طراحی و ساخت اواپراتور چیلر

در ساخت چیلر رفت و برگشتی آبی ، عملکرد و راندمان چیلر علاوه بر اینکه به کیفیت اجزای اصلی چیلر مانند کمپرسور وابستگی زیادی دارد ، نحوه طراحی و ساخت اواپراتور چیلر همچنین ساخت کندانسور چیلر و حتی کیفیت ساخت سازه چیلر نیز در بهبود عملکرد سرمایشی چیلر تاثیر به سزایی می گذارد.

نمونه ای از اواپراتور پوسته و لوله چیلر

اواپراتور چیلر

یکی از اجزای اصلی و مهم در چیلر تراکمی ، اواپراتور می باشد. از دیدگاه صنعتی، می توان اواپراتور چیلر را یک نوع مبدل حرارتی به حساب آورد.  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

انواع اواپراتور چیلر تراکمی

سه نوع متداول از انواع مبدل حرارتی که در اواپراتور چیلرهای تراکمی (چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک) بسیار مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

اواپراتور صفحه ای چیلر تراکمی

اواپراتور صفحه ای یا اواپراتور بریز (Brazed Plate evaporator)

اواپراتور صفحه ای یا اواپراتور بریز ساختاری مشابه مبدل حرارتی صفحه ای دارد. اواپراتور صفحه ای از مجموعه صفحاتی که به صورت موازی و آب بندی شده نسبت به هم، در کنار یکدیگر قرار گرفته اند، تشکیل شده است. سیال و مبرد به صورت یک در میان در بین صفحات اواپراتور از نوع بریز جریان دارند و پس از انتقال از صفحه ای به صفحه دیگر، جهت جریان ۱۸۰ درجه تغییر می کند. اواپراتور صفحه ای چیلر در مقایسه با سایر انواع اواپراتور چیلر، صرف نظر از هزینه اولیه، راندمان انتقال حرارت بالایی دارد. زیرا، مقطع عرضی نازک صفحات اواپراتور بریز ( اواپراتور صفحه ای) و ساختار شیاردار آن، باعث ایجاد جریان آشفته در سیال شده و این خصوصیات افزایش راندمان انتقال حرارت بین سیالات را سبب می شود.

اواپراتور صفحه ای برای چیلر های کوچک تا تناژ تقریبی ۶۰ تن مناسب می باشد. در نتیجه، اواپراتور بریز در مقایسه با سایر اواپراتور ها فضای کمتری را اشغال می کند. بنابراین، این خصوصیات را می توان، مزیت مهمی در بارگیری و نصب چیلر به شمار آورد. به دلیل باریک بودن مسیر جریان در بین صفحات اواپراتور بریز ، این مسیرها در برابر رسوبات و گرفتگی بسیار مستعد می باشد. جهت حذف ذرات ریز و آلودگی های موجود در سیال بهتر است از صافی های استاندارد و معتبر استفاده گردد و سالانه یا چند ماه یک بار رسوب زدایی ( رسوب گیری ) انجام شود متاسفانه، در اواپراتور بریز، امکان طراحی بخش تمیز کننده داخلی به صورت مکانیکی وجود ندارد.

برش پوسته اواپراتور پوسته و لوله

اواپراتور پوسته و لوله انبساط مستقیم (Direct Expansion (DX) Shell and Tube)

اواپراتور پوسته و لوله انبساط مستقیم، از مجموعه لوله هایی در داخل پوسته ای استوانه ای شکل، تشکیل شده است. در این نوع اواپراتور ، مبرد از طریق لوله و آب در اطراف لوله و در داخل پوسته جریان دارد. در حالیکه، حرارت از سیال گرم تر به مبرد سردتر انتقال می یابد. مبرد موجود در لوله ها به بخار تبدیل شده و آب سردتر می گردد. صفحات بافل موجود در داخل پوسته به آب در جریان در پوسته جهت دهی داده و سبب پیدایش جریان آشفته در پوسته می شود. بنابراین، این آشفتگی میزان انتقال حرارت را بین آب و مبرد افزایش می دهد.

چگونگی مونتاژ لوله ها در ساخت اواپراتور چیلر تراکمی

معمولا در طراحی انواع چیلرهای تراکمی ( انواع چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک ) با کمپرسور رفت و برگشتی ( چیلر تراکمی رفت و برگشتی ) و کمپرسور اسکرال ( چیلر تراکمی اسکرال ) ، از اواپراتور پوسته و لوله انبساط مستقیم استفاده می شود. در اواپراتور پوسته و لوله امکان تمیز کردن مکانیکی مسیر عبوری آب وجود داشته اما به دلیل وجود بفل در داخل پوسته، نمی توان پوسته را به صورت مکانیکی تمیز کرد.

اواپراتور پوسته و لوله سیلابی

اواپراتور پوسته و لوله سیلابی (Flooded Shell and Tube)

اواپراتور پوسته و لوله سیلابی ، از مجموعه لوله هایی در داخل پوسته ای استوانه ای شکل، تشکیل شده است. اواپراتور چیلر از نوع پوسته و لوله سیلابی تحت عنوان کولر سیلابی نیز شناخته می شوند. در اواپراتور سیلابی، آب یا مخلوط آب و ضد یخ در داخل لوله ها جریان داشته، در حالیکه مبرد در داخل پوسته در حرکت است.

محلول مبرد به صورت یکنواخت در امتداد پایین کولر توزیع می شود. انواع چیلر با اواپراتور پوسته و لوله سیلابی تمایل به کمپرسوری با بازده زیاد نظیر کمپرسور سانتریفیوژ را درار می باشد. زیرا، بازده اواپراتور سیلابی از نظر طراحی در مقایسه با اواپراتور صفحه ای و اواپراتور پوسته و لوله انبساط مستقیم کمتر است. تعداد لوله های گذرنده از داخل مجرا در اواپراتور پوسته و لوله قابل تغییر می باشد و با افزایش تعداد لوله ها میزان سرعت و آشفتگی افزایش یافته و این امرکمک به بهبود بازده مبدل حرارتی می کند.

نصب اواپراتور پوسته و لوله در چیلر تراکمی

مزایا و معایب انواع اواپراتور چیلر

در این بخش مزایا و معایب سه نوع اواپراتور چیلر در یک جدول به صورت مختصر به شرح ذیل آورده شده است.

شرح خدمات ساخت اواپراتور چیلر

• بررسی نیاز بار برودتی ساختمان یا فرآیند
• انتخاب و ساخت اواپراتور چیلر پوسته و لوله متناسب با ظرفیت چیلر
• انتخاب جنس کویل ها ، لوله ها و صفحه اواپراتور
• استفاده از لوله های مسی لینر گروو در ساخت اواپراتور چیلر
• ساخت اواپراتور چیلر براساس مدل فین ستاره ای
• ساخت اواپراتور چیلر چند مداره
• ساخت اواپراتور چیلر از تناژ 5 تن تا 400 تن
• ساخت اواپراتور چیلر های زیر صفر و بالای صفر

نمونه ای از چیلر تراکمی به همراه اواپراتور پوسته و لوله

امکان بازدید از فرآیند تولید و خرید متریال استفاده شده در ساخت اواپراتور چیلر برای کارفرما وجود دارد. تست نهایی در حضور کارفرما برای کلیه متریال ها و اجزا انجام می پذیرد.

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”