اواپراتور چیست؟(عملکرد اواپراتورها)

اواپراتور مبدل حرارتی ساخته شده از آرایش لوله‌های به هم متصل شده است(کویل) که در یک چرخه تراکمی با جذب حرارت از یک ماده یا یک محیط،باعث سرد شدن آن می شود و حرارت گرفته شده را به یک مبرد در حال جوش منتقل می کند.اواپراتورها بر اساس معیارهای مختلف دسته بندی می شوند.

انواع اواپراتورآبی

یک نوع دسته بندی براساس جریان جابه جایی اجباری یا جابه جای آزاد است. شامل اواپراتورهای پوسته-لوله و لوله-پوسته می باشند.در این نوع تقسیم بندی با توجه به این که ماده خنک شونده به وسیله پمپ از سطوح انتقال حرارت عبور کند یا این که به صورت طبیعی براثر اختلاف چگالی(سیال سردتر و گرمتر) جریان یابد،اواپراتورها به دو گروه اواپراتورهای با جابه جایی اجباری و با جابه جایی آزاد تقسیم می شوند.

نوع دیگر تقسیم بندی براساس محل قرارگیری جریان مبرد و ماده سردشونده در خارج آن قرار داد.درگونه دیگر ماده مبرد در داخل پوسته و ماده خنک شونده در داخل لوله ها جریان دارد.

انواع دیگری از اواپراتورها به نام های اواپراتورهای مرطوب و اواپراتورهای خشک شناخته می شوند.اواپراتور مرطوب آن دسته از اواپراتورهایی هستند که در آن ها مبرد مایع تمام سطح انتقال حرارت را می پوشاند و برای مصارف سنگین به کار می روند،اواپراتور مرطوب هستند.

در اواپراتورهای خشک تمام سطح انتقال حرارت در تماس با مبرد مایع نیست و بخشی از آن مبرد در حالت سوپرهیت در تماس است.

در اواپراتورهایی با شیر انبساط ترموستاتیک یا لوله موئین، بخشی از سطح انتقال حرارت به منظور سوپرهیت کردن مبرد استفاده می شود و به عنوان اواپراتور خشک به شمار می آیند.

اواپراتورهای مرطوب و خشک

در این نوع اواپراتورها،مبرد با حرکت در مسیر جریان به سمت بالا بر اثر جذب حرارت از ماده گرمتر که می خواهد سرد شود، به جوش می آید.محفظه تبخیر مبرد ، فازمایع و گاز را به گونه ای جدا می کند که بخش گازی مبرد به وسیله کمپرسور مکیده می شود و فاز مایع هم به اواپراتور برمی گردد.

در یک اواپراتور مرطوب سطح مبرد مایع کنترل شده و ثابت نگه داشته می شود. شیرشناور به عنوان وسیله ای برای اختناق(دستگاه انبساط) استفاده می شود.

از آنجا که در این اواپراتور تمام سطح انتقال حرارت در تماس با مبرد است، راندمان انتقال حرارت افزایش می یابد. در اواپراتور مرطوب،مبرد در داخل پوسته و سیال خنک شونده در داخل لوله ها جریان می یابد.

برخلاف این نوع اواپراتورها، در اواپراتورهای خشک سیال مبرد در داخل لوله ها و سیال خنک شونده در داخل پوسته حرکت می کند.

زمانی که مبرد در پوسته است،سطح مبرد مایع در یک حد مشخص نگه داشته می شود تا فضای کافی رد قسمت بالای پوسته به منظور جداسازس فاز بخار از فاز مایع وجود داشته باشد.

هنگامی که لوله های اواپراتور پر از مبرد مایع شوند، به دلیل تبخیر مبرد در اواپراتور سطح مایع پایین می آید، از این رو یک شیر کنترل شناور به منظور کنترل سطح مایع لازم است تا سطح مایع ثابت نگه داشته شود.

در حالتی که مبرد در داخل لوله های اواپراتور در جریان باشد و سیال خنک شونده در پوسته باشد، به جای شیرکنترل شناور، شیر انبساط ترموستاتیک پیشنهاد می شود.

در این حالت مبرد در قسمت انتهایی دسته لوله های سوپرهیت شده و در انتهای محفظه که محل مکش آن به وسیله کمپرسور است، جمع می شود. در این نوع اواپراتور به منظور افزایش سطح تماس سیال خنک شونده و لوله های حاوی مبرد،صفحات هدایت کننده ای در اواپراتور تعبیه می شود که این صفحات باعث ایجاد تلاطم بیشتر و افزایش ضریب کلی انتقال حرارت می شوند.

هرچند اواپراتورهای خشک بازده کمتری نسبت به اواپراتورهای مرطوب دارند،اما طراحی آن ها ساده تر و اکونومی تر است.

همچنین مقدار تغذیه مبرد به آن ها کمتر ،اندازه آن ها کوچک تر و مشکل بازگشت روغن به کمپرسور در آن ها کمتر و در نتیجه استفاده از آن ها رایج تر است.