اواپراتور سردخانه چیست؟
اواپراتور سردخانه بخشی است که سیال مبرد درون کویل‌های آن در حال حرکت است. این سیال گرمای اطراف اواپراتور را می‌گیرد و اطراف آن را خنک می‌کند.
بعد از گرفتن گرما از اطراف، این مایع تبدیل به گاز می‌شود و پس از خروج از اواپراتور وارد کمپرسور می‌شود تا باقی سیکل تبرید را بگذراند.
در بسیاری از سردخانه‌ها، کولر‌های خانگی و فروشگاهی و هر دستگاه تبریدی دیگر باید از اواپراتور استفاده شود وگرنه سیکل تبرید ناقص می‌ماند.
چه تجهیزاتی در اواپراتور سردخانه به کار رفته‌اند؟
مهمترین اجزاء اواپراتور سردخانه شامل؛ بدنه فلزی و پوشش زد زنگ، کویل، موتور، فن، فین، برفک‌زدا، دیفراست، کنترلگر است.
انواع اواپراتور سردخانه
اواپراتور را می‌توانیم از چند جنبه دسته‌بندی کنیم.
از منظر انتقال حرارت به دو نوع جریان طبیعی و جریان اجباری تقسیم می‌شوند که در نوع جریان اجباری یک فن هوای محیط را به گردش در می‌آورد.
ولی از نظر طراحی، به 3 دسته زیر تقسیم می‌شوند.
- اواپراتور کویلی پره‌دار (فین‌دار)
- اواپراتور پوسته لوله‌ای (ساده)
- اواپراتور صفحه‌ای تخت (پلیت‌دار)
که در ادامه به توضیح هرکدام از آن‌ها می‌پردازیم:
اواپراتور کویلی پره‌دار (فین‌دار)
اواپراتورهای کویلی پره‌دار که به آن‌ها هوایی نیز می‌گویند از کویل‌های مسی تشکیل شده‌اند.
ساز و کارشان به این ترتیب است که سیال مبرد با عبور از از این پره‌ها گرمای محیط را به خودش جذب می‌کند و تبخیر می‌شود.
پره‌ها با طراحی پر پیچ و خمشان فضای بیشتری برای تبادل گرما از محیط به مبرد ایجاد می‌کنند تا فرایند گرماگیری با سرعت بیشتری انجام گیرد.
اواپراتور پوسته لوله‌ای (ساده)
برخی اواپراتور پوسته لوله‌ای را ساده‌ترین نوع این دستگاه می‌دانند. دو بخش اصلی آن لوله‌های مسی و پوسته (ورق‌های آلومینیومی) است.
در این اواپراتورها یک پوسته آلومینیومی یک دسته لوله را فرا گرفته است. درون این لوله‌ها سیال مبرد در جریان است و اطراف لوله‌ها (درون پوسته) یک سیال دیگر وجود دارد.
اختلاف دمای بین این دو سیال باعث می‌شود گرما از سیال خارج لوله‌ها به مبرد سیال داخل لوله‌ها منتقل شود. در نتیجه سیال مبرد تبخیر شده و برای ادامه چرخه تبرید راهی کمپرسور می‌شود.
اواپراتورهای لوله‌ای راندمان انتقال حرارت بالایی دارند و قیمت آن‌ها نسبت به سایر اواپراتورها کمتر است. به همین دلیل کاربرد فراوانی در صنعت دارد.
اواپراتور صفحه‌ای تخت (Samped or Plate Surface Evaporator)
یک صفحه را در نظر بگیرید که لوله‌های مسی از درون آن می‌گذرد. به نوع از اواپراتور، صفحه‌ای تخت می‌گویند.
احتمالاً صفحه‌ای تخت را در یخچال خانگی یا فروشگاهی دیده‌اید. در ساده‌ترین حالت دو صفحه را به هم جوش می‌دهند و درون آن‌ها شیارهایی برای عبور سیال مبرد تعبیه می‌کنند.
به دلیل سادگی در نگهداری و نظافت آسان، اواپراتور صفحه تخت در صنعت بسیار محبوب هستند.
عده‌ای از نظر دمایی اواپراتور را به شکل زیر دسته بندی می‌کنند:
- DL: محدوده دمایی منفی 15 تا مثبت 5 درجه سانتی‌گراد
- DD: محدوده دمایی منفی 25 تا منفی 15 درجه سانتی‌گراد
- DJ: محدوده دمایی منفی 40 تا منفی 25 درجه سانتی‌گراد
همچنین از نظر موادی که خنک می‌کنند به 3 دسته تقسیم می‌شوند.
- اواپراتور خنک کننده هوا (Air Cooling Coil)
- اواپراتور خنک کننده مایع (Liquid Coolers)
- اواپراتور تولید کننده یخ
اواپراتور سردخانه زیر صفر و بالای صفر
یک دسته‌بندی دیگر اواپراتور با توجه به کارگیری آن‌ها در سردخانه‌های زیر صفر و بالای صفر است.
این اواپراتورها برای انجماد یا نگهداری طولانی مدت مواد غذایی، میوه‌ها و سبزیجات در انواع سردخانه‌ها به کار می‌روند.
در سردخانه‌های زیر صفری فاصله بین فین‌ها معمولاً بیشتر از انواع بالای صفری است.
مثلاً در نوع زیر صفری فاصله بین فین‌ها 0.8 سانتی‌متر و در بالای صفری این فاصله 0.5 است.
اواپراتور تونل انجماد
در تونل انجماد به دلیل نوع کاربری که دارد باید بتواند هرچه سریع‌تر محیط داخل اتاق را سرد کند.
تفاوت اصلی اواپراتورهای تونل انجماد با انواع سردخانه‌ای افزایش فاصله بین فین‌هاست تا از ایجاد برفک جلوگیری شود. تفاوت دیگر هوادهی بیشتر فن‌ها جهت تسریع در سرد کردن تونل انجماد است.
اواپراتور سردخانه چگونه کار می‌کند؟
به طور کلی می‌توان گفت سیال مبرد پس از اینکه توسط شیر انبساط منبسط شود وارد اواپراتور می‌شود و با جذب گرمای محیط (سردخانه) تبخیر شده و به کمپرسور باز می‌گردد.
در اواپراتور فشار گاز کاهش یافته و نقطه جوش سیال مبرد پایین می‌آید. در نتیجه؛ مبرد به راحتی تبدیل به گاز شده و گرمای داخل اتاق سردخانه را کاهش می‌دهد.
سیال مبرد درون کویل‌ها با جذب گرمای اطراف اواپراتور، هوای آن ناحیه را سرد کرده و این سرما به کمک فن به کل فضای اتاق دمیده می‌شود.
فن اواپراتور سردخانه
جالب است بدانید این فن‌ها هوا را به صورت مستقیم می‌دمند و به همین دلیل، جابجایی هوای زیادی دارند. توجه داشته باشید که در صورت بروز اختلاف فشار هوا در پشت و جلوی فن، هوادهی کاهش می‌یابد.
پروسه دیفراست یا برفک زدایی در اواپراتور
همانطورکه می‌دانید هوای اطراف اواپراتور به شدت سرد می‌شود و بخار آب موجود در هوا به صورت شبنم روی فین‌ها و صفحات اواپراتور می‌نشیند.
با کاهش دما این قطرات آب می‌توانند منجمد شوند و مانند برفک جلوی انتقال دما بین اواپراتور و محیط را بگیرند و در نتیجه راندمان سیستم سرمایشی کاهش می‌یابد.
جهت برفک زدایی استفاده از دو روش زیر معمول است:
روش اول؛ استفاده از هیتر الکتریکی است. هیتر الکتریکی پس از توقف فعالیت کمپرسور شروع به کار می‌کند و برفک‌های به وجود آمده را ذوب می‌کند.
روش دوم؛ به کمک آب یا گاز داغ انجام می‌شود. در این روش کمپرسور قطع نمی‌شود و یک شیر برقی آب یا گاز داغ را به سمت مدار برفک زدا هدایت می‌کند.