Soğutma evaporatörü, soğutucu akışkanın düşük sıcaklıkta, dolayısıyla düşük basınçta buharlaştırıldığı her tür ısı eşanjörüne verilen addır. Bu basınç, alçak basınç devresine gaz veya su buharı kaçmasını önlemek için genellikle atmosfer basıncının üzerindedir. Evaporatör, soğutulan ortamdaki ısının alındığı soğutma devresi elemanıdır. Soğutucu akışkanın buharlaşması için gereken ısıyı havadan (doğrudan genleşmeli sistemler), bir sıvıdan (genellikle su) veya bir çözeltiden alabilir. Et sektöründe bu çözelti ikincil soğutucu olarak kullanılır ve soğutulan oda içindeki hava soğutucudan dolaştırılır.
Burada yalnızca ilk çalışma biçimi, yani soğutucu akışkanın buharlaşmasıyla havanın doğrudan soğutulması anlatılacaktır; çünkü ikincil soğutuculu tesisler, çok amaçlı soğutma tesislerinde olduğu gibi soğuk rezervi biriktirmek gerektiğinde kurulur. Doğrudan genleşme daha az ilk yatırım gerektirir ve güç tüketimi genellikle daha düşüktür, çünkü birincil soğutucu ile hava arasındaki sıcaklık farkı ikincil akışkanlı sistemlere göre daha azdır.
Hava Soğutmalı Soğutma Evaporatörleri
Evaporatörler, hava hareketinin hava yoğunluğu farklarıyla sağlandığı doğal taşınımla veya havanın soğutucu üzerinden geçişini hızlandırmak ve soğuk oda içindeki dağılımını kolaylaştırmak için fan ya da üfleyici kullanılan zorlanmış (mekanik) taşınımla çalışabilir.
Doğal taşınımlı sistemlerin iki temel avantajı vardır: hava dolaşımı için enerji gerekmez ve hava hızları çok daha düşük, bağıl nem yüksek olduğundan ürünün kuruması çok daha azdır. Elbette bazı sakıncaları da vardır: birincisi defrost işlemi, ikincisi ve daha önemlisi, evaporatör üzerindeki düşük hava hızları nedeniyle toplam ısı geçiş katsayısının düşük olmasıdır. Bu durum geniş ısı değişim yüzeyi gerektirir ve üniteleri hacimli ve çok pahalı hale getirir. Soğuk odaya montaj dahil maliyetleri, zorlanmış taşınımlı evaporatörün üç ila dört katıdır; çünkü ısı değişim yüzeyi daha geniştir, boru üretim maliyeti yüksektir ve odaya montajı zor ve zaman alıcıdır.
Doğal taşınımlı ızgaralar, iyi hava dolaşımı için yeterli boşluk bırakılarak (asla 8 cm’den az olmamalı) tavanın altına eşit şekilde dağıtılabilir; tavanda yeterli yer yoksa oda duvarları boyunca da yerleştirilebilir. Fabrikada üretilmiş serpantin ve perde grupları kurulumu kolaylaştırır ve neredeyse tüm doğal taşınım uygulamalarında kullanılabilir.
Zorlanmış taşınımlı veya cebri hava akımlı evaporatörler geliştirilmiştir, çünkü serpantinler üzerindeki hızlı hava dolaşımıyla elde edilen yüksek toplam ısı geçiş katsayısı, evaporatör yüzey alanının büyük ölçüde küçültülmesini sağlar. Ayrıca soğutma kapasiteleri de yüksektir.
Yüksek ısı geçiş katsayısı elde etmek için evaporatörden geçen hava hızı 1,5 ile 3 m/s aralığında olmalıdır. Ancak üst sınırın (3 m/s) üzerinde, elektrikli fan motorunun ürettiği ısının soğutma kapasitesindeki artışı aşacağı unutulmamalıdır. Ayrıca 3 m/s üzerindeki hızlar, serpantinlerde biriken nemi ürüne doğru taşıma eğilimindedir. Üfleme mesafesi, soğuk depoda düzgün hava dolaşımı ve eşit sıcaklık dağılımı sağlayacak kadar uzun olmalıdır.
Soğutma Evaporatörü
Serpantinler, kompakt bir elemanda geniş ısı değişim alanı oluşturmak için üretilen kanatlı borulardır. Boru ile kanatlar arasında iyi bir ısıl temas sağlanmalıdır (lehimleme, boru genişletilerek kanatların boru yüzeyine oturtulması, kanat yakalarının düzeltilerek sabitlenmesi). Kanat boyutu ve aralığı çalışma koşullarına, temelde de çalışma sıcaklığına bağlıdır.
Kanat yüksekliği genellikle boru çapına eşit olmalı, kanat kalınlığı da mekanik dayanım sağlayacak kadar (0,7-1 mm) olmalıdır. Buz tıkanması riskini en aza indirmek için kanat aralığı soğuk odalarda 6 ile 10 mm veya daha fazla, donmuş muhafaza odalarında 15 mm veya daha fazladır. Hava akışının tıkanmasını önlemek için kanatlar bazen serpantinin hava girişinde daha geniş aralıklı yapılır ve bu bölüm kırağı tutan bir eleman gibi çalışır.
