دستگاه اواپراتور (تبخیر کننده) چیست؟

دستگاه اواپراتور (Evaporator) یک نوع مبدل حرارتی است که وظیفه تبخیر کردن یک ماده را از فاز مایع به حالت گاز برعهده دارد. به همین خاطر به آن تبخیر کننده نیز گفته می شود.
اواپراتور که وظیفه اصلی آن خنک کردن محیط می باشد. متشکل از لوله های مارپیچ (کویل) است. زمانی که سیالی به شکل مایع وارد این لوله ها می شود. با جذب حرارت از سیال دیگری که در اطراف کویل وجود دارد (سیال اطراف لوله ها می تواند گاز یا مایع باشد)، گرم شده و به نقطه جوش خود می رسد. سپس از حالت مایع خارج شده و به بخار تبدیل می گردد.

در تبادل حرارتی که در دستگاه اواپراتور صورت می گیرد. آب، هوا یا هر سیال دیگری که در آن وجود دارد سرد می شود. این مرحله تبرید یا خنک سازی سیال با سیکل تبرید تراکمی انجام می شود. با این روش حرارت از محیط اطراف گرفته و جذب می‌شود و فضا خنک می گردد.
اواپراتور جزو قطعات اصلی سیکل تبرید و سرد خانه می باشد و کارکرد آن برعکس کندانسور است.
این ابزار جز ابزارآلات پر کاربرد در صنایع مختلف از جمله سامانه های تهویه مطبوع، تولید برودت، سردخانه ها، صنایع غذایی، نوشابه سازی و … است.

فاکتور های مهم در عملکرد دستگاه اواپراتور

اختلاف دما

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

افت فشار

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

نوع سیالات

نوع سیال تاثیر مستقیمی در میزان تبخیر سیال و انتخاب جنس کویل و اندازه سطح آن دارد.

انواع اواپراتور

وظیفه اواپراتور تولید سرمایش است. بسته به نوع ساختار، شکل تغذیه سیال مبرد، شیوه گردش هوا یا مایع، شرایط عملکرد یا کارکرد به انواع زیر تقسیم بندی می‌شوند.

اواپراتور های پوسته لوله ای (Tubular Shell)

این اواپراتورها از یک پوسته (ورق های آلومینیومی) که مانند یک مخزن عمل می کند. و شماری لوله مارپیچی (مسی) که درون این پوسته قرار دارند، تشکیل می‌شوند. معمولا مبرد از لوله ‌ها رد شده و سیال خنک شونده در داخل پوسته در مجاورت لوله‌ ها جریان دارد. به این ترتیب دو جریان با در مجاورت هم قرار گرفتن، بدون ترکیب شدن، تبادل گرما می‌کنند. برای حفظ فاصله بین لوله ها و کنترل جریان داخل پوسته داخل از صفحه هایی بنام بافل یا سپرک استفاده می‌شود. که در فواصل طولی معین قرار می‌گیرند.

این نوع از اواپراتورها برای سردسازی مایعات در سیستم هایی مثل تهویه مطبوع و یا سیستم های خنک‌سازی نیروگاه ها طراحی شده اند.

اواپراتور های صفحه ای تخت (Flat plate)

در این مدل اواپراتور ها، چند صفحه به شکلی در امتداد یکدیگر قرار می گیرند. که یکی در میان مبرد و سیال خنک شونده از آن ها عبور می‌کند. جریانات دو سیال با ورود به اواپراتور بدون تماس فیزیکی با یکدیگر، حرارت خود را از طریق صفحات به یکدیگر منتقل می‌کنند و از سمت دیگر خارج می شوند.
اواپراتورهای صفحه ای از اواپراتورهای پوسته لوله ای بازدهی بالاتری دارند. ساده و در تولید به صرفه می باشند. ابعادشان نیز کوچکتر است و به ‌راحتی قابل شکل دادن و فرم دادن هستند.

اواپراتور های هوایی یا پره دار (Bare Tube)

این نوع اواپراتورها از لوله های مارپیچ که معمولاً از جنس مس هستند و صفحاتی بسیار نازک از جنس آلومینیوم که به آنها فین می گویند. (وظیفه فین افزایش نرخ انتقال حرارت است) و یک فن که هوا را در لابه لای فین می دمد. بنابراین سیال واسطی مانند آب در آن وجود ندارد به همین خاطر به آن اواپراتور هوایی ، فن دار و یا خشک گفته می شود. سیال مایع با گرفتن حرارت از هوا، کم کم به حالت گازی تغییر فاز می دهد. همزمان با تبخیر شدن سیال مایع، هوا نیز سرد می شود.
این نوع اواپراتور هزینه نگهداری پایینی دارد و در فضای آزاد نصب می شود.

منبع