اواپراتور و کندانسور
اواپراتور و کندانسور در سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع
دسته اواپراتور و کندانسور در سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع، یکی از کلیدیترین بخشهای طراحی و انتخاب تجهیزات برودتی است. این دو تجهیز، نقش اصلی را در فرآیند انتقال حرارت بر عهده دارند؛ اواپراتور وظیفه جذب گرما و کندانسور وظیفه دفع گرما را بر عهده دارد. عملکرد درست این دو جزء، مستقیماً بر راندمان انرژی، ظرفیت واقعی و طول عمر سیستم تأثیر میگذارد.
اواپراتور چیست؟ (Evaporator)
اواپراتور مبدلی است که در آن مبرد با دریافت گرما از محیط یا سیال، تبخیر میشود. در این بخش، مبرد مایع کمفشار وارد شده و با جذب حرارت، به حالت گاز در میآید. اواپراتور میتواند گرما را از هوا، آب یا سایر سیالات فرآیندی جذب کند؛ بسته به نوع کاربرد، شکل و ساختار اواپراتور تغییر میکند.
انواع اواپراتور
۱. اواپراتور هوایی (Air Cooler / Air Evaporator)
این نوع اواپراتور در سردخانهها، اتاقهای نگهداری مواد غذایی، تونلهای انجماد و ویترینهای برودتی استفاده میشود. ویژگیها:
- دارای فن محوری یا سانتریفیوژ برای عبور هوا از روی کویل
- کویل لوله مسی با فین آلومینیوم
- قابل طراحی برای دماهای بالاصفر و زیرصفر
- نیاز به سیستم دیفراست (برفکزدایی) در کاربردهای زیرصفر
۲. اواپراتور صفحهای (Plate Evaporator)
در سیستمهایی که فضای محدود و راندمان بالا مهم است، از مبدلهای صفحهای بهعنوان اواپراتور استفاده میشود. این نوع اواپراتور در چیلرهای کوچک، هیتپمپها و برخی سیستمهای DX کاربرد دارد.
۳. اواپراتور شل اند تیوب (Shell & Tube Evaporator)
یکی از رایجترین انواع اواپراتور در چیلرهای صنعتی و تهویه مطبوع است. در این ساختار، مبرد در پوسته و آب یا محلول گلیکول در داخل لولهها جریان دارد (یا برعکس)، و تبادل حرارت بین آنها صورت میگیرد. ویژگیها:
- قابل سرویس و رسوبزدایی
- مناسب برای ظرفیتهای بالا
- مقاوم در برابر فشار و دمای کاری
۴. کویلهای اواپراتور در اسپلیت و VRF
در کولرهای گازی، اسپلیتها و سیستمهای VRF، یونیت داخلی در واقع یک اواپراتور هوایی است که هوای اتاق را سرد کرده و به فضا میدمد.
کندانسور چیست؟ (Condenser)
کندانسور مبدلی است که در آن مبرد داغ و پرفشار، با از دست دادن گرما به محیط، از حالت بخار به حالت مایع تبدیل میشود. این بخش در سمت تخلیه کمپرسور قرار داشته و گرمای جذبشده در اواپراتور + کار کمپرسور را به محیط دفع میکند.
انواع کندانسور
۱. کندانسور هوایی (Air Cooled Condenser)
در این نوع، دفع حرارت به کمک هوای محیط انجام میشود. ویژگیها:
- مناسب برای چیلر هواخنک، سردخانههای هوایی و یونیتهای برودتی مستقل
- استفاده از فن محوری یا سانتریفیوژ
- عدم نیاز به برج خنککن و مدار آب
- حساسیت به دمای محیط؛ در مناطق گرم، باید سطح انتقال حرارت مناسب در نظر گرفته شود
۲. کندانسور آبی (Water Cooled Condenser)
در این نوع، دفع حرارت توسط آب در گردش انجام میشود؛ این آب معمولاً توسط برج خنککن (Cooling Tower) سرد میشود. رایجترین ساختار این نوع، شل اند تیوب است. مزایا:
- راندمان بالاتر نسبت به کندانسور هوایی
- مناسب برای پروژههای بزرگ و صنعتی
- پایداری بیشتر در مناطق با آبوهوای گرم
۳. کندانسور صفحهای (Plate Condenser)
در پروژههای خاص با محدودیت فضا یا نیاز به تبادل حرارت بالا، از مبدلهای صفحهای بهعنوان کندانسور استفاده میشود. این نوع در برخی هیتپمپها و سیستمهای خاص کاربری دارد.
نقش اواپراتور و کندانسور در سیکل تبرید
در سیکل تبرید تراکمی، چهار جزء اصلی وجود دارد: کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور. ترتیب عملکرد بهصورت زیر است:
- کمپرسور، مبرد را فشرده کرده و دمای آن را افزایش میدهد.
- در کندانسور، مبرد داغ گرمای خود را به هوا یا آب داده و مایع میشود.
- مبرد مایع از شیر انبساط عبور کرده و فشار آن کاهش مییابد.
- در اواپراتور، مبرد با جذب گرما از محیط، تبخیر میشود و عمل سرمایش انجام میگیرد.
بنابراین، اواپراتور و کندانسور دو سر اصلی تبادل حرارت در سیستم تبرید هستند؛ یکی برای سرمایش و دیگری برای دفع گرما.
زیرمجموعههای دسته اواپراتور و کندانسور
در یک ساختار دستهبندی مهندسی، میتوان زیرمجموعههای زیر را برای این دسته در نظر گرفت:
زیرمجموعههای اواپراتور
- اواپراتور هوایی سردخانه (بالاصفر و زیرصفر)
- اواپراتور شل اند تیوب چیلر
- اواپراتور صفحهای (Plate)
- کویل اواپراتور اسپلیت و VRF
زیرمجموعههای کندانسور
- کندانسور هوایی چندفن
- کندانسور آبی (Shell & Tube)
- کندانسور صفحهای
- کندانسور یونیتهای سردخانه و یخچال صنعتی
نکات مهندسی در انتخاب اواپراتور و کندانسور
- نوع مبرد: R22، R404A، R134a، R410A و …
- دمای تبخیر و تقطیر: بر اساس نوع کاربرد (سردخانه زیرصفر، چیلر تهویه، تونل انجماد و …)
- شرایط اقلیمی: دمای هوای محیط برای کندانسور هوایی و دمای آب برج برای کندانسور آبی
- ظرفیت برودتی: تطبیق ظرفیت اواپراتور و کندانسور با کمپرسور و بار حرارتی
- جنس و پوشش کویل: لوله مسی، فین آلومینیوم، فین بلوفین یا گلدفین برای جلوگیری از خوردگی
- افت فشار و جریان: در مبدلهای شل اند تیوب و صفحهای، افت فشار آب و مبرد باید در محدوده مجاز باشد.
- دسترسی سرویس: امکان شستوشو، رسوبزدایی و سرویس دورهای
کاربردها
اواپراتور و کندانسور در طیف گستردهای از سیستمها استفاده میشوند:
- سردخانههای بالاصفر و زیرصفر
- چیلرهای صنعتی و تهویه مطبوع
- یخچالها و فریزرهای صنعتی و فروشگاهی
- روفتاپ پکیج و یونیتهای DX
- تونلهای انجماد
- سیستمهای هیتپمپ و VRF
جمعبندی
اواپراتور و کندانسور دو ستون اصلی هر سیستم تبریدی و تهویه مطبوع هستند. اواپراتور گرما را از محیط یا فرآیند جذب میکند و کندانسور آن را به محیط بیرون دفع مینماید. انتخاب صحیح نوع اواپراتور (هوایی، شل اند تیوب، صفحهای) و نوع کندانسور (هوایی، آبی یا صفحهای)، متناسب با مبرد، ظرفیت، شرایط اقلیمی و نوع کاربری، تأثیر مستقیم بر راندمان، مصرف انرژی و طول عمر کل سیستم دارد. دسته «اواپراتور و کندانسور» در MTM Part میتواند بهعنوان مرجع انتخاب و خرید این تجهیزات حیاتی برای پروژههای سردخانهای، چیلری و تهویه مطبوع مورد استفاده مهندسان و مجریان قرار گیرد.