ساخت دستگاه اواپراتور

اواپراتور چیست و چه نقشی در تهویه مطبوع اتاق تمیز دارد؟

اواپراتور (Evaporator) یکی از اصلی‌ترن قطعات دستگاه تهویه هوا و سیستم تبرید است که با جذب گرما و تبخیر مایع مبرد، باعث جذب دمای یک محیط می‌شود. درواقع این دستگاه با جذب رطوبت و گرمای یک محیط، هوای سرد و خشک را به آن محیط برمی‌گرداند. این قابلیت برای اتاق‌های که نیاز به هوای خشک و سرد دارند بسیار ضروری است.
در اتاق‌های تمیز یا (Cleanroom) بیشتر از هرچیز به هوای خشک و بدون رطوبت نیاز داریم. چون این محیط‌ها نگه‌دارنده ذرات معلق و آلاینده‌ها هستند. در چنین شرایطی به یک محیط سرد و خشک نیاز دارند که بتوانند ذرات آلاینده خود را به خوبی حفظ کنند. بدین ترتیب اواپراتور به عنوان یکی از تجهیزات اتاق تمیز می‌تواند با جذب گرما و رطوبت یک محیط، هوای سرد را به اتاق تحویل داده و شرایط را برای نگه‌داری آلاینده‌ها و ذرات معلق بهتر کند. درواقع این دستگاه به عنوان سیستم سرمایشی کلین روم یا اتاق تمیز کار می‌کند.

انواع اوپراتورهای مورد استفاده در کلین روم

برای استفاده از اواپراتور کلین روم گزینه‌های زیادی دارید. درواقع اواپراتور یکی از اصلی‌ترین تجهیزات تهویه کلین روم است که می‌توانید هرکدام از آنها را برای استفاده در اتاق تمیز بکار بگیرید. شما می‌توانید هرکدام از این اواپراتورها را را براساس ویژگی‌ها و مزیت‌های متفاوت انتخاب کنید. در بخش زیر با انواع اواپراتور آشنا خواهیم شد:

اواپراتور با کویل DX (Direct Expansion Coil Evaporator)

این نوع از اواپراتور‌ اتاق تمیز بیشتر در کلین روم‌هایی که فضای نسبتا متوسطی دارند استفاده می‌شوند. نحوه عملکرد این دستگاه‌ها هم به شکلی است که مبرد به صورت مستقیم و بدون هیچ روند خاصی، در کویل تبخیر می‌شود. این نوع اواپراتور به دلیل سیستم ساده و مستقیمی که دارد، بسیار کم هزینه است. البته بد نیست به این نکته هم اشاره کنیم که در مقایسه با بقیه اواپراتورها، از دقت و توجه کمتری برخوردار است.

اواپراتور فن‌دار (Blower-Coil Evaporator)

احتمالا اواپراتورهای فن‌دار را در مکان‌های مختلفی دیده‌اید، اما در قالب یک دستگاه تسویه هوا. این نوع از اواپراتور‌ها برای پخش کردن هوای خنک در تمام محیط استفاده می‌شوند. به دلیل پخش یکنواخت هوای خنک در تمام محیط، کم و زیاد شدن دمای هوا را کاهش می‌دهند و می‌توانند هوای محیط را به یک دمای مشخص و حداقل برسانند.

اواپراتور غوطه‌وری (Immersion Evaporator)

گاهی اوقات از اواپراتورها در آزمایشگاه‌ها مخصوص استفاده می‌شود. اما نکته جالب اینجاست که از این دستگاه‌ها برای خنک کردن محلول های مختلف هم استفاده می‌شود. در این شرایط نوع اواپراتور باید کاملا متفاوت باشد. اواپراتور غوطه‌وری دقیقا همان دستگاهی است که می‌تواند در محلول‌های متفاوت غوطه‌ور شده، و اصلا خراب نشود. این اواپراتور در محلول‌ها قرار گرفته و حرارت آنها را به خود جذب می‌کند.
درواقع به زبان ساده‌تر، این نوع از اواپراتور وظیفه خنک‌سازی محلول‌های آزمایشگاهی را بر عهده دارد. به همین دلیل کسانی که با این دستگاه کار می‌کنند، باید مداوم آن را تمیزکاری کنند که عملکرد بهتری داشته باشد. اصلی‌ترین قابلیت استفاده این اواپراتور، در آزمایشگاه‌های مختلف است.

اواپراتور صفحه‌ای (Plate Evaporator)

برخی از اواپراتورها به شکلی ساخته شده‌اند که می‌توانند از صفحات فلزی بسیار نازک برای انتقال گرما و تبدیل آن به دمای سرد و خشک استفاده کنند. اواپراتور صفحه‌ای دقیقا همین نوع است. این اواپراتور اتاق تمیز باوجود اندازه کوچکی که دارد، بازدهی حرارتی بسیار بالایی دارد. البته باید بگوییم برای اتاق تمیزهای که محیط کوچک‌تری دارند مناسب است.
یکی دیگر از مزیت‌های این اواپراتور، قابلیت نصب آسان و تمیزکاری بسیار ساده آن است. با نصب این نوع از اواپراتور دیگر نگران خرابی دستگاه خود نیستید، چون می‌توانید به راحتی آن را تمیز نگه دارید و به بهبود عملکرد آن کمک کنید.

اواپراتور آبی (Water-Cooled Evaporator)

شاید برایتان عجیب باشد، اما این اواپراتور از آب برای انتقال گرما استفاده می‌کند. همچنین در مقایسه با سایر اواپراتورها عملکرد بسیار بهتری دارد. به همین علت هم برای اتاق‌های تمیزی که حجم کاری بالایی دارند بسیار مناسب است. چون می‌تواند با هر میزان فعالیت، محیط مناسبی برای نگهداری ذرات معلق ایجاد کند.
البته باید به این نکته هم اشاره کنیم که به دلیل فعالیت‌های مداومی که دارد، به یک برج خنک کننده، یا (cooling tower) نیازمند است. کلین روم‌هایی که نیاز به کنترل دقیق دما دارند، می‌توانند از این نوع اواپراتور استفاده کنند.

اواپراتور هوایی (Air-Cooled Evaporator)

یکی از ساده‌ترین و قابلت دسترس‌ترین اواپراتورها، اواپراتور هوایی است. این اواپراتور با استفاده از هوا کار می‌کند. همچنین برای محیط‌هایی که دسترسی محدودی به آب دارند بسیار مناسب است. این اواپراتور با کمک هوا، گرما را از محیط جذب کرده و هوای خشک و سرد ایجاد می‌کند.
این اواپراتور در سیستم‌های که نیاز دارند بار سرمایشی خود را تا میزان متوسطی کاهش دهند مناسب است. البته باید به این نکته اشاره کنیم که برای جلوگیری از انتشار ذرات معلق در اتاق تمیز، نیاز به تنظیم و فیلتراسیون درست و اصولی دارد.

راهنمای طراحی و ساخت اواپراتور با کارایی بالا

برای اینکه بتوانید یک اواپراتور اتاق تمیز مناسب انتخاب کنید، باید به چند نکته اساسی و خیلی مهم دقت داشته باشید. اولین قدم انتخاب نوع اواپراتور است. درواقع شما باید بسته به مکان و کاری که می‌خواهید انجام دهید، نوع اواپراتور خود را انتخاب کنید. چون برخی از اواپراتورها مخصوص اتاق های تمیز بزرگ، کوچک و حتی متوسط است. پس باید به محیط خود دقت کنید.
در دومین قدم باید میزان انتقال حرارت را انتخاب کنید. زمانی که بتوانید نوع اواپراتور خود را انتخاب کنید، می‌توانید خیلی راحت بفهمید که میزان حرارتی که با هر دوره کار منتقل می‌شود، چقدر است. البته در محاسبه این میزان باید اختلاف دمای مؤثر، ضریب انتقال حرارت و سطح مورد نیاز برای تبادل حرارت را موردتوجه داشته باشید.
در مرحله بعدی نوبت به انتخاب مواد برای ساخت دستگاه اواپراتور می‌رسد. در این مرحله باید باتوجه به چیزی که مدنظر دارید، بهترین نوع مواد را انتخاب کنید. سپس می‌توانید فین‌ها و لوله‌های دستگاه‌ را با استفاده از اطلاعاتی که دارید و با کمک از نرم‌افزارهای مختلف طراحی کنید. در قدم بعدی نوبت به بهینه‌سازی جریان مبرد می‌رسد. بهتر است بگوییم طراحی لوله‌ها، فین‌ها و تک تک اجزای اواپراتور باید به شکلی باشد که جریان هوا و حرارت به خوبی در تمام اجزا منتقل شود. در آخرین قدم، می‌توانید با آزمون و خطا، موارد اشتباه کار خود را تشخیص داده و آن را رفع کنید.

ویژگی‌های یک اواپراتور استاندارد برای کلین روم

یک اواپراتور استاندارد باید ویژگی‌های درست و اصولی داشته باشد که اشخاص بتوانند از آن استفاده کنند. درواقع همین ویژگی‌های درست و اصولی است که می‌تواند منجر به عملکرد درست دستگاه هم شود. یک اواپراتور اتاق تمیز باید قبل از هر چیز توانایی کنترل دما و تبدیل آن به هوای خنک و سرد را داشته باشد. عموما وظیفه اواپراتور تبدیل رطوبت و حرارت به هوای سرد و خشک برای نگهداری ذرات معلق است، پس هر اواپراتور باید بتواند دمای محیط را کنترل کرده و به خوبی آن را تبدیل کند.
دومین ویژگی یک اواپراتور مناسب، استفاده از مواد مقاوم و درجه یک برای ساخت محصول و البته طراحی درست و هوشمندانه است. تصور کنید یک اواپراتور طراحی و ساخته‌اید که در ظاهر بسیار کاربردی و خوب است، اما هنگامی که قصد استفاده از آن را دارید، عملکرد مناسبی از خود نشان نمی‌دهد. به‌نظر شما مشکل این موضوع از کجاست؟ مسلما داشتن متریال مناسب در ساخت اواپراتور و طراحی درست اصلی ترین عواملی است که باعث عملکرد درست اواپراتور می‌شود. پس یادتان باشد حتما مواد مناسب و طراحتی خوبی برای اواپراتور خود داشته باشید.
ویژگی بعدی یک اواپراتور استاندارد، قابلیت بهینه‌ بودن آن است. به زبان ساده‌تر، یک اواپراتور باید کاملا بهینه طراحی شده باشد، در این صورت می‌توان انتظار داشت که عملکرد خوبی از خود نشان دهد. در حالت کلی، یک اواپراتور مناسب و استاندارد باید باتوجه به محیط مورد استفاده و اهداف اشخاص از استفاده طراحی و ساخته شود. در این صورت می‌توانید مطمئن باشید محصولی دارید که عملکرد خوبی هم دارد.

نگهداری و تعویض قطعات اواپراتور

گاهی اوقات دستگاه اواپراتور نیاز به تمیزکاری یا حتی تعویض قطعات دارد. فرایند تعویض قطعات دستگاه اواپراتور کار راحتی نیست. به همین دلیل هم این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که دستگاه اواپراتور اتاق تمیز بیش از حد کار کرده باشد، یا خودتان قصد تمیزکاری و تعویض قطعات فرسوده آن را داشته باشید. برای تمیزکاری این دستگاه باید قبل از هرچیز فین‌ها و لوله‌های آن را تمیز کنید.
برای تمیزکاری این قطعات باید از آب خنک و تمیز با برس‌های نرم استفاده کنید. همچنین در این تمیزکاری باید نشتی‌های احتمالی لوله‌ها را بررسی کنید. چون اگر در لوله‌ها نشتی ایجاد شود، عملکرد دستگاه اواپراتور کاهش می‌یابد. در مراحل بعدی باید دمای دستگاه، میزان انتقال گرما و تبدیل آن به هوای خنک را چک کنید. این کار باعث می‌شود خیالتان از بابت موتور دستگاه راحت باشد.
اما برای تعویض قطعات دستگاه اواپراتور، باید به این موضوع دقت داشته باشید که هر قطعه چه میزان کارکردی داشته و آیا واقعا نیاز به تعویض دارد یا خیر، چون اگر به هر دلیلی اشتباها قطعات این دستگاه را تعویض کنید، به مرور زمان عملکرد کلی دستگاه هم کمتر می‌شود. اصلی‌ترین قطعه دستگاه اواپراتور که نیاز به تعویض دارد، فیلترهای HEPA یا ULPA هستند. چون این فیلترها در محیط‌های حساسی مثل اتاق‌های تمیز عملکرد بیشتری دارند و باید تعویض شوند.

چرا از اواپراتور در دستگاه های مختلف استفاده می شود؟

اصلی‌ترین وظیفه دستگاه اواپراتور جذب گرما، تبدیل حرارت به دمای مناسب و ایجاد یک هوای مطلوب در محیط‌های بسته است. بسیاری از محیط‌ها و مکان‌هایی که امروزه با آن سروکار داریم، به چنین دستگاهی نیاز دارند که بتوانند دمای مناسبی داشته باشند. برای مثال سردخانه‌ها، محیط‌های نگهداری فراورده‌های غذایی وغیره، نیاز به محیط و دمای مناسبی دارند که بتوانند شرایط جوی خود را حفظ کنند.
دستگاه اواپراتور برای همین اهداف ساخته و استفاده می‌شود. مخصوصا در کلین روم‌ها که وظیفه نگهداری آلاینده‌ها در محیط مناسبی را دارند، استفاده از اواپراتور اتاق تمیز بسیار حائز اهمیت است. چون می‌تواند با ایجاد هوای سرد و خشک، آلاینده‌های مختلف را نگه داشته و به اشخاص کمک کند که در آزمایش‌های مختلف خود استفاده کنند.
نکته بسیار جالب‌تر درمورد موارد استفاده از اواپراتور این است که می‌توان از این دستگاه حتی در آزمایشگاه‌ها و برای خنک کردن محلول‌های مختلف استفاده کرد. شاید در نگاه اول اواپراتور دستگاه چندان مهمی نباشد، اما قطعا حالا که با عملکرد دقیق آن آشنا شده‌اید می‌توانید بفهمید چه نقش حیاتی در دستگاه‌ها و مکان‌های مختلف دارد.

در چه محیط هایی از اواپراتور استفاده می شود؟

از دستگاه اواپراتور در مکان‌های مختلفی استفاده می‌شود. درواقع به سبب عملکردی که این دستگاه دارد، در بسیاری از محیط‌های آزمایشگاهی و پزشکی قابل استفاده است. اما رایج‌ترین مکان‌های که اواپراتور را مستقیما استفاده می‌کنند، به شرح زیر هستند:
•    سیستم تهویه اتوبوس‌ها، قطارها و خودروهای شخصی 
•    ساختمان‌های تجاری، مسکونی ، اداری، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و کارخانه‌ها
•    یخچال‌های صنعتی و فریزرها، سردخانه‌های مواد غذایی، انبارهای نگهداری دارو
•    مراکز تحقیقاتی، کلین روم‌های تولید تجهیزات پزشکی، آزمایشگاه‌های داروسازی 

نتیجه گیری
امروزه دستگاه‌های بسیار متنوع و مختلفی وجود دارد که می‌تواند محیط را برای انواع آزمایش‌ها آماده کند. اما اینکه یک دستگاه با یک قابلیت، در مکان‌های مختلف استفاده شود بسیار جذاب است. دستگاه اواپراتور کلین روم یا اتاق تمیز همین محصول است که می‌تواند در بسیاری از مکان‌های مختلف با اهداف متفاوت استفاده شود. حال اگر شما هم در این عرصه‌ها فعالیت دارید، بد نیست فکری به حالت محیط کاری خود داشته باشید و از این محصول جذاب و کاربردی استفاده کنید.
همچنین اگر دوست دارید خودتان این محصول را بسازید، باید با اشخاص متخصص و باتجربه مشورت کنید. چون ساخت اواپراتور امری نیست که به تنهایی قابل انجام باشد. پس باید با مشاورین و اشخاص آگاه مشورت کنید که نتیجه دلخواه خود را به دست بیاورید. با اطلاعاتی که در این مقاله بیان شد، می‌توانید یک اواپراتور مناسب و کاربردی را خریداری کنید.