نام اواپراتور از عبارت انگلیسی Evaporate، به معنای "بخار شدن" گرفته شده و درواقع، به عملکرد آن، یعنی تبخیرکنندگی اشاره دارد. اواپراتور یخچال فروشگاهی یا تبخیرکننده، قطعه‌ای در یخچال فروشگاهی می‌باشد که مایع سیال با عبور از آن از حالت مایع به حالت گاز تبدیل میشود. تبدیل مایع سیال به گاز، توسط گرماگیری از سیال در اواپراتور انجام می‌گردد. درواقع، اواپراتور یخچال فروشگاهی، حرارت را از هوا یا هر جسم دیگری که باید سرد شود، جذب می‌نماید و به ماده مبرد در حال تبخیر انتقال می‌دهد. معمولاً از اواپراتور کویل انبساط مستقیم در محصولات صنایع برودتی استفاده میشود.
معرفی انواع اواپراتور:
به‌طورکلی، اواپراتورها ازنظر ساختمان به دو دسته اواپراتور صفحه ای و اواپراتور کویلی پره دار تقسیم می‌شوند که در ادامه مقاله، به بررسی جداگانه هرکدام از این انواع اپراتور خواهیم پرداخت:
1. اواپراتور صفحه ای:
اواپراتور صفحه ای، نوعی مبدل حرارتی صفحه‌ای شکل است که برای کاربردهای تبخیر از آن بهره گرفته میشود. این نوع از اواپراتور، از چندین صفحه ساده یا فرم‌دار متصل و جوشکاری شده که به‌صورت موازی در مجاورت یکدیگر قرار داده شده‌اند، تشکیل میشود. دو ورودی و دو خروجی در اواپراتورهای صفحه‌ای وجود دارد و صفحات نیز به‌صورت یکی در میان، حاوی ماده مبرد و آب هستند. در کنار یکدیگر بودن صفحات، باعث انتقال حرارت بسیار بالا در این نوع اواپراتورها میشود و ماده مبرد از داخل شیارهای آن، بین مجاری صفحات جریان پیدا می‌کند.
نمونه‌ای از اواپراتور صفحه‌ای
اواپراتور صفحه ای، اغلب در سیستم‌های تبرید به‌عنوان اواپراتور مبرد استفاده میشود و بیشتر در دستگاه‌های سردکننده خانگی مانند: یخچال‌ها و فریزرها کاربرد دارد. از مزایای این نوع از اوپراتورها می‌توان به عواملی مانند: نظافت آسان، اقتصادی بودن ساخت و سادگی تعمیر و تعویض قطعات آن، نام برد. این دسته از اواپراتورها، به‌آسانی فرم می‌گیرند و این مزیت باعث میشود که نسبت به مصارف مختلف، به شکل دلخواه تغییر فرم یابد. هنگام انتخاب اواپراتور صفحه ای، علاوه بر نوع ماده مبرد و فشار کاری، باید به توان حرارتی و سطح تماس مؤثر را نیز در نظر گرفت. به‌عنوان‌مثال: ظرفیت برودتی مبدل حرارتی صفحه‌ای که به‌عنوان اواپراتور استفاده میشود، هنگام استفاده از گاز R22 و گاز R410، متفاوت است.
2. اواپراتور کویلی پره دار:
یکی دیگر از انواع اواپراتورها، اواپراتور کویلی پره دار است. این اواپراتورها، نوعی از اواپراتورهای لوله‌ای هستند که شامل مجموعه‌ای از لوله‌های مسی و پره‌های فلزی می‌باشند. این نوع از اواپراتورها، به شکل گسترده‌ای در صنایع برودتی کاربرد دارند و جنس پره‌های آن، اغلب از جنس آلومینیوم می‌باشد. اواپراتورهای کویلی پره دار، از قسمت‌های مختلفی ازجمله: بدنه آلومینیومی، کویل (مجموعه لوله‌ها و پره‌ها)، فن ملخی، المنت‌های دیفراست، لوله ورودی مایع، لوله برگشت، سینی تقطیر و جعبه‌تقسیم برق، تشکیل می‌شوند.
نمونه‌ای از اواپراتور کویلی پره دار
برای افزایش ضریب بهره در این نوع از اواپراتورها، لوله‌های مسی اواپراتور توسط سنبه‌های مخصوص و فشار دستگاه پرس، گشاد می‌شوند و باعث افزایش عمل تماس سطحی میان پره‌ها و لوله‌ها می‌گردند. همچنین، شکل و اندازه پره‌ها توسط شرکت سازنده، با توجه به ظرفیت و نوع کاربرد اواپراتور کویلی پره دار، طراحی و ساخته می‌گردند که فاصله پره‌ها در کاربردهای بالای صفر، نسبت به اواپراتورهای استفاده شده در سردخانه صنعتی زیر صفر، کمتر می‌باشد.
چگونگی عملکرد اواپراتور کویلی پره دار:
همان‌طور که اشاره شد، اواپراتور کویلی پره دار نوعی از اواپراتورهای لوله‌ای است که در آن به‌منظور افزایش سطح خارجی و درنتیجه، بهبود بازدهی سرمایش هوا با گازهای دیگر، پره‌هایی به‌عنوان سطوح ثانویه جذب حرارت، بر روی لوله‌ها قرار گرفته‌اند. در اواپراتورهای لوله‌ای، بخش زیادی از هوا بدون تماس با سطح کویل سرد، از آن عبور می‌کند اما با اضافه کردن پره‌هایی به لوله، سطوح تبادل حرارت به داخل فضای باز بین لوله‌ها نفوذ می‌نماید.
سطوح تبادل حرارت نفوذ کننده به فضای باز لوله‌ها، به‌صورت جمع کننده حرارتی عمل نموده و حرارت، بخشی از جریان هوا را که معمولاً با سطوح جذب حرارت اولیه تماس پیدا نمی‌کند را دریافت نموده و به داخل لوله هدایت می‌کند. استفاده از پره‌ها زمانی مؤثر خواهد بود که تماس حرارتی مناسبی را با لوله‌ها برقرار نمایند. بنابراین، گاهی پره‌های را روی لوله ایجاد می‌کنند تا تماس حرارتی خوبی ایجاد شود.
گاهی اوقات، برای منبسط شدن پره‌ها و ایجاد مکانی برای لغزیدن آن‌ها بر روی لوله، آن‌ها را مقداری گرم می‌کنند و پس از قرار گرفتن پره‌ها بر روی لوله، حرارت را حذف می‌نمایند تا پره‌ها کاملاً به لوله قفل شوند. همچنین، فاصله و اندازه پره‌ها، تا حدی به نوع کاربرد و قطر لوله بستگی دارد و تعداد آن در هر متر بر اساس دمای اواپراتور، بین 40 تا 500 عدد تغییر می‌کند.
تشکیل برفک بر روی کویل‌های سردکننده:
ایجاد برفک بر روی کویل‌های سردکننده هوای اواپراتوری که در حرارت پایین کار می‌کنند، اجتناب‌ناپذیر است. این موضوع، باعث محدود شدن مجرای بین پره‌ها و کند شدن جریان هوا بر روی کویل میشود. برای به حداقل رساندن احتمال محدود شدن هوا در این اواپراتورها، فاصله پره‌ها بیشتر و تعداد آن‌ها کمتر میشود (در حدود 80 تا 200 پره در هر متر)؛ اما در کویل‌های تهویه مطبوع و سایر کاربردهایی که در آن‌ها دمای سطح کویل از دمای انجماد بالاتر است، به دلیل عدم تشکیل برفک، پره‌ها حتی با فواصل 1.8 سانتی‌متر نیز چیده می‌شوند.
تشکیل برفک بر روی کویل‌های سردکننده
همچنین، در کویل‌هایی که جریان هوا به‌صورت ثقلی و با جابجایی طبیعی انجام میشود، به‌منظور کاهش مقاومت کویل در مقابل جریان هوا، فاصله پره‌ها را بیشتر از کویل‌های فن دار انتخاب می‌نمایند. بنابراین، با توجه به این‌که پره‌های خارجی تنها سطح بیرونی کویل را تحت تأثیر قرار می‌دهند، افزودن بیش‌از‌حد پره‌ها نه تنها ظرفیت اواپراتور را افزایش نمی‌دهد بلکه با محدود کردن غیرضروری جریان هوا، موجب کاهش آن نیز می‌گردد. به دلیل این‌که ظرفیت اواپراتور کویلی پره دار بیش از سایر انواع اواپراتورها در اثر ایجاد برفک تحت تأثیر قرار می‌گیرد، بنابراین، برای سردکننده‌های هوایی که دمای سطح کویل آن‌ها، بیش از صفر درجه سانتی‌گراد است، مناسب‌تر هستند.
المنت‌های دیفراست:
به‌طورکلی، در صنایع برودتی برای ذوب کردن برفک اواپراتور یخچال فروشگاهی و همچنین اواپراتور سردخانه‌هایی که دمای آن‌ها زیر صفر می‌باشند، از المنت‌های دیفراست بهره گرفته میشود. این المنت‌ها با توجه به میزان ظرفیت اواپراتورها انتخاب می‌شوند و در منطقه پیش‌بینی‌شده روی اواپراتورها نصب می‌گردند تا عمل دیفراست (برفک‌زدایی)، به‌صورت خودکار در زمان‌های پیش‌بینی‌شده انجام گردد.
این فرآیند با توجه به ضخامت برفک روی فین‌های اواپراتور و با فرمان ترموستات دیجیتالی صورت می‌گیرد. وجود برفک در سطوح انتقال حرارت اواپراتور در یخچال‌های فروشگاهی، صنعتی و سردخانه‌ها، باعث کاهش بازدهی فرآیند سردکنندگی میشود و می‌تواند باعث برگشتن مایع به کمپرسور شود که این موضوع، باعث بروز آسیب‌های جدی به قسمت‌های مختلف مکانیکی کمپرسور خواهد شد.
جمع‌بندی:
در این مقاله با مفهوم اواپراتور یخچال فروشگاهی و انواع مختلف آن آشنا شدیم. به‌طورکلی، اواپراتور یکی از مهم‌ترین بخش‌های سیستم برودتی یخچال فروشگاهی برای نگهداری و حفظ کیفیت مواد غذایی در دماهای پایین به شمار می‌رود. در این قطعه، هوای گرم محیط از طریق فن به داخل دستگاه جذب شده و توسط کمپرسور فشرده شده و به کویل خنک‌کننده‌ای هدایت میشود. سپس هوای فشرده خنک میشود و به داخل یخچال هدایت میشود و طی این فرآیند، رطوبت هوا کاهش می‌یابد.
از این‌که بار دیگر سایت بهسرما را انتخاب کردید، بی‌نهایت سپاس‌گزاریم و امیدواریم که حاصل تلاش تیم تحریریه شرکت بهسرما در جمع‌آوری مقاله" آشنایی با انواع مختلف اواپراتور یخچال فروشگاهی" رضایت مخاطبان ارجمندمان را فراهم کرده باشد. شما عزیزان می‌توانید با مراجعه به بخش وبلاگ سایت بهسرما، آخرین مقالات و مطالب آموزشی ما را مطالعه نمایید.