اواپراتور سردخانه

اواپراتور سردخانه یک قسمت کلیدی از سیستم خنک سازی است که وظیفه تبدیل ماده مبرد (معمولاً فریون) از حالت مایع به گاز را دارد.

اواپراتوری که در سردخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد از نوع هوایی می باشد. این نوع اواپراتور برای خنک سازی هوای سردخانه طراحی شده است. سختمان اواپراتور سردخانه متشکل است از یک کویل و فن. کویل برودتی از لوله های مسی و فین های آلومینیومی ساخته شده است. گاز مبرد درون این لوله ها جریان دارد.
روش کار اواپراتور سردخانه به این شکل است که فن هوای سردخانه را به درون اواپراتور کشیده و با عبور هوا از کویل، تبادل حرارت بین مبرد و هوا اتفاق افتاده و باعث خنک شدن هوا می شود. در ادامه هوای خنک به درون سردخانه دمیده می شود.

اواپراتور سردخانه صابکول

سایر اواپراتورهای سردخانه

آرتمن

آرکاکول

آیس بییر

نیک

بوران

تبادل کار

کاسپین

نوین

سایر اواپراتورهای سردخانه

آرتمن

آرکاکول

آیس بییر

نیک

بوران

تبادل کار

کاسپین

نوین

اجزای اصلی اواپراتور سردخانه

کویل اواپراتور سردخانه

کویل اواپراتور سردخانه شامل لوله هایی است مارپیچی شکل که روی آن فین قرار گرفته است. گاز مبرد درون لوله ها جریان دارد و به کمک فین حرارت را از هوای محیط میگیرد. جنس لوله معمولاً مسی و جنس فین از آلومینویم است.
هر چند کویل اواپراتور سردخانه ساده به نظر می رسد، اما طراحی آن نقش اساسی در راندمان کویل دارد. استفاده از لوله هایی که دارای شیار های داخلی بوده و همچنین استفاده از فین های دارای موج و ساختار مثلی لوله ها باعث افزایش راندمان و ضریب انتقال حرارت لوله ها می شود.

فن اواپراتور سردخانه

فن اواپراتور سردخانه همان طور که در بخش قبلی گفته شد، باعث عبور هوای سردخانه از کویل اواپراتور و پرتاب هوای خنک به داخل سردخانه می شود. استفاده از فن هایی با برندهای معتبر و کیفیت ساخت بالا یکی دیگر از عوامل مهم در عملکرد نهایی اواپراتور سردخانه است. فن هایی با قدرت پرتاب مناسب و مصرف بهینه برق و همچنین سبکی و مقاومت در برابر خوردگی از عواملی است که باید به آن دقت شود.

المنت اواپراتور

یکی از روش های دیفراست و یخ زدایی اواپراتور استفاده از المنت های الکتریکی است. المنت اواپراتور با استفاده از انرژی الکتریکی حرارت لازم جهت آب شدن یخ های تشکیل شده داخل اواپراتور را دارد.
استفاده از المنت با قدرت مناسب جهت آب شدن یخ ها، استفاده از المنت در مکان های مختلف از جمله سینی و لوله درین اواپراتور و همچنین کیفیت مناسب المنت از جمله مواردی است که باید در هنگام خرید اواپراتور به آن دقت کرد.

جدول مشخصات فنی انواع اواپراتور سردخانه

مشخصات

مدل

ظرفیت

تعداد و ابعاد فن

برند

اواپراتور هوایی مکعبی 25HP آرشه 

HCF6210

25 اسب بخار

2 × 63 سانتی متر

آرشه

اواپراتور هوایی 7.5 اسب

EC-G426

7.5 اسب بخار

2 × 42 سانتی متر

آرتک

اواپراتور هوایی 16KW

SA-162

16 کیلووات

2 × 40 سانتی متر

صابکول

اواپراتور سردخانه بالا صفر

اواپراتور سردخانه بالای صفر که وظیفهٔ انتقال حرارت محیط داخلی سردخانه به بیرون را بر عهده دارد، با FIN SPACING ۶میلی‌متری تولید می‌شوند و از اجزای اصلی سردخانه‌های بالای صفر، مثل انواع سردخانهٔ میوه می‌باشد. این اواپراتور دارای فن آکسیال مکنده است که قدرت بالایی در انتقال حرارت دارد.

اواپراتور سردخانه زیر صفر

اواپراتور سردخانهٔ زیر صفر، یکی از اجزای اصلی سردخانه‌های زیر صفر است که وظیفهٔ اصلی آن انتقال حرارت محیط داخلی به فضای بیرون سردخانه است. این اواپراتور با FIN SPACING ۷میلی‌متری ساخته شده و قابلیت استفاده در شرایط دمایی تا ۱۸ـ درجهٔ سانتی‌گراد را نیز دارد. این اواپراتور در سردخانه‌هایی همچون سردخانهٔ نگهداری گوشت منجمد، رستوران‌ها و… کاربرد دارد.

انواع اواپراتور سردخانه براساس دما

اواپراتور سردخانه براساس دما به سه نوع تقسیم می‌شود:

  • اواپراتور DL: این اواپراتور در محدودهٔ‌ دمایی ۱۵ـ درجهٔ سانتی‌گراد تا ۵+ درجهٔ سانتی‌گراد عمل می‌کند.
  • اواپراتور DD: این نوع از اواپراتور قابلیت عمل‌کردن در دمای ۲۵ـ تا ۱۵ـ درجهٔ سانتی‌گراد را دارد.
  • اواپراتور DJ: محدودهٔ عملکرد این نوع از اواپراتور بین ۴۰ـ تا ۲۵ـ درجهٔ سانتی‌گراد است.

انواع اواپراتور سردخانه براساس ساختار و طراحی

تقسیم‌بندی انواع اواپراتور سردخانه براساس نوع ساختار و طراحی عبارتند از:

اواپراتور ساده (پوسته و لوله)

از ساده‌ترین و محبوب‌ترین اواپراتورهای بازار است که از لوله‌های مسی و ورق‌های آلومینیومی ساخته شده است. اختلاف دمای سیال موجود در لوله‌ها و پوسته موجب انتقال گرمای سیال خارج از لوله‌ها به سیال لوله‌ها می‌شود و به این ترتیب سیال مبرد خنک شده و دوباره به سمت کمپرسور بازمی‌گردد.

اواپراتور فین‌دار (کویلی پره‌دار)

این اواپراتور تشکیل‌شده از کویل‌های مسی است و به اواپراتور هوایی مشهور است. مبرد با عبورکردن از پره‌های این اواپراتور گرمای محیط را جذب کرده و تبخیر می‌شود و به این ترتیب عمل خنک‌سازی انجام می‌گیرد.

اواپراتور پلیت‌دار (صفحه‌ای تخت)

این اواپراتور شبیه به اواپراتور ساده است با این تفاوت که در اطراف لوله‌ها، از صفحات نازک و موازی با یکدیگر، به جای پوسته استفاده می‌شود. این اواپراتور انتقال حرارت بالایی دارد و به دلیل تعمیر و نگهداری آسان، بسیار محبوب است.

انواع اواپراتور سردخانه براساس سیال خنک‌کننده

اواپراتور سردخانه براساس سیال خنک‌کننده سه دسته است:

اواپراتور خنک‌کنندهٔ هوا

این اواپراتور مستقیما به منظور خنک‌کردن هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اواپراتور خنک‌کنندهٔ مایع

این اواپراتور مخصوص خنک‌کردن انواع سیال‌های مایع است.

اواپراتور تولیدکنندهٔ یخ

این اواپراتور برای تولیدکردن یخ کاربرد دارد.

تعیین دمای اواپراتور و اختلاف دمای اواپراتور

برای آنکه عمل جذب گرما از سیال خنک شونده (مثلا هوا در سردخانه) انجام شود، باید اختلاف دمای اواپراتور به درستی انتخاب شود. منظور از اختلاف دمای اواپراتور، تفاضل دمای سیال خنک شونده (مثل هوا در سردخانه) و دمای سطح اواپراتور است.

انتخاب دمای مناسب برای اواپراتور بسیار مهم است، چرا که اگر این دما پایین‌تر از مقدار مناسب انتخاب شود، دمای هوای خروجی از اواپراتور کمتر از میزان مطلوب خواهد بود. و بالعکس اگر دمای اواپراتور بالاتر انتخاب شود، یا عمل انتقال حرارت انجام نمی‌شود یا این مقدار کم بوده و دمای سیال خروجی بالاتر از حد مطلوب می‌شود که در هر دو صورت مشکل ساز خواهد بود.

برای روشن شدن موضوع به بیان یک مثال می‌پردازیم. برای یک سردخانه میوه، فرض کنیم دمای هوای ورودی به اواپراتور 2 درجه سانتی‌گراد باشد. اگر اختلاف دمای اواپراتور 10 درجه سانتی‌گراد انتخاب شود، دمای سطح اواپراتور 8 درجه سانتی‌گراد زیر صفر خواهد بود. از آنجایی که دمای خروجی معمولا 3 تا 5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای سطح اواپراتور خواهد بود، پس دمای هوای سردخانه به 4 درجه سانتی‌گراد زیر صفر خواهد رسید که برای نگهداری سیب بسیار پایین است و باعث خرابی آن می‌شود.

اما اگر اختلاف دمای اواپراتور را 5 درجه سانتی‌گراد انتخاب کنیم، دمای سطح اواپراتور 3 درجه سانتی‌گراد خواهد بود و در نتیجه مطابق موارد گفته شده دمای هوای سردخانه 1 درجه سانتی‌گراد بالاتر از صفر خواهد بود که برای نگهداری سیب مناسب است.

همان‌طور که دیدیم انتخاب اختلاف دمای مناسب برای اواپراتور بسیار مهم است. این اختلاف دما هم‌چنین بر روی سطح اواپراتور نیز تاثیر دارد.

با توجه به رابطه: Q = UA ΔT

در ظرفیت و جنس یکسان، با افزایش اختلاف دمای اواپراتور، مساحت موثر انتقال حرارت کاهش خواهد یافت و بالعکس با کاهش  اختلاف دمای اواپراتور، مساحت موثر انتقال حرارت افزایش می‌یابد.

عامل دیگری که تحت تاثیر اختلاف دمای اواپراتور قرار می‌گیرد، رطوبت سردخانه است. از آن جایی که با کاهش دما، فشار جزئی بخار آب نیز کاهش می‌یابد، با افزایش اختلاف دمای اواپراتور، مقدار رطوبت گیری افزایش یافته و رطوبت بیشتری تبدیل به آب می‌شود، که نتیجه آن کاهش رطوبت هوای سردخانه خواهد بود.

برای انتخاب اختلاف دمای اواپراتور مناسب با توجه به میزان رطوبت مورد نیاز می‌توان از مقادیر زیر استفاده کرد:

رطوبت نسبیاختلاف دمای اواپراتور
90%4 تا 5 درجه سانتی‌گراد
80%6 تا 7 درجه سانتی‌گراد
75%7 تا 9 درجه سانتی‌گراد

همان‌طور که گفته شد افزایش اختلاف دمای اواپراتور باعث کاهش سطح اواپراتور خواهد شد، که این یعنی هزینه کمتر اواپراتور. در سردخانه میوه از آنجایی که رطوبت بسیار مهم است، در صورتی که برای صرفه جویی در هزینه‌ها اقدام به انتخاب اختلاف دمای اواپراتور بالا کنیم مشکلات زیر بوجود می‌آید:

  • تامین نشدن رطوبت مورد نیاز
  • کاهش دمای هوای خروجی از اواپراتور
  • یخ زدن میوه‌ها
  • تشکیل برفک بیشتر در سردخانه به علت جذب رطوبت بیشتر

همان‌طور که دیدیم انتخاب اختلاف دمای اواپراتور مناسب خصوصا در سردخانه‌های میوه بسیار مهم است. در بعضی موارد حتی با وجود انتخاب اختلاف دمای بالاتر، رطوبت هم‌چنان کم خواهد بود که باید با تجهیزات مخصوص اقدام به اضافه کردن رطوبت کرد.

برای انتخاب اواپراتور برای سیستم تبرید، به موارد زیر نیاز داریم:

  • دمای تبخیر Te
  • اختلاف دمای سیال خنک شونده و دمای اواپراتور ΔTe
  • نوع مبرد R
  • مقدار توان برودتی کمپرسور Qe

نکته بسیار مهم: ابتدا باید بار برودتی محاسبه شده و سپس کمپرسور انتخاب شود. بعد از آن با توجه به توان کمپرسور و نه توان برودتی اقدام به انتخاب اواپراتور نمود.

نحوه کار اواپراتور سردخانه

 

با داشتن توان برودتی کمپرسور، اختلاف دمای اواپراتور و نوع گاز مبرد می‌توان با مراجعه به کاتالوگ‌های تولیدکنندگان اواپراتور از جداول آن اواپراتور با ظرفیت مناسب را انتخاب کرد. این جداول بر حسب ظرفیت اواپراتور بر حسب اختلاف دمای اواپراتور و یک نوع مبرد مخصوص تنظیم شده است که اگر نوع گاز مبرد مدنظر و یا اختلاف دمای اواپراتور مدنظر متفاوت با جدول بود، می‌توان با روابط موجود در کاتالوگ ظرفیت را اصلاح کرد. برای روشن‌تر شدن این توضیحات به مثال زیر توجه کنید.

با داشتن توان برودتی کمپرسور، اختلاف دمای اواپراتور و نوع گاز مبرد می‌توان با مراجعه به کاتالوگ‌های تولیدکنندگان اواپراتور از جداول آن اواپراتور با ظرفیت مناسب را انتخاب کرد. این جداول بر حسب ظرفیت اواپراتور بر حسب اختلاف دمای اواپراتور و یک نوع مبرد مخصوص تنظیم شده است که اگر نوع گاز مبرد مدنظر و یا اختلاف دمای اواپراتور مدنظر متفاوت با جدول بود، می‌توان با روابط موجود در کاتالوگ ظرفیت را اصلاح کرد. برای روشن‌تر شدن این توضیحات به مثال زیر توجه کنید.

مثال انتخاب اواپراتور:

فرض کنیم برای یک سردخانه کمپرسوری با ظرفیت 26.7 کیلووات انتخاب شده است. دمای اواپراتور 5 درجه زیرصفر و اختلاف دمای اواپراتور نیز 5 درجه سانتی‌گراد تعیین شده است. مطلوب است انتخاب‌های اواپراتورهای مناسب از کاتالوگ شرکت تبادل کار باشد:

مشخصات انواع اواپراتور

همان‌طور که می‌بینید، ظرفیت‌های اواپراتورها بر حسب اختلاف دمای 10 درجه سانتی‌گرادی بیان شده است. اما اختلاف دمای مد نظر ما 5 درجه بوده است. در این حالت با مراجعه به جدول اصلاح ظرفیت ضریب متناسب با دمای مدنظر را تعیین می‌کنیم:

ضرایب اصلاح اواپراتور

طبق راهنمای کاتالوگ ظرفیت باید بر عدد تصحیح تقسیم شود. پس خواهیم داشت:

حال باید اواپراتوری انتخاب کنیم که حداقل این ظرفیت را تامین کند، با مراجعه به جدول مدل  (LC3(8-4 مناسب خواهد بود.

این مثال برای کاتالوگ شرکت تبادل کار بررسی شده ولی کاتالوگ‌های مابقی شرکت‌های تولید کننده تفاوت زیادی ندارد و مطالعه راهنمای موجود می‌تواند با همین روش اقدام به انتخاب اواپراتور کنید.

اواپراتور پوسته لوله‌ای

این نوع از اواپراتورها برای سردسازی مایعات طراحی شده‌اند، بطوری که دو لوله دو جریان را به شکلی در مجاورت هم قرار می‌دهند که بدون اختلاط، تبادل حرارت صورت گیرد.  ساختمان این نوع از مبدل‌های حرارتی شامل یک پوسته است که مانند یک مخزن عمل می کند و داخل آن لوله‌های مارپیچی قرار گرفته اند.

یک سیال (مثلاً آب) از یک سمت پوسته وارد شده و با عبور از مجاورت لوله‌ها از سمت دیگر آن خارج می‌شود. سیال دیگر نیز (مثلاً مبرد) از یک سمت وارد لوله‌ها شده و سمت دیگر آن خارج می‌شود، به این ترتیب دو جریان با در مجاورت هم قرار گرفتن، بدون ترکیب شدن، تبادل گرما می‌کنند. معمولاً برای کنترل جریان داخل پوسته از دیواره‌هایی استفاده می‌شود که به آن سپرک یا بافل می‌گویند.

جهت جریانات در مبدل‌های پوسته لوله‌ای برای افزایش نرخ انتقال حرارت، در خلاف همدیگر است.

از این نوع اواپراتورها برای خنک‌کاری مایعات در سیستم‌هایی مثل تهویه مطبوع و یا سیستم‌های خنک‌سازی نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.

اواپراتور سردخانه نوع آبی اواپراتور پلیت (صفحه‌ای)

یکی دیگر از انواع مبدل‌های حرارتی، نوع صفحه‌ای آن است. دلیل نام گذاری آن‌ها استفاده از چندین صفحه نازک برای تبادل حرارت است. در این مبدل‌ها جریانات دو سیال با ورود به اواپراتور حرارت خود را از طریق صفحات به یکدیگر منتقل می‌کنند و از سمت دیگر خارج می شوند. معمولاً اوپراتورهای صفحه‌ای دارای راندمان بالاتری نسبت به اوپراتور‌های پوسته و لوله هستند، اما افت فشار بیشتری ایجاد می‌کنند. مبدل صفحه‌ای دارای دو نوع اتصال جوشی و رزوه‌ای است که معمولاً محل اتصال مبرد گاز از نوع جوشی و محل اتصال آب از نوع رزوه‌ای است.

اواپراتور سردخانه مدل صفحه ایاواپراتور Bare Tube

این مدل از ساده‌ترین نوع اواپراتورهاست. تنها یک لوله معمولاً مسی به شکل مارپیچ با عبور مبرد از داخل خود گرمای فضای اطراف را جذب می‌کند. طراحی ساده و قیمت کم این مبدل‌های حرارتی دلیل محبوبیت آنهاست. از موارد استفاده‌ی آن‌ها می‌توان به یخ‌ساز صنعتی، خنک‌کاری مایعات جهت ذخیره انرژی و یا سردخانه‌های بدون فن اشاره کرد.

اواپراتور سردخانه Bare Tubeاواپراتور صفحه‌ای تخت (stamped or plate surface evaporator)

این مدل از اواپراتورها مشابه مدل Bare Tube  هستند با این تفاوت که لوله‌ها از میان یک صفحه عبور می کنند. وجود این صفحه باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود. کاربرد این مدل از مبدل های حرارتی در یخچال‌های خانگی و فروشگاهی می‌باشد.

اواپراتور سردخانه صفحه‌ای تخت

اواپراتور سردخانه صفحه‌ای تخت

این مدل از اواپراتورها مشابه مدل Bare Tube  هستند با این تفاوت که لوله‌ها از میان یک صفحه عبور می کنند. وجود این صفحه باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود. کاربرد این مدل از مبدل های حرارتی در یخچال‌های خانگی و فروشگاهی می‌باشد.

خرید اواپراتور سردخانه

انتخاب و خرید اواپراتور سردخانه مناسب در عملکرد سردخانه تاثیر اساسی دارد. برای محاسبه و انتخاب اواپراتور مناسب نیاز به دانش فنی می باشد. همچنین با وجود انواع برندهای مختلف در بازار خرید اواپراتور می تواند چالش باشد.

به همین منظور مشاوران فروش دی کول آماده ارائه مشاوره و راهنمایی های لازم در خصوص خرید اواپراتور سردخانه مناسب و تامین از بهترین تولد کنندگان اواپراتور به صورت مستقیم را دارند، تا شما مشتریان گرامی با خیال آسوده اقدام به خرید اواپراتور سردخانه کنید.

 قیمت اواپراتور سردخانه

قیمت اواپراتور های سردخانه بسته به نوع آن و مشخصات فنی که دارند، متفاوت است. به طوری که این دستگاه، تنوع محصولی زیادی دارد و برای تعیین و اطلاع از قیمت های این دستگاه، باید اول مشخصات فنی رو بررسی کرده و سپس با توجه به مشخصات فنی، دستگاه مورد دلخواه خود را انتخاب کرده و سپس اقدام به خرید اواپراتور سردخانه کنید.

اندازه و نوع سردخانه و نوع سیستم تبریدی، سه عاملی هستند که در تعیین قیمت اواپراتور سردخانه دخیل هستند و بسته به نوع انها قیمت این دستگاه تعیین میشود

جمع‌بندی

با انواع اواپراتور سردخانه و انواع مختلف آن آشنا شدیم. اواپراتور یا تبخیر کننده وسیله اصلی در جذب حرارت و سرماسازی است. در طراحی‌های آن همواره دو موضوع مدنظر است. ابتدا آنکه دو سیال با‌ هم ترکیب نشوند و همزمان میزان نرخ انتقال گرما حداکثر میزان ممکن باشد. در طراحی اواپراتور های برودتی بسیار مهم است که مبرد در هنگام خروج از آن به طور کامل تبخیر شده باشد، زیرا وجود مایع در خط مکش برای کمپرسور مضر است، لذا اواپراتور سردخانه را به گونه‌ای انتخاب می‌کنند که دمای گاز خروجی از آن بیشتر از دمای تبخیر مبرد باشد، که اصطلاحاً به آن سوپرهیت گویند.

امیدواریم که این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد، جهت مشاوره در خصوص خرید انواع اواپراتورها، از بهترین برندهای موجود با کارشناسان فروش ما تماس حاصل فرمایید.

logo-footer3-150x150
دفتر مرکزی

دی کول

02177683001

فریبا علیزاده-01
کارشناس فروش

فریبا علیزاده

09032064646

منصوره محیط ابادی-01
کارشناس فروش

منصوره محیط آبادی

09054370077