تقسیم بندی انواع اواپراتور

انواع اواپراتور بر مبناهای مختلفی به دسته های گوناگون تقسیم بندی می شود که مهمترین آنها تقسیم بندی بر اساس ساختار و نیز هدف از کاربرد آن است. انواع آن از نظر ساختاری به سه دسته ، اواپراتور پوسته و لوله (که به آن اواپراتور آبی یا اواپراتور مرطوب نیز گفته می شود) ، صفحه ای (پلیتی) و اواپراتور فن دار (که به آن اواپراتور هوایی یا اواپراتور خشک نیز گفته می شود) تقسیم بندی می شوند. همچنین انواع اواپراتور از نظر هدف کاربرد به چند دسته مختلف از جمله سرمایشی (برای کاربرد در دستگاه های تبرید مانند چیلر و …) ، افزایش دهنده غلظت محلول های صنعتی ، تبخیر کننده مایعات (برای کاربرد در صنایع مختلف جهت تبخیر مایعات و بدست آوردن بخار خالص) و غیره دسته بندی می شود.

البته اواپراتورها از لحاظ دیگر از جمله اجباری یا طبیعی بودن حرکت سیالات در آنها (داشتن یا نداشتن فن ، پمپ ، کمپرسور و … برای حرکت سیال) ، جنس قطعات به کار رفته در ساختار آنها و سازگار بودن یا نبودن جنس قطعات با نوع سیالات (از نظر خورنده بودن و …) و غیره نیز به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که در این مقاله بیشتر هدف ما دسته بندی آنها از لحاظ ساختار و کاربرد است.

اواپراتورها در صنعت در اشکال بسیار گوناگونی ساخته می شوند ولی به طور کلی مبنا و اصول کاری همه آنها بر اساس تبادل حرارت بین دو سیال و تبخیر یکی از آنها است. در نتیجه سیالی که حرارت خود را از دست می دهد سرد شده (برای مثال هوا یا آبی که حرارت خود را از دست داده و سرد می شود) و سیالی که حرارت را به خود جذب می کند تبخیر می گردد (برای مثال گاز فرئون که با از دست دادن حرارت از مایع به بخار تغییر حالت می دهد) و بدین ترتیب با توجه به گستردگی انواع سیالات در صنایع مختلف باید مکانیزمی طراحی شود تا این تبادل حرارت به بهترین شکل بین آن دو صورت بگیرد. در اینجا بیشتر هدف ما تقسیم بندی انواع اواپراتورهایی است که در صنعت تهویه مطبوع و نیز سرمایش فرآیندهای صنعتی (چیلرهای صنعتی) کاربرد بیشتری دارند زیرا تشریح ساختار همه اواپراتورهایی که در تمام صنایع مورد استفاده قرار می گیرند از عهده این متن خارج بود و بایستی چند جلد کتاب در این زمینه نوشته شود.

مطالعه بیشتر درباره انواع چیلرها و ویژگی های آنها در این مقاله ⇐ چیلر

انواع اواپراتور پر کاربرد در صنعت تهویه مطبوع و نیز سرمایش فرآیندهای صنعتی عبارتند از :

1 . انواع اواپراتور پوسته و لوله یا همان اواپراتور آبی (مرطوب)

در اواپراتور پوسته و لوله (که همان اواپراتور آبی یا اواپراتور مرطوب است) که در شکل زیر نشان داده شده است، دسته ای از لوله ها (تیوب ها یا کویل) درون یک پوسته جاسازی شده است که معمولا سیال مایع (مبرد و یا هر سیال صنعتی) از داخل لوله ها و آب یا هر سیال دیگری از پیرامون لوله ها (داخل پوسته) حرکت می کند. سیال مایع با گرفتن حرارت از سیال پیرامون لوله ها، کم کم از حالت مایع به حالت گازی تغییر فاز می دهد. همزمان با آن، دمای سیال پیرامون لوله ها (که معمولا آب است) کاهش پیدا می کند.

برای مثال کاربرد این دستگاه به عنوان خنک کننده آب چیلر توسط مبرد در شکل زیر نمایش داده شده است. همانطور که مشاهده می کنید مبرد از درون لوله ها یا همان تیوب ها و آب از پیرامون لوله ها جریان پیدا می کند. البته در طرحی دیگر که به آن نوع پوسته و لوله فلودِد (Flooded) گفته می شود دقیقا برعکس این حالت را شاهد هستیم. به طوریکه در نوع Flooded آب از درون لوله ها یا همان تیوب ها و مبرد از پیرامون لوله ها جریان پیدا می کند که این دو نوع حرکت سیال مزایا و معایب و کاربردهای خاص خود را دارد.

همچنین برای مثال کاربرد این دستگاه به عنوان تبخیر کننده یک سیال مایع که وارد کویل می شود و توسط آب داغ وارد شده به پوسته تبخیر می گردد، در شکل زیر نمایش داده شده است.

آشنایی بیشتر با اجزا و ساختار مبدل های پوسته و لوله در این مقاله ⇐ مبدل حرارتی پوسته و لوله

اواپراتور آبی یا مرطوب (پوسته و لوله یا همان شل اند تیوب Shell and Tube) کاربرد گسترده ای در صنعت سرماسازی و سایر صنایع شیمیایی، غذایی و … دارد که خود در ظرفیت ها و طرح های گوناگون طراحی و ساخته می شود. شبیه اواپراتور پوسته و لوله نوع دیگری تحت عنوان صفحه ای نیز وجود دارد که کارکرد آنها تقریبا شبیه هم است ولی نوع پوسته و لوله ساختار مقاوم، قیمت کمتر و کاربرد بیشتری دارد. از مزایای اواپراتور مرطوب این است که راندمان انتقال حرارت بسیار بالایی دارد و در ابعاد کوچک تر، ظرفیت بالایی را فراهم می کند و از نظر قیمت نیز نسبت به انواع دیگر ارزان تر است.

2 . اواپراتور صفحه ای (پلیتی)

از دیگر انواع اواپراتور می توان به نوع صفحه ای اشاره کرد که این نوع نیز دقیقا همانند اواپراتور پوسته و لوله ای است و تنها ساختار آنها با یکدیگر متفاوت است. در نوع صفحه ای به جای لوله ها و پوسته از صفحاتی استفاده شده است که دو سیال بدون تماس فیزیکی با یکدیگر، در فاصله ایجاد شده بین صفحات با الگوی زوج و فرد جریان یافته و از جداره صفحات با یکدیگر تبادل حرارت دارند که این الگو در تصویر زیر نشان داده شده است. این نوع از اواپراتورها ساختاری فشرده دارند که امکان جاسازی آنها در فضاهای کوچک فراهم می شود.

3 . اواپراتور فن دار (هوایی یا همان خشک) یا DX

در اواپراتور فن دار (که همان اواپراتور هوایی یا اواپراتور خشک یا همان نوع DX است) که در شکل زیر نشان داده شده است، سیال مایع که معمولا مبرد (گاز فریون) است از درون لوله ای پر پیچ و خم عبور می کند و از پیرامون لوله ها، هوا توسط فن جریان می یابد و 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. بنابرین از این سرما می توان در سیستم تهویه مطبوع استفاده کرد و آن را به یک وسیله سرمایشی تبدیل نمود. برای مثال یک اواپراتور سردخانه ای که هوای درون سردخانه را خنک می کند و یا یک اواپراتور یا همان یونیت داخلی موجود در دستگاه اسپلیت یا داکت اسپلیت که هوا را خنک می کند به همین شکل کار می کنند و به آنها اواپراتور DX نیز گفته می شود که در اینجا DX به معنای Direct Expansion بوده و این مفهوم را می رساند که مبرد وارد کویل اواپراتور شده و مستقیما حرارت را از هوای اطراف کویل می گیرد. از مزایای اواپراتور خشک این است که هزینه نگهداری پایینی دارد و در فضای آزاد نصب می شود. همچنین سیال واسطی مانند آب در آن وجود نداشته و از نظر بهداشتی مشکلی را ایجاد نمی کند.

کاربرد انواع اواپراتور در صنعت که به آن اواپراتور صنعتی نیز گفته می شود فراوان است که برخی از مهمترین آنها عبارتند از :

1 . کاربرد آن در صنعت تهویه و در مدار دستگاه هایی که بر مبنای سیکل تبرید تراکمی کار می کنند. مانند چیلرها، روفتاپ پکیج ها یا همان پکیج یونیت ها، داکت اسپلیت، دستگاه های GHP و VRF و …

2 . کاربرد در صنایع غذایی برای تغلیظ (غلیظ کردن) محصولات با تبخیر نمودن آب اضافی موجود در آن

3 . کاربرد به عنوان جداکننده مواد شیمیایی از یکدیگر با تبخیر نمودن آنها

4 . کاربرد در صنعت داروسازی برای گرفتن رطوبت از محصولات

5 . و سایر کاربردهای انتقال حرارت در صنعت

نکته اینکه شرکت ما تنها تولید کننده اواپراتورهای نوع پوسته و لوله ای (شل اند تیوب) چیلر در ظرفیت های مختلف بوده و اواپراتورهای صفحه ای (پلیتی) ، فن دار یا همان DX ، انواع صنعتی با ظرفیت پایین و بالا و غیره در شرکت ما تولید نمی شود و به فروش نمی رسد. لذا لطفا فقط در خصوص اواپراتورهای نوع شل اند تیوب چیلر تماس بگیرید و در سایر موارد لطفا از تماس با مهندسان ما خودداری فرمایید.

مطالعه بیشتر درباره ساختار و طرز کار اواپراتورها در این مقاله⇐ طرز کار اواپراتور

مطالعه بیشتر ⇐ کندانسور چیست ؟