اواپراتور چیلر چیست؟

اواپراتور چیلر در اصل یک مبدل حرارتی است که گرما را از یک ماده (معمولا آب) به ماده دیگر (مبرد) منتقل می کند. نام اواپراتور (evaporator) به معنای تبخیر کننده است. در تعریف آن این گونه می گویند که سیستمی است برای تغییر فاز یک مایع به بخار. اتفاقی که در اواپراتور می افتد این است که ماده A (مایع) با گرفتن گرما از ماده B به بخار تغییر فاز می دهد. همچنین دمای ماده B کاهش می یابد.

همچنین بخوانید: چیلر چیست؟

اواپراتورها برای دو هدف تولید می شوند :

1. به عنوان تبخیر کننده یک مایع

   در صنایع غذایی و دارویی برای افزایش غلظت مواد از اواپراتور استفاده می کنند. از آنجایی که موضوع مقاله ما در مورد کاربرد اواپراتور در چیلر است ، به این موضوع نمی پردازیم.

2. با هدف سرد کردن یک ماده

   این دقیقا کاری است که اواپراتور چیلر تراکمی انجام می دهد. ما در این ادامه این مقاله به این که انواع اواپراتور چیلر چگونه کار می کنند، خواهیم پرداخت.

همچنین بخوانید: آشنایی با چیلر تراکمی

در چیلر تراکمی از تغییر فاز یک مبرد برای خنک کردن سیال (معمولا آب) بهره می برند (مقاله شناخت کامل چیلر تراکمی را بخوانید). در کمپرسور ، مبرد گازی فشرده می شود. کندانسور با دفع گرمای آن به محیط ، مبرد را خنک می کند. در نتیجه با تغییر فاز به مایع تبدیل می شود. نهایتا در اواپراتور این مبرد با گرفتن گرمای سیال ، آن را سرد کرده و خودش دوباره به گاز تبدیل می شود.

انواع اواپراتور چیلر

اواپراتور پوسته و لوله (shell and tube)

رایج ترین در بازار ایران است. تولید کنندگان ایرانی رغبت زیادی به استفاده از این نوع دارند. همان طور که از نام آن مشخص است ، از تعدادی لوله (کویل) در یک پوسته استوانه ای تشکیل شده.

مبرد از درون لوله ها عبور می کند. سیالی که قرار است خنک شود(معمولا آب) نیز در داخل پوسته قرار دارد. به این مدل اواپراتور DX یا انبساط مستقیم می گویند.

در مدل دیگری به نام سیلابی (غرقابی یا flooded) دقیقا برعکس است. یعنی مبرد از پوسته و سیال در داخل لوله ها جریان دارد.

مبرد و سیال دارای اختلاف دما هستند و هنگام عبور از داخل اواپراتور چیلر ، از طریق جداره لوله ها تبادل حرارتی انجام می شود. برای افزایش نرخ این تبادل ، در پوسته ، صفحاتی به نام بافل (Baffles) نصب شده است که تا در جریان سیال ، ایجاد آشفتگی کند.

در تهویه مطبوع ، سیال آبی است که به فن کویل ها و یا هواساز می رود. در کاربردهای دیگر ممکن است مواد دیگری باشد ، مثلاً در گاوداری ها شیر دوشیده شده برای خنک شدن ، مستقیما به اواپراتور چیلر منتقل می شود.

اواپراتور صفحه ای یا پلیتی (plate evaporator)

در اروپا ، برخلاف ایران ، بسیار پر طرفدار است. ابعاد کمتر ، قیمت پایین تر و البته کارایی بالاتر از برتری های آن نسبت به مدل شل و تیوب است. اما برای چیلرهای با تناژ بالا کاربردی ندارد.

اواپراتور پلیتی از تعدادی صفحه در کنار هم قرار گرفته است. از این صفحات ، یکی در میان ، آب و مایع مبرد عبور می کند. همان‌طور که اشاره شد ، کارایی بالایی دارد. این کارایی به دلیل افزایش سطحی است که تبادل گرمایی انجام می دهد.

نکات قابل توجه در افزایش عملکرد اواپراتور سرمایشی

عوامل زیر تاثیر مستقیمی بر افزایش یا کاهش عملکرد این قطعه دارد :

• اختلاف دما سیال داخل و خارج کویل باید به قدری باشد که مبرد کاملا تبخیر شود.
• فضای گردش سیالات باید کافی باشد تا افت فشار زیادی در ورودی و خروجی سیال نداشته باشیم.
• نوع سیال تعیین کننده جنس و ساختار کویل اواپراتور چیلر خواهد بود.

برای عملکرد درست اواپراتور چیلر باید میزان و کیفیت مبرد ورودی به کویل آن کنترل شود.

کنترل میزان دبی مبرد ورودی

به وسیله قطعه ای به نام شیر انبساط میزان مبرد ورودی به اواپراتور چیلر کنترل می شود. اگر ورودی کمتر از میزان لزوم باشد ، سیال به درستی گرم نمی شود. به علاوه این که گاز برگشتی به کمپرسور ، دمای بالایی خواهد داشت و باعث آسیب به کمپرسور چیلر می شود.

کنترل کیفیت مبرد

مجموعه فیلتر درایر و سایت گلاس چیلر برای این کار طراحی شده اند. فیلتر درایر برای جذب رطوبت و ناخالصی قبل از شیر انبساط (بعد از تمام قطعات جانبی دیگر بین کندانسور چیلر و شیر انبساط) قرار دارد. پس از آن و دقیقا قیل از شیر انبساط چیلر ، سایت گلاس برای نظارت اپراتور بر کیفیت مبرد نصب می شود.