اواپراتور چیلر چیست؟

اواپراتور چیلر چیست؟ | در این مقاله، اواپراتور یک چیلر را بررسی می کنیم. اواپراتور درست بعد از شیر انبساط و دقیقا قبل از خط مکشی که به داخل کمپرسور می رود قرار دارد. اواپراتور تمام گرمای ناخواسته را از ساختمان و محیط جمع آوری می کند. در واقع اواپراتور چیلر جایی است که آب سرد در آن تولید می شود. گرما را از محیط و سیالی که می خواهیم می گیرد، آن را حذف می کند و آب را به ساختمان می فرستد تا گرمای بیشتری را از آن بگیرد.

اواپراتور چیلر چیست ؟

اواپراتور دومین مبدل حرارتی در مدار تبرید استاندارد است و مانند کندانسور به دلیل عملکرد اصلی آن نامگذاری شده است. اواپراتور به عنوان “پایان کاری” یک  سیکل تبرید عمل می کند و درواقع کاری که ما از سیستم تهویه مطبوع انتظار داریم را انجام می دهد یعنی جذب گرما.

این جذب گرما زمانی اتفاق می‌افتد که مبرد به عنوان مایع با دمای پایین و با فشار کم وارد اواپراتور می‌شود  و با جذب گرما از فضای مورد نظر و یا جذب گرما از آب در دستگاهی مثل چیلر ، هوا یا آب را خنک می‌کند.

پس از انجام این پروسه، مبرد دوباره به کمپرسور فرستاده می شود، جایی که چرخه دوباره شروع می شود. و به طور خلاصه، این چگونگی کار یک حلقه تبرید است.

آب سرد از اواپراتور خارج می شود و به وسیله پمپ های چیلر به ساختمان پمپاژ می شود، این آب سرد بسته به یونیت های داخلی که از آن استفاده می کنند، ( فن کویل ها یا هواسازها ) می رسد و تمام گرما را از ساختمان می گیرد.  به این صورت که گرما به آب سرد منتقل می شود و هوا خنک می شود و به این ترتیب  آب گرم می شود.  در ادامه آب گرم شده به اواپراتور چیلر باز می گردد، جایی که گرما دوباره از آب و به مبرد درون چیلر منتقل می شود.

اواپراتور چیلرها معمولاً عایق هستند و اگر عایق نیستند و یا عایق از بین رفته است، حتماً باید توسط سرویس کار چیلر دوباره عایق شوند. در تصویر پایین اواپراتور را می بینید که با رنگ مشکی پوشانده شده است که در اصل  این فوم عایق است. عایق بودن روی اواپراتور بسیار مهم است زیرا تمام آب سرد در اواپراتور تولید می شود. تولید این آب سرد بسیار هزینه بر است، بنابراین ما باید مطمئن شویم که تمام انرژی خنک کننده تولید شده به محیط ساختمان فرستاده می شود تا تمام گرمای ناخواسته را جمع آوری کند.مطمئنا ما نباید اجازه دهیم سرمای تولید شده با گرفتن گرما از موتورخانه ای که چیلر در آن قرار دارد،  به هدر رود. در بیشتر موارد می توانیم از هوای تازه محیط برای خنک کردن این موتورخانه ها استفاده کنیم.

شما حتما باید مطمئن شوید که تمام لوله های آب سرد و اتصالات ساختمان و همچنین اواپراتور عایق بندی شده اند. اگر لوله های چیلر و آب سرد شما عایق بندی نشده اند، به شدت توصیه می کنیم این موضوع را با مدیر سایت  و ساختمان خود در میان بگذارید. به طور معمول عایق روی اواپراتور از نوع عایق پلیمری است. ضخامت آن حدود 19 میلی متر، 3/4 اینچ، یا اندازه ای نزدیک به این خواهد بود. اگر با کارشناسان گروه مشاوران سانتیگراد  تماس بگیرید، مطمئناً می توانند یک پوشش از پیش ساخته را برای شما فراهم کنند. همه چیلرهای جدید باید به صورت استاندارد دارای این عایق و پوشش باشند.با ما در ادامه مقاله اواپراتور چیلر چیست؟ همراه شوید

انواع اواپراتور چیلر ؟

اواپراتورهای چیلر را از نظر طراحی می توان به اواپراتور های صفحه ای و اواپراتور های پوسته و له تقسیم کرد که نوع پوسته لوه خود به دو مدل تقسیم میشوند در ادامه مقاله اواپراتور چیلر چیست به معرفی این اواپراتور ها می پردازیم

پیشنهاد می کنیم این مقاله را نیز بخوانید :  تعمیر اواپراتور چیلر

اواپراتور چیلر صفحه ای (plate)

در ادامه مقاله اواپراتور چیلر چیست در مورد اواپراتور های صفحه ای توضیح می دهیم. نوع اواپراتورهای صفحه ای ، لوله هایی هستند که معمولاً از مس یا آلومینیوم تشکیل شده است، در صفحه مورد نظر تعبیه می شوند تا سطحی صاف به نظر برسد. از نظر خارجی، نوع صفحه ای اواپراتورها  شبیه یک صفحه است، اما در داخل آن چندین چرخش لوله فلزی وجود دارد که مبرد از طریق آن جریان می یابد. مزیت نوع صفحه ای اواپراتورها این است که محکم تر هستند زیرا صفحه خارجی ایمنی زیادی را فراهم می کند. صفحه خارجی همچنین به افزایش انتقال حرارت از لوله فلزی به مایع ای که باید سرد شود کمک می کند. علاوه بر این، اواپراتورهای صفحه ای به راحتی تمیز می شوند و می توان آنها را ارزان تهیه کرد.

استفاده از اواپراتورها از نوع صفحه ای مزایای بسیار زیادی را به همراه دارد. نه تنها فضای کمتری را اشغال می کنند و در فضای مورد نیاز صرفه جویی می کنند ، بلکه درکاهش هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری بدون به خطر انداختن قابلیت اطمینان و امنیت موثر هستند. در صرفه جویی در انرژی، اواپراتور چیلر از نوع صفحه ای می توانند تبخیر انتقال حرارت خلاف جریان را انجام دهند و اختلاف دمای دو سر را ببندند و همچنین ظریب انتقال حرارت بالایی دارند .

طراحی انعطاف پذیر اواپراتور نوع صفحه ای به این معنی است که بازرسی سطح رسانش حرارتی آسان تر است و می توان آن را با روش مختلفی  و به راحتی اسید شویی و تمیز کرد  اما یکی از محبوب ترین ویژگی های اواپراتور چیلر نوع صفحه ای این است که اگر می خواهید ظرفیت را افزایش یا کاهش دهید می توانید فقط گروه صفحه را بر اساس قاب فعلی اضافه یا حذف کنید و این مزیت اصلی در اواپراتور صفحه ای است.

چیلر با اواپراتور پوسته لوله (shell and tube)

اواپراتورهای پوسته لوله بسیار کارآمد هستند و به حداقل فضا در چیلر ها نیاز دارند. نگهداری از نوع اواپراتور ها آسان است، از این رو در سیستم های تبرید با ظرفیت متوسط تا بزرگ بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. و خود شمال دو نوع زیر هستند:

 اواپراتور چیلر انبساط مستقیم (DX)

هدف اصلی چیلرهای پوسته ای و لوله ای انبساط مستقیم ، تبادل حرارت برای خنک کردن  سیال در گردش، با استفاده از مبرد به عنوان خنک کننده است.  چیلرهای شل و تیوب بسیار کارآمد هستند. علاوه بر این، آنها بسیار جمع و جور هستند و تنها فضایی کوچک و ارتفاع کمی نیاز دارند. نگهداری و تعمیر اواپراتورها، یکی از ملاحظات مهم از نظر هزینه، نیز نسبتاً ساده است.

مفهوم چیلر پوسته و لوله بر اساس تعداد زیادی لوله است که به عنوان یک بسته لوله شناخته می شود. مبردی که از شیر انبساط جریان می یابد به داخل لوله ها منتقل می شود و به تدریج تبخیر می شود و در نتیجه از طریق گرمای نهان تبخیر یک اثر خنک کننده ایجاد می کند.

دسته لوله در یک پوسته فولادی نصب می شود و کلاهک های انتهایی در هر دو انتهای پوسته نصب می شوند. آب از روی لوله ها عبور می کند و در دمای پایین تر انرژی گرمایی را به سطح لوله ها می دهد. بنابراین آب از چیلر پوسته و لوله چند درجه کمتر از دمای آب ورودی خارج می شود.

این به عنوان تبخیر کننده نوع خشک یا انبساط مستقیم (DX) شناخته می شود. آب از یک طرف پوسته وارد شده و از طرف دیگر از کناره پوسته خارج می شود. چیلرهای پوسته و لوله با اتصالات آب پیچی یا فلنجی عرضه می شوند. معمولاً یک اتصال تخلیه تعبیه شده است تا آب موجود در پوسته حذف شود.

 اواپراتور چیلر فلودد (FLOODED)

یک نوع چیلر پوسته و لوله است که در آن آب از لوله ها عبور می کند و مبرد در داخل یک پوسته بسته از بیرون لوله ها جریان می یابد. عمدتاً در چیلر فلودد ، تقریباً 50 تا 75 درصد لوله‌ها در مبرد مایع غوطه‌ور می‌شوند

در اواپراتور طراحی  فلودد ، لوله ها در داخل پوسته قرار می گیرند و حاوی آب سرد هستند. پوسته مبرد را در خود جای داده است. مبرد و آب هرگز به هم نمی رسند یا مخلوط نمی شوند، آنها همیشه توسط دیواره فلزی لوله از هم جدا می شوند و فقط گرما بین آنها منتقل می شود. لوله ها در طول اواپراتور اجرا می شوند و آب سرد در داخل لوله ها جریان می یابد. مبرد خارج از لوله ها قرار می گیرد و با سطح لوله ها در تماس است.

مبرد از قسمت پایین در مایعی از شیر انبساط وارد می شود. مبرد نقطه جوش بسیار پایینی دارد و گرمای آب سرد ورودی (گرم) در حدود 12 درجه سانتیگراد است که باعث می شود مبرد تبدیل به بخار شود. همانطور که مبرد به جوش می آید، گرما را از آب سرد ورودی می گیرد. تصور کنید وقتی گرم هستید و عرق می کنید، این مایع سطح پوست شما را می پوشاند و با تبخیر شدن، گرما را از بین می برد و شما را خنک می کند.

تمام گرمای موجود در آب به مبرد داده می شود، بنابراین گرما را فقط از طریق دیواره لوله فلزی و به مبرد منتقل می کند. مبرد آن حرارت را می گیرد به این صورت که به صورت مایع از پایین چیلر وارد می شود، گرما را می گیرد، به بخار تبخیر می شود و به سمت خط مکش و داخل کمپرسور می رود.

آب که از داخل ساختمان می آید با گرفتن گرمای داخل ساختمان وارد اواپراتور می شود، در حدود 12 درجه سانتیگراد (53.6 درجه فارنهایت) وارد اواپراتور می شود و گرمای خود را از دست می دهد و سپس در حدود 6 درجه سانتیگراد (42.8 درجه فارنهایت) خنک تر می شود.

برای نگه داشتن مبرد در داخل پوسته اواپراتور و اطمینان از عدم نشتی آن، یک صفحه فلزی به هر طرف جوش داده می شود. صفحه برای عبور لوله های آب سرد سوراخ شده است. لوله‌ها به صفحه جوش داده نمی‌شوند، جنس لوله ها، معمولاً مسی است، و جنس صفحه انتهایی فولاد کربنی می باشد.

در دو انتهای اواپراتور تعدادی صفحه فلزی گنبدی شکل هست که دو سوراخ وجود دارد و توسط یک صفحه فلزی از هم جدا شده اند. یک سوراخ برای آب سرد ورودی، سوراخ دیگر برای آب سرد خروجی است. صفحه فلزی بین این دو به عنوان یک بافل شناخته می شود، تنها هدف آن جدا نگه داشتن نرخ جریان عرضه و برگشت است.

با نگاهی به داخل اواپراتور، می توانید مبرد و همچنین لوله ها را ببینید. توجه داشته باشید که این لوله ها صاف نیستند، آنها این برجستگی ها را در تمام طول خود دارند. این مهم است زیرا این باله ها سطح لوله را افزایش می دهند. این بدان معناست که گرمای بیشتری می تواند از آب سرد شده و به مبرد منتقل شود که چیلر کارآمدتر و کوچکتر می کند.

عوامل موثر در طراحی اواپراتور چیلر

افت فشار

انتخاب قطر لوله مناسب، طول لوله و چیدمان لوله  بسیار می باشد با محاسبات آزمون و خطا تعیین می شود. اگر افت فشار بیشتر از افت فشار مجاز  باشد تنظیمات بیشتری در قطر لوله، طول لوله و طرح لوله مورد نیاز است. در طراحی ها از انواع مواد از جمله فولاد کم کربن، فولاد ضد زنگ، برنج، مس، نیکل و غیره استفاده می شود. با این حال انتخاب مواد لوله بستگی به خورندگی محلول و شرایط کاری دارد.

ضرایب انتقال حرارت

به یاد داشته باشید که گرما از یک ماده گرمتر به ماده سردتر منتقل می شود. در نتیجه، اواپراتور باید در دمای کمتری نسبت به محیط اطراف خود باشد. فرآیندهای تبخیر در دماهای پایین برای سیستم‌های حرارتی ضروری است . ضریب انتقال حرارت بخار متراکم در سمت پوسته معمولاً در مقایسه با سمت مایع بالا است. بنابراین سمت لوله (سمت مایع) ضریب انتقال حرارت عملاً میزان انتقال حرارت را کنترل می کند.بنابراین افزایش کیفیت مبرد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت می شود. ما در مقاله اواپراتور چیر چیست سعی کردیم تمامی نکات مربوط به این بخش از چیلر را به طور کامل توضیح دهیم