Evaporatörler

Evaporatörler
Evaporatörler (Evaporatör - Soğutucu)

Bir soğutma sisteminde evaporatör, sıvı soğutucu akışkanın buharlaştığı ve ortamdan ısı aldığı cihazdır. Başka bir deyişle evaporatör bir soğutucu akışkandır. Doğrudan kondenserden veya soğutucu tankından geçerek buharlaşan ve doğrudan süspansiyonlu sistemlerde (kuru tip) süspansiyon vanası, kılcal boru veya benzeri bir basınç düşürücü elemanda adyabatik olarak genleştikten sonra evaporatöre ısı alarak buharlaşan soğutucu akışkanın büyük bir kısmı sıvı haldedir. Emiş tarafına geçmeden önce evaporatörde ısı alarak buharlaşan ve 3-8 ˚C arasında kızdırılarak kızgın buhar haline gelen soğutucu akışkana biraz daha fazla ısı vermenin birçok faydası vardır. Bunlardan en önemlisi kompresöre büyük zararlar verebilecek olan sıvı soğutucu akışkanın kompresöre gelmesidir.Sıvı taşmalı tip evaporatörlerde soğutucu akışkan evaporatörlerde sıvı halde bulunur ve sıvı-buhar ayırıcıdan (surge tank) geçip sıvı kısmı ayrıldıktan sonra buhar halinde kompresöre ulaşır. Sıvı soğutucu akışkan, seviye kontrollü (şamandıralı, manyetik vb.) bir vana ile evaporatöre beslenir. Sıvı ayırıcı tankta biriken sıvı soğutucu akışkan tekrar evaporatöre dönerek soğutma işlevini yerine getirir. Direkt veya sıvı akışlı sistemlerde çalışan tüm evaporatörlerde soğutucu akışkanın basıncı kondenser tarafındaki basınca göre çok daha düşüktür. Bu nedenle evaporatör tarafı sistemin alçak basınç tarafı olarak adlandırılır.

Evaporatörün yapısı, soğutucu akışkanın iyi ve hızlı buharlaşmasını sağlayacak, iyi bir ısı transferi sağlayarak soğutulan maddenin (Hava, Su, Salamura vb.) ısısını yüksek verimle alacak ve soğutucu akışkanın giriş ve çıkışındaki basınç farkını (kayıplarını) en düşük seviyede tutacak şekilde tasarlanmalıdır. Ancak bunlardan sonuncusu genellikle ilk ikisine ters düşer, yani; iyi ısı transferi ve iyi buharlaşma için gerekli koşullar iç ve dış yüzeylerin daha girintili ve çıkıntılı olmasını ve daha kolay ıslanmasını (daha fazla kılcallık) gerektirirken, bu durum basınç kayıplarını arttırır. Bu nedenle evaporatörün tasarımı geniş tecrübe ve dikkatin yanı sıra sık sık deneyler yapılmasını gerektirir. Bu çalışmalara yön veren faktörlerin başında soğutucu akışkanın cinsi ve fazı gelmektedir. Ayrıca soğutucu akışkanın ısı alışverişi yaparken hareket ettiği ve içinde bulunduğu hacmin durumu da evaporatörün tasarımında önemli değişiklikler yapar. Bu, soğutucu akışkanın bir tüp bobin içinden hareket etmesini ve soğutucu akışkanın tüplerin dışından geçmesini veya tam tersini içerir; ilki genellikle kuru doğrudan genleşmeli evaporatörlerde ve ikincisi sıvı taşma tipi evaporatörlerde uygulanır. Soğutucu akışkan borudan geçiyorsa, akış hızının artırılmasının iç film katsayısını ve dolayısıyla ısı transferini artırması beklenir, ancak bu, soğutucu akışkanın basınç kayıplarını artıracak, bu da akış hızını düşürecek ve kapasiteyi azaltacaktır. Burada, ısı transferi ve termal kapasitenin optimum değerlerini belirlemek için her iki faktör birlikte düşünülmelidir.