اواپراتور سردخانه چیست؟ معرفی انواع اواپراتور سردخانه - الکترو بهمن

 

وظیفه اصلی اواپراتورخنک کردن محیط است. به این صورت که مایع مبرد درون کویل اواپراتور در دمایی پایین تر از دمای محیط می جوشد و گرمای محیط اطراف اواپراتور را جذب می کند و هوای اطراف اواپراتور را خنک می کند، در واقع اواپراتور گرمای فین و لوله های مسی را به خودش می گیرد و این گرما باعث تبدیل مایع مبرد به گاز می شود و گاز مبرد را وارد کمپرسور می کند به این ترتیب سیکل تبرید تکمیل می شود. اواپراتور سردخانه معمولا در داخل محیط نصب می شود که جهت سرمایش سردخانه از آن استفاده می شود.

 

 

 

دستگاه اواپراتور (Evaporator) یا دستگاه تبخیر کننده، به عنوان مبدل حرارتی در صنایع غذایی، کارخانه های نوشابه سازی، تهویه مطبوع و سردخانه ها، وظیفه تبخیر مایعات را برعهده دارد. اواپراتور جزو قطعات اصلی سیکل تبرید و سردخانه است و کارکرد آن برعکس کندانسور است.

 

مقاله آموزشی:  معرفی انواع تونل انجماد  

 

اواپراتور سردخانه چیست؟

سیستم سردسازی در سردخانه ، تونل انجماد و ... از ۴ بخش اصلی تشکیل می شود:

یونیت کندانسور

یونیت اواپراتور

کمپرسور

 

وظیفه اواپراتور سردخانه

اواپراتور سردخانه ، تونل انجماد و … که در محیط داخل سردخانه نصب می شود به این دلیل است که توسط مبرد، گرما را از محیط داخل گرفته است و به بیرون منتقل می کند تا دمای داخل سردخانه را در دمای مورد نظر ثابت نگه دارد.

 

 

اواپراتور زیر صفر (هم اواپراتور تونل انجماد و هم سردخانه) شامل موارد زیر است:

مجموعه موتور و فن

کویل های فین دار

تجهیزات برفک زدایی

سیستم کنترلی

 

فن اواپراتور سردخانه

فن اواپراتور سردخانه‌ها چه بالای صفر و چه زیر صفر و چه تونل انجماد، بیشتر مواقع از مدل مکنده آکسیال است.

ویژگی این مدل فن سردخانه

پرتاب باد مستقیم است.

 

حجم زیادی هوا در آن جا به جا می‌شود.

 

این مدل فن‌ها اختلاف فشار در پشت و جلو فن را قبول نمی کنند.

 

 اگر اختلاف فشاری رخ دهد، میزان هوادهی فن کم می‌شود.

 

موقع خرید اواپراتور باید در نظر داشت، میزان هوادهی فن اواپراتور یا سی اف ام (CFM) فن اواپراتور است.

انواع اواپراتور سردخانه

اواپراتور سردخانه از نظر نوع انتقال حرارت به محیط در دو نوع جریان طبیعی و جریان اجباری است.

 

تفاوت این دو اواپراتور

در مدل کندانسور جریان اجباری هوای محیط به وسیله یک فن به جریان در می آید.

 

اواپراتور هوایی به سه مورد تقسیم می شود:

 

اواپراتور پوسته لوله ای (ساده)

 

اواپراتور صفحه ای تخت (پلیت دار) (Stamped or Plate Surface Evaporator)

 

 

 اواپراتور کویلی پره دار

اواپراتور کویلی پره دار یا فین دار از کویل های مسی تشکیل شده است که مبرد از روی پره های پر پیچ و خم عبور می کند و با گرفتن هوا از محیط دمای خود را از دست می دهد و به حالت گاز تغییر فاز می دهد که تبخیر شدن مایع باعث خنک شدن هوای محیط می شود. وجود پره در اواپراتور باعث افزایش انتقال حرارت مبرد با محیط می شود، تعداد پره های اواپراتور کویلی از 7 تا 14 پره در هر اینچ است.

 

تبادل انتقال حرارت در اواپراتور فین دار توسط فن صورت می گیرد که به این حالت تبادل حرارت اجباری می گویند. به خاطر افزایش سطح تبادل دما و جبران کمبود ضریب انتقال حرارت در اواپراتور های لوله ای از صفحه های فلزی به نام فین (fine) یا پره استفاده می شود که با استفاده از این روش اواپرتور از دو سطح انتقال حرارت بهره می برد.

اواپراتور پوسته لوله ای

این مدل ساده ترین شکل اواپراتور است، بسته به نوع کابری از لوله های مسی و فولادی استفاده می شود. اواپراتور پوسته لوله از دو بخش لوله، لوله های مسی و پوسته که همان ورق های آلومینیومی است تشکیل شده است که ظرفیت های آن از 3 تن تا 500 تن تبرید است که متناسب با درخواست مشتری ساخته و ارائه می شوند. در اواپراتور پوسته لوله دسته ای از لوله ها درون یک پوسته قرار گرفته اند که معمولا سیال مایع از داخل لوله ها عبور می کند و سیال دیگر از پیرامون لوله ها حرکت می کند و سیال مایع از سیال پیرامون حرارت را جذب می کند و از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز می دهد و دمای سیال اطراف آن کاهش پیدا می کند.

 

اواپراتور پوسته لوله کاربرد زیادی در صنعت دارد که متناسب با درخواست مشتری در ظرفیت های متفاوت ساخته می شود. یکی از مزایای این اواپراتور راندمان انتقال حرارت بسیار بالا و قیمت مناسب آن ها نسبت به دیگر اواپراتور ها است. در اواپراتور پوسته لوله انتقال حرارت به صورت طبیعی و توسط هوای محیط است.

 

 اواپراتور صفحه ای تخت

اواپراتور صفحه ای تخت از یک سری لوله های مسی تشکیل شده است که از داخل یک صفحه عبور می کنند، وجود این صفحه انتقال حرارت را افزایش می دهد. این مدل اواپراتور درانواع و  سایز های مختلف طراحی و ساخته می شوند. در مدل متداول آن به وسیله جوش دادن دو صفحه بر روی هم ساخته می شود که برای عبور مبرد شیار هایی بر روی سطح صفحه ها ایجاد می‌شود که به شکل برآمده از روی صفحه های اواپراتور مشخص است، به دلیل سادگی و سهولت در نظافت و نگهداری این نوع اواپراتور، کاربرد بسیار وسیعی در یخچال های خانگی و فروشگاهی دارد.

نحوه عملکرد اواپراتور

مبرد پس از کندانس شدن (مایع شدن)، توسط شیر انبساط به درون اواپراتور که مجموعه ای از لوله های به شکل کویل بوده اسپری می شود و در آنجا به خاطر تغییر قطر لوله، فشار به حد زیادی افت می کند و به دلیل قوانین ترمودینامیک درجه جوش مبرد کم می شود و مبرد شروع به جوشیدن می کند. در زمان جوشش مبرد که فرایندی گرماگیر به حساب می آید، حرارت در لوله های انتقال مبرد کم می شود و دمای آن به سرعت کم می شود. این کاهش دمای به وجود آمده به وسیله هوا یا آب از سیستم اواپراتور به بیرون انتقال پیدا می کند.

 

 کاربرد اواپراتور در صنعت

اواپراتور به دو شکل متفاوت در صنعت استفاده می شود:

 

 اواپراتور سردخانه صنعتی زیر صفر و بالا صفر

اواپراتور سردخانه از لحاظ دمایی به دو دسته تقسیم می شود:

زیر صفر

کاربرد هر کدام از آن ها از روی اسمشان معلوم است و برای نگهداری مواد منجمد و یا غیر منجمد و منجمد کردن مواد تازه و نگهداری آن ها در شرایط انجماد تعریف شده متناسب با جنس محصول (تونل انجماد) استفاده می شود. این اواپراتور ها در سردخانه بالا و زیر صفر استفاده زیادی دارند، مثل سردخانه خرما، رستوران، گوشت منجمد و انواع سردخانه مواد غذایی که در دمای بالا و زیر صفر نگهداری و انبار می‌شوند .

 

 اواپراتور سردخانه زیر صفر چیست ؟

در اواپراتور سردخانه زیر صفر دما تا -45 درجه می رسد و فاصله فین ها نسبت به مدل بالای صفری کمتر می‌شود. برای نگهداری گوشت و سبزیجات منجمد کاربرد دارد.

 

اواپراتور سردخانه بالای صفر چیست ؟

در این مدل اواپراتور سردخانه برای نگهداری محصولاتی که نیاز به انجماد ندارند استفاده می شود مثل میوه.

تفاوت اواپراتور بالای صفر با زیر صفر چیست ؟

ظاهر اواپراتور سرد خانه زیر صفری و بالای صفری اختلافی وجود ندارد تنها اختلاف آن ها در فاصله بین فین های کویل اواپراتور است.مثال: فاصله بین فین های بالا صفری ۵/ سانتی متر و زیر صفری ۸/ است.

نکته های مهم در عملکرد اواپراتور

1)اختلاف دما: اختلاف دما بین سیال و محیط اطراف کویل باید به اندازه ای باشد که مایع درون کویل به صورت کامل تبخیر شود.

2)افت فشار: جهت کاهش اختلاف فشار در ورودی و خروجی اواپراتور باید فضای کافی برای گردش سیالات وجود داشته باشد.

3)نوع سیالات: تاثیر مستقیمی در میزان تبخیر سیال و انتخاب جنس کویل دارد.

برفک زدایی یا دیفراست

در سیستم اواپراتور به خاطر کاهش دمایی که در لوله های آن اتفاق می افتد، باعث تقطیر رطوبت موجود در هوا می شود و به شکل مایع روی فین ها و صفحات اواپراتور جمع می شود. به دلیل وجود دمای پایین، این مایعات به سرعت یخ می زنند. در اواپراتور های صفحه ای با جریان طبیعی هوا این برفک و یخ زدگی مشکلی ایجاد نمی کند و اواپراتور می‌تواند تا چندین هفته با وجود برفک فعالیت کند اما در اواپراتور کویل فین دار، برفک تولید شده باعث گرفتگی فاصله مابین فین ها می شود و مثل مانعی در برابر جریان هوای فن قرار می گیرد و توان خروجی اواپراتور را کم می کند. در سیستم اواپراتور ها برای برفک زدایی یا دیفراست دستگاه هایی تعبیه شده که به خاطر شرایط کاری به دو دسته تشکیل می شوند:

1) برفک زدایی به وسیله هیتر الکتریکی است که در این سیستم بعد از قطع شدن کمپرسور، هیتر الکتریکی وارد مدار می شود و به وسیله گرمای ایجاد شده توسط هیتر، عملیات برفک زدایی انجام می شود و مایعات حاصله در سینی کف اواپراتور جمع آوری می شود.

2) برفک زدایی به وسیله گاز داغ یا آب داغ است، کمپرسور در فرآیند دیفراست خاموش نمی شود و گاز داغ به وسیله شیر برقی به مدار برفک زدای اواپراتور هدایت می شود و دیفراست به وسیله گاز مبرد داغ انجام می‌شود.