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 :
- دمای تبخیر Te
- اختلاف دمای سیال خنک شونده و دمای اواپراتور ΔTe
- نوع مبرد R
- 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
محاسبه طول لوله اواپراتور
اواپراتور دستگاهی است که توسط آن می توان بین دو سیال تبادل دمایی و حرارتی انجام داد آن هم به گونه ای که هیچ گونه تماسی بین دو سیال برقرار نخواهد شد . بر همین اساس زمانی که قصد خرید و انتخاب این دستگاه را دارید برای انتخاب ، تعیین و محاسبه ظرفیت آن به اطلاعاتی در خصوص طول لوله ی اواپراتور نیاز خواهید داشت تا بر مبنای آن بتوانید اواپراتور مناسب و متناسب با نیازتان را انتخاب نمایید . دلیل اهمیت محاسبه طول لوله اواپراتور به این خاطر است که میزان و اندازه لوله در واقع نشان از میزان سطح تبادل حرارتی در اواپراتور می باشد . به این صورت که با افزایش طول لوله در کنار افزایش سطح تبادل حرارتی ، بر میزان ظرفیت اواپراتور نیز افزوده می شود .
انواع اواپراتور
اواپراتور صفحه ای
این نوع از اواپراتور ها ( مبدل صفحه ای ) از تعدادی صفحه که به صورت موازی در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده است . نحوه وصل شدن این صفحه ها بهم به دو روش می باشد که روش اول به کمک واشر می باشد . 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 .
برای خرید و یا آشنایی بیشتر مبدل حرارتی ، روی لینک کلیک کنید .
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.
اواپراتور سردخانه بالای صفر
اواپراتور سردخانه بالای صفر ، اواپراتوری است که از طریق آن می توان دمای سردخانه را از صفر درجه سانتی گراد به بالا تنظیم کرد . عمدتاً در سردخانه های بالای صفر از سیستم تبرید تراکمی استفاده می شود . در این سیستم ، فرایند خنک سازی محیط سردخانه ، در چهار مرحله تراکم ، چگالش ، انبساط و تبخیر صورت می پذیرد . در مرحله تبخیر که آخرین مرحله ی سیکل تبرید تراکمی می باشد اواپراتور دارای نقش اصلی است . در این مرحله ، با ورود مبرد به درون اواپراتور ، حرارت موجود در سردخانه ، توسط مبرد جذب شده و بر اثر انجام این فرایند ، شاهد تبخیر مبرد خواهیم بود و نتیجه این فرایند کاهش دمای هوای سردخانه می باشد .
جدول انتخاب کمپرسور
به طور کلی کمپرسور های متنوعی در بازار وجود دارند که این امر باعث می شود تا در انتخاب مدل و نوع مناسب آن کمی با چالش مواجه شوید . در واقع انتخاب مناسب کمپرسور ، امری است که از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد ؛ زیرا با انتخاب درست کمپرسور در کنار آن که سال های زیاد می توان از این دستگاه نمود بلکه از مزایای زیادی چون ، برخورداری از راندمان و بازدهی بالا در نتیجه کار ، بالا بودن مقاومت و استحکام کمپرسور و … می توان بهره مند شد . در غیر این صورت علاوه بر مواجه شدن با ضرر مالی ، که مجبور هستید کمپرسور دیگری خریداری کنید ، از نظر کارایی و بروز اختلال در کارکرد سیستم هم روبرو خواهید شد . بر همین اساس با توجه به اهمیت انتخاب صحیح کمپرسور در این جا نحوه انتخاب درست و صحیح کمپرسور را برایتان شرح می دهیم .
همان طور که گفته شد کمپرسور ها دارای انواع مختلفی هستند و این تنوع براساس فاکتور های مختلف چون ، کاربرد ، به دسته های گوناگون قابل تقسیم بندی می باشد و از سوی دیگر در زمان انتخاب این دستگاه باید به معیار ها و فاکتور های مختلف مانند کیفیت هوای خروجی ، نوع سیال ، میزان فشار خروجی و … توجه داشت و بر اساس این معیار ها اقدام به انتخاب کمپرسور نمود .علاوه بر این موارد که مربوط به خود کمپرسور است ، فاکتور دیگری که بسیار حائزاهمیت می باشد ، شرایط حاکم در محیط مورد نظر است . در این خصوص به میزان رطوبت نسبی ، ولتاژ برق شبکه ، دمای محیط و دیگر نکات مربوط به محیط که می توانند بر روی کارکرد کمپرسور تأثیرگذار باشند توجه داشته باشید . همان طور که می دانید شرایط آب و هوایی هر منطقه و محیطی ، با دیگر محیط جغرافیایی متفاوت است . به طور مثال در محیط های شمالی با رطوبت بالایی مواجه هستیم در صورتی که در یک محیط کویری و خشک شرایط آب و هوایی کاملاً متفاوت است .
بر همین اساس به دلیل یکسان نبودن دما و رطوبت نسبی محیط ها با یکدیگر ، مطمئناً با کمپرسوری که دارای کارایی و راندمان متفاوت می باشد روبرو خواهیم بود . از دیگر مراحل مربوط به انتخاب کمپرسور ، می توان به انجام محاسبات و فرمول ، مراجعه به کاتالوگ و جداول مربوطه ، انتخاب کمپرسور با استفاده نمودن از نرم افزار اشاره کرد . به طور مثال برای انجام محاسبات ، در صورتی که نیاز به کمپرسور برودتی دارید ، در ابتدا باید محاسبات مربوط به بار برودتی را انجام دهید . بعد از این مرحله ، تعیین نمودن شرایط عملکرد سیستم ، فاکتور دیگری است که باید برای انتخاب کمپرسور در شکل درست و صحیح انجام شود . برای این کار باید دیگر اجزای مورد استفاده در کنار کمپرسور را انتخاب نمود . در این خصوص نوع مبرد ، دمای کندانسور و دمای اواپراتور تعیین می شود . در چنین شرایطی با توجه به توضیحات داده شده و پس از انجام محاسبات ، می توان به کاتالوگ ها و جداولی که شرکت های تولید کننده در کنار عرضه محصول ارائه داده اند اقدام به انتخاب کمپرسور مناسب نمایید .
فرمول محاسبه ظرفیت کمپرسور
در خصوص کمپرسور ، مهم ترین و اصلی ترین کمیت که به معرفی کمپرسور می پردازد و به نوعی نشان دهنده توانایی ، کمپرسور است ، ظرفیت آن می باشد . به همین دلیل در زمان انتخاب و خریداری این محصول اولین مرحله انجام محاسبات ، مربوط به ظرفیت آن است . به منظور درک بهتر محاسبات مربوط به ظرفیت کمپرسور در ابتدا به بررسی مختصری از ظرفیت کمپرسورمی پردازیم . از آن جایی که به نوعی در کمپرسور ، فرایند فشرده سازی انجام می شود . در خصوص آن می توان این گونه توضیح داد ؛ به میزان دبی گازی که در یک زمان مشخص ، تا یک فشار مشخص توسط کمپرسور فشرده می شود ظرفیت کمپرسور می گویند .
به طور معمول به منظور مشخص نمودن مقدار آن ، اعداد به دست آمده توسط فرمول ، برای دبی آن لیتر بر دقیقه بوده و فشار آن با کمیت کیلوپاسکال یا بار نشان داده می شود . در برخی مواقع به جای این کمیت ها از واحد های انگلیسی چون ، psi و فوت مکعب بر دقیقه استفاده می کنند که برای تبدیل این موارد به واحد های گفته شده می توان از فرمول زیر استفاده نمود .
عدد به دست آمده بر حسب psi* 6.89=کیلو پاسکال
عدد به دست آمده بر حسب فوت مکعب بر دقیقه*۲۸.۳۱= لیتر بر دقیقه
به طور کلی برای به دست آوردن ظرفیت کمپرسور فرمول های مختلفی وجود دارد که یکی از پرکاربرد ترین آن ها فرمول زیر می باشد .
q2=q1*t1*t2*t3*t4
در این فرمول هر یک از موارد انگلیسی ، نشان دهنده یک فاکتور است به این صورت که :
- پارامتر q2 همان عدد اصلی مربوط به ظرفیت کمپرسور است که بر حسب متر مکعب بر دقیقه به دست می آید .
- q1 میزان ظرفیت هوایی است که مورد نیاز می باشد .
- t1 ضریب تصحیح بوده که طبق جدول ارائه شده توسط فروشگاه یا شرکت تولید کننده دستگاه به همراه دستگاه ارائه می گردد .
- t2 میزان ضریب استراحت کمپرسور است .
- t3 نشان دهنده ضریب نشت کمپرسور می باشد .
- t4 نشان دهنده ضریب همزمانی است .
این پارامتر ها تنها بخشی از انجام مراحل مربوط به اندازه گیری ظرفیت کمپرسور به شمار می روند . در توضیح دقیق تر ، همان طور که گفته شد دو کمیت دبی و فشار گاز ، دو مورد از مهم ترین فاکتور هایی محسوب می شوند که نیاز به اندازه گیری دقیق دارند . به عنوان مثال بهتر است بدانید که کمیت فشار ، به کاربرد کمپرسور کاملاً وابسته می باشد . در این مورد به دو کاربرد کمپرسور در یک مخزن و سیستم تبرید می پردازیم . در سیستم تبرید نیاز است تا میزان فشار ورودی به کندانسور ، برای فشار مربوط به کمپرسور انتخاب گردد در حالی که در صورت استفاده از کمپرسور در مخزن ، باید میزان فشار مورد نیاز برای فشرده سازی هوا ، به طور دقیق از طریق فرمول های مربوطه مورد اندازه گیری قرار بگیرد . به همین دلیل توجه به فاکتوری چون کاربرد می تواند در تعیین و اندازه گیری ظرفیت کمپرسور بسیار حائزاهمیت باشد .
از دیگر فاکتور های مهم دیگری که در اندازه گیری و تعیین ظرفیت کمرسور تأثیر گذار هستند می توان به مواردی چون ، تعداد دفعاتی که قرار است از دستگاه در بازه زمانی مشخص استفاده شود ، مدت زمانی که نیاز است تا کمپرسور روشن باشد ، مقدار فشاری که در زمان روشن بودن کمپرسور به موتور وارد می شود و … اشاره کرد . به طور کلی به منظور تعیین دقیق میزان ظرفیت کمپرسور ، توصیه می شود تا از متخصصان فنی مربوط به این زمینه کمک بگیرید تا با انتخاب درست و صحیح دستگاه ، در کنار بهره مندی از راندمان و بازدهی بالا ، بهترین خرید خود را هم تجربه کرده باشید ؛ زیرا در غیر این صورت با انتخاب نادرست کمپرسور ، نه تنها عملکرد و کارکرد دیگر دستگاه های مورد استفاده در کنار کمپرسور کاهش می یابد ؛ بلکه با پایین آمدن بازدهی دستگاه و عملکرد نامناسب ، شاهد کاهش طول عمر مفید کمپرسور خواهیم بود که این امر به غیر از اختلال در عملکرد کل سیستم سبب تحمیل هزینه های مظاعف به کابر نیز می گردد .
