Evaparatörler

Evaporatörler ( Buharlaştırıcı- Soğutucu )

Bir soğutma sisteminde evaporatörler sıvı soğutkanın buharlaştığı ve bu sırada bulunduğu ortamdan ısıyı aldığı cihazdır. Diğer bir ifadeyle, evaporatör bir soğutucu’ dur. Kondanserden direkt olarak veya soğutkan deposundan geçerek ve direkt ekpansiyonlu sistemlerde (kuru tip ) ekpansiyon valfi, kılcal boru veya benzer bir basınç düşürücü elemanda adyabatik olarak genişledikten sonra evaporatöre ısı alarak buharlaşan soğutucu akışkanın büyük bir kısmı sıvı haldedir. Evaporatörde ısı alarak buharlaşan soğutucu akışkana, emiş tarafına geçmeden önce bir miktar daha ısı verilmesi ve 3-8 ˚C arasında kızgınlık verilerek kızgın buhar durumuna gelmesinin birçok faydaları vardır. Bunların en başında kompresöre büyük zarar verebilen sıvı soğutucu akışkanın kompresöre gelmesi olarak gösterilebilir. Sıvı taşmalı tip evaporatörlerde ise soğutucu akışkan evaporatörlerde sıvı halde bulunur ve ısıyı alarak buharlaşan bir kısmı sıvı- buhar ayrıştırıcısından (surge tank ) geçtikten ve sıvı kısmı ayrıldıktan sonra buhar halinde kompresöre ulaşır. Sıvı soğutkanın evaporatöre beslenmesi seviye kumandalı ( flatörlü, manyetikli, vs. )bir vana ile yapılır. Sıvı ayrıştırıcı tankta biriken sıvı soğtucu akışkan evaporatöre tekrar gönderilir ve soğutma işlevini tekrar yerine getirir. Direkt veya sıvıtaşmalı tertiplerde çalışan evaporatölerin hepsinde de soğutucu akışkanın basıncı, kondanser tarafındaki basınca oranla çok daha düşüktür. Bu nedenle, evaporatör tarafına sistemin alçak basınç tarafı adı verilir.

Evaporatörün yapısı ; soğutucu akışkanın iyi ve çabuk buharlaşmasını sağlayacak, soğutulan maddenin (Hava, Su, Salamura, Vs. ) ısısını iyi bir ısı geçişi sağlayarak, yüksek verimle alacak ve soğutucu akışkanın giriş ve çıkıştaki basınç farkını (kayıpları ) en düşük seviyede tutacak tarzda dizayn edilmelidir. Ancak , bunlardan sonnuncusu ilk ikisiyle genellikle ters düşmektedir.Şöyle ki ; iyi bir ısı geçişi ve iyi bir buharlaşma için gerekli şartlariç ve dış yüzeylerin daha girintili çıkıntılı ve daha kolay ıslanır (kılcallığı fazla ) olmasını gerektirirken bu durum basınç kayıplarını artırmaktadır. Bu nedenle evaporatör dizaynı geniş tecrübe ve dikkat isteyen, ayrıca deneylere sık sık başvrulan bir çalışma şeklini getirir. Bu çalışmaların yönlendirilmesinde en başta gelen etken soğutulan maddenin cinsi ve fazıdır. Ayrıca, soğutucu akışkan ısı alışverişi yaparken içinde bulunduğu ve hareket ettiği hacmin durumu da evaporatör dizaynında önemli değişikliklerden meydana getirmektedir. Burada soğutucu akışkanın bir boru serpantin içerisinde hareket etmesi ve soğutulacak maddenin boruların dışından geçmesi veya bunun tersi söz konusu olmaktadır ki bunlardan ilki genellikle kuru tip direkt ekspansiyonlu evaporatörlerde, ikincisi ise sıvı taşmalı tip evaporatörlerde uygulanmaktadır. Soğutkanın boru içinden geçmesi halinde, akış hızının artırılmasının içteki film katsayısını ve dolayısıyla ısı geçişini artırıcı yönde bir etkisi beklenir., fakat bu durum soğutucu akışkanın basınç kayıplarını artıracağı için akışdebisini azaltacak ve kapasiteyi düşürecektir. Burada, her iki etkenin durumu beraberce göz önünde bulundurulup ısıl geçiş ve ısıl kapasitenin optimum olduğu değerler saptanmalıdır.

Tavsiye Edilen Maksimum Oda-Serpantin Yüzey Sıcaklık Farkları ve Mal Üzerindeki Hava Hızları

• Serpantin yüzey sıcaklığı ile evaporasyon sıcaklığı arasındaki fark ortalama 2-3 ˚C arasında alınabilir.

• Konserve kutusunda veya şişe içinde, nem geçmez şekilde konulan maddeler için sıcaklık farkı sınırlamasına gerek yoktur.

  Oda-Evap sıcaklık farkında muhafaza edilecek ortalama oda nem seviyeleri

Bir soğutulmuş hacimde, sıcaklığın en düşük olduğu yer şüphesiz evaporatörün yüzeyidir. Bu nedenle, oda nem, yeterli seviyede ise , oda havası evaporatörden geçerken çiğ nokta sıcaklığının altına düşerek içerisindeki nem yoğuşmaya başlayacaktır. Hatta, evaporatör yüzey sıcaklığı 0 ˚C ‘ nin altında ise bu nem donacaktır. Oda sıcaklığı ile avaporasyon sıcaklığı farkını belirli sınırlar altında tutmak suretiyle, orda relatif rutubetini de belirli bir seviyede tutmak mümkündür. Yukarıdaki tablo bu değerleri, normal bir orda veya dolap için vermektedir.

Ünit soğutucular, sıfır derecenin altındaki oda sıcaklıklarında kar eritme ( defrost ) tertibatıyla teçhiz edilmelidirler. Aksi halde kanat aralarında donan su, kısa sürede kısa sürede hava hareketini azaltıp hatta tamamen durdurarak soğutma işleminin devamlılığını engellemiş olur. Kanat aralıklarının geniş tutulması bir dereceye kadar karlanma süresinin (defrost )uzun olmasına yardım edecektir. Diğer yandan aşırı karlanma ihtimali olan uygulamarda kanatsız, tamamen düz boru veya pleyt- levha soğutucu kullanılması ve fanlarla hava sirkülasyonu sağlanması çözüm getirebilir. 0 ˚C’ nin üzerindeki soğutucu yüzey sıcaklıklarında metrede 236 ila 315 kanat bulunması iyi sonuş vermektedir. 0 ˚C’ nin altındaki sıcaklıklarda ve relatif nem seviyeleri de yüksek ise kanat adedi 150, 100 hatta 80 adet/metre değerlerine düşürülebilir.