١٢٥٤ بازدید 1397/09/27

یکی از اجزای اصلی و مهم در چیلر تراکمی اواپراتور می باشد. از نظر صنعتی اواپراتور چیلر یک نوع مبدل حرارتی به حساب می آید.  اواپراتور چیلر، حرارت موجود در آب در گردش  که باید در چیلر سرد شود جذب و این حرارت را به مبرد در حال تبخیر انتقال می دهد. بنابر این در این فرآیند آب درگردش سیستم سرمایش  سرد می شود. سپس مبرد تبخیر  شده از اواپراتور چیلر خارج شده و به سمت کمپرسور انتقال می یابد.
انواع اواپراتور چیلر تراکمی
مبدل های حرارتی صفحه ای بازده بهتری نسبت به مبدل های پوسته و لوله دارند اما به دلیل سختی موجود در آب نگهداری این نوع مبدل ها بسیار دشوارتر است و به همین دلیل مبدل های پوسته و لوله در چیلرها مرسوم تر هستند. همچنین مبدل پوسته و لوله به دو صورت می تواند وجود داشته باشد.
حالت اول: آب در لوله و مبرد در پوسته (Flooded)
حالت دوم: مبرد در لوله و آب در پوسته (Direct Expansion)
در اواپراتور انبساط مستقیم  Direct Expansionمبرد در داخل لوله ها و آب درون پوسته جریان دارد در حالی که در اواپراتور  Flooded مبرد در پوسته انبساط می یابد و آب درون لوله ها در گردش هستند. این الگوی جریان در اواپراتور  Flooded  باعث می شود که ظرفیت و نسبت بازده انرژی (EER) نسبت به اواپراتور انبساط مستقیم  Direct Expansion بیشتر باشد زیرا در این حالت اختلاف دمای مبرد در حال جوش درون پوسته و آب سرد خروجی از لوله های چیلر کمتر از ˚F3  می باشد و در مقابل در یک اواپراتور Direct Expansion  تفاوت دمای تبخیر مبرد و آب سرد خروجی از پوسته بین˚F 8 تا ˚F 10 است.بدیهی است که با یک کمپرسور مشابه و دمای خروجی یکسان برای آب سرد ، دمای تبخیر در سیستم   Flooded  در مقایسه با سیستم  Direct Expansion  بالاتر است.
در سیستم  Direct Expansion برای اینکه از برگشت مایع به کمپرسور جلوگیری شود دمای گاز فوق داغ مکش توسط تروتلینگ TXV  در  ˚F10 تا ˚F 15 ثابت نگه داشته می شود.در سیستم  Flooded  مبرد درون پوسته به جوش آمده ، تبخیر شده و از بالای اواپراتور با دمای حدود ˚F 3 تا ˚F5 خارج می شود.این کاهش در دمای گاز فوق داغ مکش سبب افزایش بازده ظرفیتی کمپرسور می شود. بعلاوه در طراحی سیستم های  Direct Expansion برای اینکه از برگشت روغن به کمپرسور هم در حالت Full load و هم در حالت Reduced load اطمینان حاصل شود ، سرعت جریان در لوله بیشتر در نظر گرفته می شود و این سبب افزایش افت فشار در اواپراتور خواهد بود و بلعکس در یک اواپراتور Flooded  افت فشار سمت پوسته بسیار کم است که در نتیجه ظرفیت مازادی که برای جبران افت فشار در اواپراتور در نظر گرفته می شود در طراحی Flooded بسیار کمتر بوده و بطور کلی کمپرسوری که در یک سیستم Flooded  کار میکند قادر به فراهم کردن ظرفیت بیشتری  نسبت به سیستم Direct Expansion  است.
در چیلر با اواپراتور Flooded این اطمینان وجود دارد که تمام لوله های اواپراتور کاملا در مبرد در حال جوش مستعرق هستند در نتیجه بازده  Full load عالی و حتی در حالت Part load  بهتر خواهد بود زیرا در حالت Part load   نیز کل سطوح انتقال حرارت لوله های اواپراتور بکارگرفته می شود.اما در اواپراتور Direct Expansion  به دلیل اینکه سرعت مبرد گازی در لوله ها ، جهت برگشت مناسب روغن باید به میزان مناسب حفظ شود. برخی از دسته لوله ها در شرایط Part load  بسته می شوند.در نتیجه از کل سطح انتقال حرارتی که در حالت  Full load مهیا است استفاده نمی شود و در مقایسه با اواپراتور  Flooded در شرایط Part load  نظیر، بازده کمتری دارد.
در یک اواپراتور Direct Expansion  جریان آب داخل پوسته و بطور مورب روی لوله ها برقرار است و توسط بافل های عمودی هدایت می شود.این جریان در مقایسه با جریان آب داخل لوله های یک اواپراتور Flooded  افت فشار بیشتری دارد.در نتیجه چیلر های Flooded به پمپ های آب کوچکتر با مصرف انرژی کمتری نیاز دارند.
به طور عمومی اواپراتور Direct Expansion  برای ظرفیت های پایین و متوسط که راندمان دستگاه چیلر چندان مهم نیست و مسئله اصلی کم بودن هزینه اولیه است استفاده می شود. در حالی که با افزایش هزینه انرژی و لزوم کاهش مسئله global warming  ، چیلر های با اواپراتور Flooded  نه تنها در ظرفیت های بالا بلکه در ظرفیت های پایین و متوسط هم بیشتر عمومیت خواهند یافت. دریک مبدل Tube & Shell بخش قابل شستشو لوله ها می باشد. در نتیجه در اواپراتور Direct Expansion  رسوب گرفتگی آب درون پوسته قابل رفع نیست اما در اواپراتور Flooded که آب درون لوله ها جریان دارد به راحتی ، بدون نیاز به باز کردن اتصالات پایپینگ آب سرد ، می توان در پوش ها ی مخزن اواپراتور را باز کرد و لوله ها را با برس های اتومات شست و بدین ترتیب از افت بازدهی سیستم به واسطه مقاومت رسوب در برابر انتقال حرارت جلوگیری کرد.
اپلیکشن خدمات کمک پلاس