اواپراتور چیلر تراکمی

اواپراتور جزئی از سیکل تراکمی سیستم‌های تبرید به حساب می‌آید که وظیفه آن جذب گرمای محیط و انتقال این گرما به ماده مبرد است. ماده مبرد در حالت مایع وارد اواپراتور شده و سپس با جذب گرما، دمای آن افزایش یافته و به بخار تبدیل می‌شود.

اواپراتور نیز مانند کندانسور از جمله مبدل‌های حرارتی به حساب می‌آید که در چیلر تراکمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطوح انواع مختلف اواپراتور چیلر را معمولا از مس می‌سازند. هرچند ممکن است برای جلوگیری از خوردگی، از مواد دیگری نیز در ساخت اواپراتور چیلر استفاده شود.

همانند کندانسور نیز دسته‌بندی‌های مختلفی برای اواپراتور وجود دارد. بسته به نوع انتقال حرارت، نوع جریان ماده مبرد و صفحه انتقال حرارت، می‌توان اواپراتور را دسته‌بندی کرد. در ادامه به بررسی بعضی از این دسته‌بندی‌ها خواهیم پرداخت.

اواپراتور انبساط مستقیم چیلر تراکمی

اواپراتورهای مورد استفاده در چیلر تراکمی را می‌توان به دو دسته انبساط مستقیم و سیلابی دسته‌بندی کرد. در اواپراتور انبساط مستقیم، ماده مبرد تنها در حالت بخار سوپرهیت خارج می‌شود. این نوع از اواپراتور معمولا برای چیلر تراکمی با ظرفیت‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در اواپراتور انبساط مستقیم، آب در بیرون از لوله‌ها جریان پیدا می‌کند و در این صورت با لوله‌های زیادی‌ می‌تواند در ارتباط باشد. اما مشکل این طراحی در زمان  آلوده شدن آب یا رسوب در سطوح می‌باشد. در این صورت، تنها از طریق مواد شیمیایی می‌توان این آلودگی‌ها را برطرف کرد و امکان اینکه به صورت مکانیکی این آلودگی‌ها از بین برده شوند وجود ندارد.

اواپراتور سیلابی چیلر تراکمی

این اواپراتور معمولا در سیستم‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این اواپراتور ماده مبرد از پایین وارد می‌شود و آب نیز در داخل لوله‌ها جریان پیدا می‌‌کند. بنابراین لوله‌ها به طور کامل با ماده مبرد در تماس هستند. درنتیجه بیش‌ترین انتقال حرارت می‌تواند صورت بگیرد. همچنین لوله‌ها را می‌توان به صورت فیزیکی و با روش‌های مختلفی پاکسازی کرد.

آب در این سیستم آلوده نخواهد شد؛ مگر اینکه آب به‌طور مستقیم با محیط اطراف در ارتباط باشد. مثلا در یک پروسه تولیدی و برای خنک سازی دستگاه‌ها مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا در چیلر، آب در یک چرخه بسته جریان دارد و انتظار می‌رود که آب در این چرخه بسته آلوده نشود.

البته در اواپراتورهای سیلابی شارژ ماده مبرد بیش‌تری استفاده می‌شود و بنابراین بررسی دقیق نشتی‌های سیستم باید در دستور کار قرار گیرد.

در این اواپراتور، ماده مبرد پس از عبور از یک شیر انبساط شناور، وارد یک مخزن می‌شود. کمپرسور به طور مستقیم، گازی که در طی فرایند انبساط تولید می‌شود را مکش می‌کند. بنابراین ماده مبرد گازی شکل در فرآیند انتقال حرارت اواپراتور به طور مستقیم نقشی ندارد. درنتیجه ابعاد اواپراتور سیلابی می‌تواند کوچک باشد. ماده مبرد از زیر مخزن وارد اواپراتور می‌شود و در آنجا با دریافت گرما، به بخار تبدیل می‌شود. ماده مبرد دوباره به مخزن بازگشته و بخش گازی تولید شده وارد کمپرسور می‌شود. اگر ماده مبرد هنوز در حالت مایع باقی مانده باشد، دوباره به چرخه اواپراتور وارد می‌شود.

اواپراتور پوسته و لوله چیلر تراکمی (شل اند تیوب)

این دسته از اواپراتورها بسیار پربازده بوده و فضای کمی را نیز اشغال می‌کنند. همچنین تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز ساده است. استفاده از این نوع اواپراتور نیز در سیستم‌های متوسط تا بزرگ تبرید معمول است. اواپراتور پوسته و لوله می‌تواند هم از نوع انبساط مستقیم و هم از نوع سیلابی باشد.

همانطور که از نام این اواپراتور پیداست، این مدل از یک پوسته و تعداد زیادی لوله که به طور موازی قرار می‌گیرند ساخته می‌شود. در مدل‌های انبساط مستقیم، ماده در داخل لوله‌ها جریان دارد و در مدل سیلابی، ماده مبرد در داخل پوسته جریان پیدا می‌‌کند.

اواپراتور پوسته و کویل چیلر تراکمی (شل اند کویل)

این مدل از اواپراتور چیلر تراکمی نسبت به مدل‌های پوسته و لوله برای ظرفیت‌های کوچکتری‌ مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور معمول اواپراتور پوسته و کویل را با طراحی انبساط مستقیم می‌سازند که در آن ماده مبرد در داخل لوله جریان دارد و آب در پوسته در گردش در می‌آید. هرچند مدل‌های سیلابی اواپراتور پوسته و کویل نیز وجود دارد که در آن آب در داخل لوله‌ها به جریان در می‌آید. البته استفاده از مدل‌های سیلابی اواپراتور پوسته و کویل چندان مرسوم نیست.

اواپراتور صفحه‌ای چیلر

اواپراتورهای صفحه‌ای زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که اختلاف دمای نزدیکی میان ماده مبرد در حال تبخیر و آب چیلر مورد نیاز باشد. استفاده از چیلرهایی با اواپراتور صفحه‌ای در صنایع لبنیاتی برای خنک کردن شیر مرسوم است.

معمولا این نوع از اواپراتور از تعدادی صفحه (از جنس استیل ضد زنگ) ساخته می‌شود. در میان این صفحه‌ها آب جریان پیدا می‌کند. در جهت مخالف نیز ماده مبرد به جریان در می‌آید و تبادل حرارتی صورت می‌گیرد. به طور معمول نیز اواپراتور صفحه‌ای از ضریب تبادل حرارتی بالایی برخوردار هستند. همچنین در حجم مشابه، به نسبت اواپراتورهای شل اند تیوب، این اواپراتور به شارژ‌ ماده مبرد کمتری نیاز دارد.

مزیت دیگری که باعث می‌شود از اواپراتورهای صفحه‌ای در صنایع غذایی استفاده شود این است که پاکسازی این اواپراتور ساده است. همچنین به راحتی نیز می‌توان آن را دوباره سرهم کرد. ظرفیت اواپراتور نیز به سادگی با اضافه یا کم کردن صفحه‌ها امکان‌پذیر خواهد بود.