,

اواپراتور چیلر

اواپراتور چیلر

اواپراتور چیست:

اواپراتور (Evaporator) یک مبدل حرارتی است که از طریق جذب گرمای یک سیال و انتقال آن به سیال دوم ، باعث بالا رفتن دما یا گرمای نهان آن شده و در نهایت آنرا تبخیر می کند و بدینوسیله باعث خنک شدن سیال اول می شود. در طبیعت اینکار توسط خورشید یا آتش انجام می شود . اما در صنعت، پروسه تبخیر کاربردهای فراوان دارد. از اواپراتورها برای تبخیر انواع سیالات ، تغلیظ مواد شیمیایی و بویژه صنایع تهویه مطبوع استفاده فراوانی می شود.

اواپراتور در صنعت تهویه مطبوع برای سرمایش آب یا هوا بکار می رود .اواپراتورهایی که برای سرمایش هوا بکار می روند معمولا از نوع مبدل های پلیت فین یا اصطلاحا کویل رادیاتوری می باشند. اما اواپراتورهایی که برای سرمایش آب استفاده می شوند از نوع پوسته و لوله یا صفحه ای می باشند. آب خنک شده پس از خروج از اواپراتور پوسته و لوله ،برای مصارف زیادی کاربرد دارد. از جمله می توان به استفاده از آن در انواع دستگاههای تهویه مطبوع نظیر فن کویل ، هواساز ، ایرواشر و دستگاههای صنعتی موجود در کارخانجات اشاره نمود.

 

انواع اواپراتور چیلر : 

اواپراتورها در تهویه مطبوع بصورتهای مختلفی ساخته می شوند. متداولترین انواع اواپراتور چیلر عبارتند از:

  • اواپراتور پوسته و لوله ای (Shell And Tube Evaporator)
  • اواپراتور هوایی یا اواپراتور پلیت فین (Plate Fin Evaporator)
  • اواپراتور صفحه ای (Plate Evaporator)

 

اواپراتور پوسته و لوله چگونه کار می کند:

در اواپراتور چیلر ، سیال خنک شونده نظیر آب به داخل پوسته اواپراتور هدایت می شود. گازهای مبرد نیز به تیوبهای مبدل وارد می شوند. البته گاز باید در دما و فشاری وارد شود که بلافاصله با جذب گرمای آب ، به سرعت تبخیر شود. گاز مبرد در هنگام تبخیر نیاز به گرمای زیادی دارد که آنرا از آب جذب می کند. لذا باعث سرمایش آب تا دمای دلخواه می شود. در نهایت آب خنک شده ، پس طی کردن طول پوسته از طرف دیگر مبدل خارج شده و به مدار شارژ می شود.

محاسبه اواپراتور آبی:

برای محاسبه اواپراتور باید بر اساس روابط ترمودینامیک و مکانیک سیالات عمل نماییم. ابتدا باید ظرفیت برودتی اواپراتور را بر اساس ظرفیت چیلر در نظر بگیریم. سپس دما و دبی دو سیال را بدست آوریم. برای بدست آوردن دمای ورود و خروج گاز مبرد باید آنرا در فشاری تنظیم شده کنیم که با جذب گرمای آب ، سریعا تبخیر شود. این فشار بر حسب نوع گاز متفاوت می باشد. بعنوان مثال برای گاز مبرد R22 فشار ورودی به مبدل حدود 4 بار گیج تنظیم می شود. در این فشار دمای گاز ورودی حدودا 0 تا 2 درجه سانتیگراد خواهد بود.

دما آب در مبدل نیز بر حسب مصارف مختلف تنظیم می شود . اما معمولا دما ورودی و خروجی آب در اواپراتور 12 به 7 درجه سلسیوس در نظر گرفته می شود.

پس با توجه به فرمول ساده زیر ، دبی گاز مبرد و آب بدست می آید:

Q=mc(t1-t2)

Q=R(h2-h1)

Q: بار برودتی چیلر

m: دبی آب اواپراتور

t1: دمای ورود آب به اواپراتور- حدودا 12 درجه سلسیوس

t2: دمای خروج آب از اواپراتور- حدودا 7 درجه سلسیوس

R: دبی گاز مبرد

h2-h1: تغییر آنتالپی گاز مبرد

برای بدست آوردن سطح حرارتی اواپراتور نیاز به روابط پیچیده تری می باشد. در این محاسبات باید ضریب انتقال حرارت بدست آید که وابستگی به سرعت ، افت فشار، دبی ، دما ، ویسکوزیته و بسیاری دیگر از پارامترها دارد که از حوصله این بحث خارج بوده و خود یک کورس درسی می باشد. بنابراین می توانیم با استفاده از جداول شرکتهای سازنده به انتخاب مدل اواپراتور بپردازیم.

Q = UA ΔT

نرم افزار محاسبه اواپراتور:

برای محاسبه اواپراتور نرم افزارهای مختلفی وجود دارد که بر حسب نوع مبدل می توانید از آنها استفاده نمایید. برخی از این نرم افزارها عبارتند از:

Aspen B-Jac or AspenOne

HTFS

HTRI

Coil Design

 

استانداردهای طراحی اواپراتور:

استانداردهای کاربردی که در کشور ما بعنوان مرجع در نظر گرفته می شوند بسیار محدود هستند. برخی از معروفترین آنها عبارتند از:

TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association)

ASME (AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS)

API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)

ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS)

HEI (HEAT EXCHANGE INSTITUTE)

NACE /ISO (NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION ENGINEERS)

 

ساختار اواپراتور پوسته و تیوب:

همانطور که از نام آن پیداست این مبدل از دو جزء اصلی تشکیل شده است.

1- پوسته که یک لوله اصلی با قطر زیاد است

2- تعداد زیادی تیوب کوچکتر که در داخل پوسته قرار می گیرند. معمولا جنس این تیوب ها از  استنلس استیل ، کربن استیل و یا مس می باشد . ( لینک شرکت مس شهید باهنر)

آب ، داخل پوسته و لابلای تیوبها جریان می یابد و حرارت خود را به دیواره تیوبها می دهد. همزمان گاز مبرد در داخل تیوبها جریان می یابد این گرما از طریق دیواره تیوبها به گاز منتقل می شود. به این صورت انرژی نهان گاز بالا رفته و تبخیر در آن صورت می پذیرد و آب براحتی خنک می شود.

البته اواپراتور پوسته و تیوب دارای اجزای دیگری نیز می باشد که بطور کلی عبارتند از :

  • تیوب باندل : مجموعه لوله ها یا تیوبهای داخل هستند که گاز در آنها جریان می یابد . مجموعه این تیوبها  به دسته لوله نیز معروفند.
  • پوسته : لوله بزرگ اصلی است که تیوب باندل در آن قرار گرفته و  آب در آن جریان می یابد.
  • بافل ها : بافل قطعه ایست که بصورت عمود روی لوله ها نصب می شود و به آب حرکت سینوسی می دهد تا مسیر برای آن طولانی تر شود و انتقال حرارت بهتر انجام شود. در ضمن این بافلها ، نگهدارنده تیوبها و حفظ کننده فاصله آنها نیز می باشند.
  • چنل ها : چنل یا بونت به دو سر مبدل می گویند که ورودی و خروجی گاز برروی آنها نصب می شود. در ضمن در داخل بونت ها صفحاتی نصب می شود که برای تقسیم جریان و چند پاس کردن جریان داخل تیوبها استفاده می شود. این صفحات Pass Partition نام دارند.
  • نازلها : برروی پوسته و بونتها ، نازل هایی از نوع فلنج یا بوشن نصب می شوند که برای ورود و خروج سیالات استفاده می شود.
  • و دیگر اجزای دیگر نظیر فین ، تای رود ، واشرها ، پیچ ها ، پایه ، قلاب و … که برای مطالعه بیشتر می توانید از طریق لینک زیر وارد صفحه مربوطه شوید ( لینک معرفی مبدل پوسته و لوله)

 

تعمیر اواپراتور چیلر:

بر حسب نوع اواپراتور ، روش تعمیر آنها نیز متفاوت است. اما بطور کلی اواپراتور دستگاهی است که تعمیرات آن ساده بوده و پیچیدگی خاصی ندارد. بعنوان مثال ،در اواپراتور های پوسته و لوله ، معمولا لوله ها در اصطلاح ریتیوب یا تعویض می شوند. در مبدلهای صفحه ای نیز ،صفحات و واشرها تعویض می شوند. در اواپراتورهای هوایی کار کمی مشکل تر است. یعنی بخاطر وجود فین پلیتهای زیاد شاید مجبور باشیم کل اواپراتور را تعویض نماییم.

 

قیمت اواپراتور چیلر:

برای اطلاع از قیمت اواپراتور ، ابتدا باید تناژ برودتی آن برای سازنده مشخص باشد . سپس بر اساس فضای موجود و یا کاربرد اواپراتور ، نوع آن مشخص شود. بعنوان مثال در سردخانه ها از اواپراتور هوایی یا پلیت فین استفاده می شود. ولی برای سرمایش آب فن کوئل های یک ساختمان ، از اواپراتور پوسته و لوله یا صفحه ای استفاده می شود . پس از انتخاب نوع اواپراتور ، محاسبات سطح حرارت انجام شده و متریال مصرفی آن بدست می آید. بنابراین می توان بر اساس قیمت روز متریال و مخارج دیگر و سود معقول تولید کننده ، قیمت اواپراتور را برآورد نمود. شما خریدار گرامی می توانید جهت اطلاع از قیمت اواپراتور مورد نیاز خود ، با کارشناسان این مجموعه تماس گرفته و شرایط فنی و مالی دستگاه مورد نظر دریافت نمایید.

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *