Buharlaştırıcı

Buharlaştırıcı (veya evaporatör), kaynama noktası farkından yararlanarak karışımları birbirinden ayırmayı sağlayan bir endüstriyel ekipmandır. Buharlaştırıcılar bir çözeltideki çözücü maddeyi veya bir sıvı karışımdaki daha düşük kaynama noktasına sahip bileşeni buharlaştırarak uzaklaştırılmasını sağlar. Neredeyse bütün endüstriyel işlemlerde çözücü bileşen sudur, suyun uzaklaştırılmasıyla daha derişik bir karışım elde edilmiş olur. Sıvı halde kalan derişik karışım genelde üründür. Buharlaşan bileşen su ise oluşan su buharı atmosfere verilebilir ya da içerdiği ısı sebebiyle endüstriyel süreçlerde tekrar kullanılabilir. Buharlaşan bileşen eğer su haricinde bir çözücü maddeyse değerli olduğundan ötürü uzaklaştırılmaz ve tekrar kullanılır.

Buharlaştırıcılar, soğutma sistemlerinde soğutucu akışkanın sıvı olarak girip buharlaşarak gaz hâle geçtiği bölüm olarak da kullanılır. Soğutucu akışkan, buharlaştırıcının kanallarına girdiğinde soğutulmak istenen maddenin ısısını soğurarak kaynamaya başlar. Bu sayede buharlaştırıcı soğutma sistemlerinin genel amacı olan soğutmayı gerçekleştirmiş olur.

Üreticiler, kullanıcıların ihtiyaçlarına cevap vermek amacıyla çok çeşitli evaporatörler geliştirmişlerdir. Vantilatörlü, serpantinli (fanlı) veya cebri konveksiyonlu tip evaporatör en çok kullanılanlardandır. Özel uygulamalar, temas donması için, yassı plaka yüzeylerin kullanımını gerektirebilirler. Ek yeri olmayan boru tesisatı, kenarlarından birbirine kaynaklı iki metal plakanın arsında şekillendirilir veya bu araya yerleştirilir ve plakaların arasındaki boşlukta vakum oluşturulur. Bu plakalar, gruplanarak soğutucuya bir seri akış kalıbı oluşturan raflar halinde de monte edilebilir.

Plakalı tip evaporatörler, küçük buzdolapları, dondurucular ve soda kaynakları gibi, seri üretimin ekonomik olduğu ve plakaların birçok şekle sokulabildiği yerlerde, geniş ölçüde kullanılmaktadır. Plakalı tip evaporatörler; düşük sıcaklıklı depo mahallerinin tesis edilmesinde de gruplar veya kümeler halinde monte edilir. Bu tip, kullanım ihtiyaçlarına bağlı olarak, seri veya paralel (boru) soğutucu akışkanı şeklinde bağlanabilir. Plakalı tip evaporatör, soğutmalı kamyon ve gemi depolarında, soğutulmuş ve dondurulmuş gıda ürünlerinin muhafazası için de kullanılır.

Çıplak borulu tip serpantin, bakır borulu yapılı küçük evaporatörlerde, hava veya bir sıvının soğutulması için kullanılabilirler. Çelik boru, soğutucu olarak amonyak kullanılan sistemlerdeki evaporatörlerde başka tip soğutucuları bulunduran büyük evaporatörlerde kullanılır. İnce bir hava tabakası, bir yalıtıcı gibi davranarak ve öncelikle yüzey alanına ve sıcaklık farkına bağlı olan ısı transferi işlemini yavaşlatarak, bir serpantinin yüzeyine yapışır. Bu ince hava tabakasının neden olduğu iletim kaybının üstesinden gelmek veya dengelemek için kullanılan metotlardan biri, yüzey alanını arttırmaktır. Evaporatör borularına kanatçık eklenmesiyle yapılabilir. Kanatçıkların eklenmesi hava tabakasını bertaraf etmez, hatta yapışıcı alanı arttırır, ancak ısı transferi içinde, serpantinin boyutunu arttırmaksızın daha fazla yüzey alanı sağlar.

Hava filminin sebep olduğu ısı transfer kaybını önlemenin diğer bir yolu, havanın evaporatör boyunca hızlı hareket etmesini sağlayacak bir fan veya vantilatör eklemektir. Bu tip evaporatör cebri soğutmalı evaporatördür. Serpantinin tasarım ve kullanımına bağlı olarak, fan, havalı serpantin boyunca hareketini, ya havanın indüklenmesiyle ya da zorla sirküle edilmesiyle sağlar. Bir fan kullanılması hava akışını ve havadan serpantinin içindeki soğutucuya olan ısı transferini arttırır. Çünkü büyük miktarda hava serpantinin yüzey alanıyla temas edecektir. Pek çok serpantin imalatçısı, ısı transferi ünitelerini şaşırtmalı boru sıraları şeklinde tasarlamışlardır. Böylece, bir vantilatörün kullanılmasıyla daha çok hava hacminin, ya boru yüzeyiyle ya da ona bağlı kanatçıklarla teması sağlanmış olur. Serpantindeki cebri veya indüklenmiş hava hareketinin sonucu, belli bir sürede daha çok havanın ısısını, serpantin içindeki soğutucuya bırakmasıdır.

Sıvı soğutmalı serpantinler; aynen hava soğutmalı serpantinler gibi, kullanım ve uygulama alanlarına bağlı olarak çeşitli şekilde tasarlanmıştır. Sıvılarla metaller arasında, hava ile metaller arasında olduğundan daha büyük ısı transferi olduğu için, bir [su] altı serpantininin, benzer koşullar altında, bir hava soğutmalı serpantini birkaç katı ısıyı çekme kapasitesi vardır. Sualtı serpantinler, soğutucuya ılık su veya diğer sıvılarla dolu kutular konulduğunda, “soğuk tutma” kapasitesinden çok yararlanılan su banyosu tip soğutucularda kullanılır.