپراتور ، مساحت موثر انتقال حرارت کاهش می یابد و بالعکس به دنبال کاهش اختلاف دمای اواپراتور، مساحت موثر انتقال حرارت افزایش خواهد یافت .

در انتها برای انتخاب اواپراتوری مناسب می توان با در اختیار داشتن اختلاف دمای اواپراتور ، نوع مبرد و توان برودتی کمپرسور و با مراجعه به کاتالوگ و جداول موجود در آن اواپراتوری با ظرفیت مناسب را انتخاب کرد .

Q = UA ΔT

با بالا رفتن اختلاف دمای اواپراتور ، اگر جنس و ظرفیت یکسان باشد مساحت انتقال حرارت کاهش پیدا می کند . اما اگر اختلاف دمای اواپراتور کاهش پیدا کند ، مساحت انتقال حرارت افزایش میابد . پس می توان نتیجه گرفت که با افزایش اختلاف دما مساحت کاهش پیدا میکند و در نتیجه باعث پایین آمدن هزینه ها می شویم . اما این نکته را در نظر بگیرید که با افزابش اختلاف دما ، میزان رطوبت کاهش پیدا می کند و رطوبت پایین در مواردی مثل سردخانه های میوه باعث ایجاد مشکلاتی از جمله ایجاد برفک ، کمبود رطوبت ، یخ زدن میوه ها  می شود .

اگر شما بخواهید با کمک کاتالوگ اواپراتور ها و مراجعه به آن ها اواپراتور مناسب خود را انتخاب کنید ، با توجه به فاکتور هایی از جمله توان برودتی کمپرسور ، نوع مبرد و اختلاف دمای اواپراتور این کار را به راحتی انجام دهید .

از مواردی که در قیمت اواپراتور ها تاثیر گذار می باشد ، می توان به برند اواپراتور ، نوع آن ، طرفیت برودتی و کشور سازنده اشاره کنیم .

هنگام خرید اواپراتور ها مواردی دارای اهمیت زیادی می باشند که باید به آن ها توجه نمایید :

• طول پوسته 
• قطر پوسته 
• ضخامت تیوپ
• طول تیوپ
• برند 
• شرکت سازنده

انواع اواپراتور

اواپراتور صفحه ای 

این نوع از اواپراتور ها از تعدادی صفحه که به صورت موازی در کنار هم قرار گزفته اند تشکیل شده است  . نحوه وصل شدن این صفحه ها بهم به دو روش می باشد که روش اول به کمک واشر می باشئ . مزیت این روش این است که در صورت خرابی هر یک از صفحه ها می توان آن صفحه را از بقیه جدا کرد .

از موارد کاربرد این محصول می توان به سیستم های تهویه مطبوع و چیلر ها اشاره کرد .

اواپراتور پوسته و لوله

ابن نوع اواپراتور از یک پوسته و تعدادی پوسته تشکیل شده است که این لوله ها در پوسته قرار دارند که از اجزایی به نام های لوله ، پوسته ، بافل و … تشکیل شده است که در هنگام انتخاب این محصولات ، محاسبه طول لوله اواپراتور بسیار مهم است .

 اواپراتور پوسته لوله دارای راندمان حرارتی بسیار بالا می باشد  و به همین دلیل در مواردی که به سرما و گرمای زیادی نیاز داریم از این نوع اواپراتور استفاده می کنیم .

اواپراتور سردخانه زیر صفر

اواپراتور سردخانه زیر صفر، دستگاهی است که از آن به منظور ، خنک سازی محیط سردخانه استفاده می شود . در واقع اواپراتور نوعی مبدل حرارتی است که در داخل آن مبرد یا سیال قرار می گیرد از آن جایی که سیال ورودی به داخل آن از فشار بسیار کمی برخوردار است در زمان تبادل حرارتی با سیال یا مبرد (گازی شکل یا مایع) که در خارج از آن و در پیرامون ، در جریان یا گردش است ، با جذب کم ترین حرارت از حالت مایع به گاز تغییر فاز داده ، و دمای سیال یا مبرد بیرونی را کاهش می دهد .

به طور عمده اواپراتور ها در دو شکل صفحه ای و پوسته لوله مورد استفاده قرار می گیرد . در حالی که در قسمت سردخانه عمدتاً از مدل پوسته لوله استفاده می شود . این نوع اواپراتور با قرار گیری در داخل محیط سردخانه وظیفه ی خنک سازی هوای محیط را برعهده دارد . به طور کلی اواپراتور سردخانه ،از یک بدنه ی فلزی بسیار مقاوم دارای خاصیت ضد زنگ ، تعداد فن یک الی چند عدد و کویل تشکیل شده است بر همین اساس با توجه به این اجزای تشکیل دهنده ، به این شکل دارای عملکرد است ؛ در زمان شروع به کار کردن ، مبرد در درون کویل یا کویل ها در جریان قرار گرفته و از طرف دیگر در قسمت بیرونی کویل ها ، از طریق فن ، هوای محیط به درون بدنه ی اواپراتور مکش شده و در مجاورت کویل ها به گردش در می آید . در این جا ، از طریق تماس هوا با دیواره ی کویل ها تبادل حرارتی میان مبرد و هوا صورت می پذیرد که نتیجه ی این امر افزایش دمای مبرد و کاهش دمای هوا است . پس از این اتفاق هوا مجدداً از طریق فن به درون محیط باز گشته و مبرد در جهت کاهش یافتن دما به قسمت مورد نظر که می تواند چیلر یا کندانسور باشد انتقال می یابد .

به طور کلی با توجه به نیاز سردخانه ، دو نوع اواپراتور سردخانه وجود دارد یکی اواپراتور زیر صفر که دما را تا ۴۵- می تواند کاهش دهد و دیگری اواپراتور بالای صفر که در سردخانه هایی که نیازی به انجماد محصول نمی باشد مورد استفاده قرار می گیرد . که با این شرایط باید با توجه کاربری سردخانه ، از اواپراتور متناسب با شرایط استفاده کرد ؛ به طور مثال ، در سردخانه ای که قرار است میوه و سبزیجات نگهداری شود نمی توان از اواپراتور زیر صفر استفاده کرد و یا بالعکس در سردخانه نگهداری از گوشت نمی توان از اواپراتور بالای صفر استفاده نمود.

ویژگی های مهم در ساخت اوپراتور

1. در ساخت اواپراتور های هوایی باید از پره های لبه موج دار و راندمان بالا استفاده کنید . زیرا باعث ایجاد اغتشاش در سیال هوا می شود .
2. برای اینکه راندمان بالاتری داشته باشیم ، باید در چیدمان و نحوه قرار گیری تیوپ ها دقت کنیم .
3. با توجه به ظرفیت مورد نیاز ، از پره های مسی و یا آلومینیومی استفاده نمایید .
4. از لوله هایی مسی بدون درز با ویژگی تحمل فشار بالا استفاده نمایید .
5. از موادی مانند مس ، استیل ، آلیاژ نیکل ، برنج  و ….  در اتصالات به دلیل مقاوت بالا در خوردگی استفاده نمایید .
6. در صورتی که قصد تولید اواپراتور پوسته لوله از ظرفیت ۱۰ کیلو وات تا ظرفیت ۱۲۰۰ کیلو وات را دارید به صورت یک دستگاه ، و در صورتی که ظرفیت بیشتر بود ، باید به صورت ترکیبی ابن کار را انجام دهید .
7. از تیوپ هایی از جنس استیل و مسی با شیار هابی داخلی استفاده کنید از محلول هایی با ویژگی ضد خوردگی فولاد و مس و ضد خوردگی یخ در مدار های آبی استفاده نمایید .
8. در اوپراتور های پوسته لوله ، پوسته و تیوپ را از جنس فولاد ضد زنگ بسازید .
9. از اتصالات پیچی آلیاژ فولادی و ضد زنگ استفاده نمایید .

اواپراتور چیلر 

اواپراتور در واقع یکی از قطعات چیلر به شمار می رود که این محصول ، برای تولید کردن آب سرد برای محصولاتی مثل فن کویل و هواساز  و … استفاده میشود . برای آشنایی با نحوه عملکرد چیلر  ، مقاله “ چیلر چگونه کار میکند ” را مطالعه نمایید .