वाष्पीकरणकर्ता एवं संघननकर्ता के प्रकार

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I. कंडेनसरों के प्रकार एवं विशेषताएँ
कंडेनसरों को उनके शीतलन माध्यम के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – जल-शीतलित, वायु-शीतलित, एवं वाष्पीकरण-शीतलित। द्वितीय, वाष्पीकरणकर्ताओं का वर्गीकरण: ठंडा किए जाने वाले पदार्थ के प्रकार के आधार पर, वाष्पीकरणकर्ताओं को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: (1) तरल शीतलक वाले वाष्पीकरणकर्ता। तरल शीतलकों – जैसे पानी, लवणीय जल या इथिलीन ग्लाइकॉल के जलीय घोल – को ठंडा करने हेतु उपयोग में आता है। इस प्रकार के वाष्पीकरण उपकरणों में आमतौर पर लंबवत वाष्पीकरण उपकरण, ऊर्ध्वाधर ट्यूब वाले वाष्पीकरण उपकरण, एवं सर्पिल ट्यूब वाले वाष्पीकरण उपकरण आ (2) ठंडी हवा को वाष्पित करने वाला इवेपोरेटर। इस प्रकार के वाष्पीकरण यंत्रों में शीतलन हेतु पाइप एवं कूलिंग फैन होते हैं। नीचे, एयर-कंडीशनिंग सिस्टमों में उपयोग होने वाले शीतलन तरल पदार्थों/कूलेंट्स के वाष्पीकरणकर्ताओं के बारे में जानकारी दी गई है 1. लेट-टाइप वाष्पीकरण यंत्र – लेट-टाइप वाष्पीकरण यंत्र को “लेट-टाइप शेल-ट्यूब वाष्पीकरण यंत्र” भी कहा जाता है। इसकी संरचना, लेट-टाइप कोइल्ड-ट्यूब कंडेंसर की संरचना के समान ही है। इन्हें तरल पदार्थ की आपूर्ति के तरीके के आधार पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – शेल-ट्यूब एवापोरेटर एवं 1. लेट-टाइप शेल-ट्यूब एवापोरेटर – लेट-टाइप शेल-ट्यूब एवापोरेटर, फुल-लिक्विड टाइप का एवापोरेटर है। अर्थात्, कूलेंट 1–2 मीटर/सेकंड की गति से पाइपों के अंदर बहता है; पाइपों के बाहर, पाइपों के बीच का हिस्सा कूलेंट से भरा रहता है। इन दोनों के बीच पाइपों की दीवारों के माध्यम से प्रभावी ऊष्मा-आदान-प्रदान होता है। ऊष्मा अवशोषित करके वाष्पीकृत हुआ रेफ्रिजरेंट वाष्प, एवापोरेटर के ऊपर स्थित तरल पदार्थ अलग करने वाले उपकरण से होते हुए कंप्रेसर में पहुँचता है। रेफ्रिजरेशन सिस्टम के सही ढंग से काम करने हेतु, ऐसे वाष्पीकरणकर्ता में रेफ्रिजरेंट की मात्रा उचित होनी चाहिए। यदि तरल पदार्थ का स्तर बहुत अधिक हो, तो वापस आने वाली हवा में तरल पदार्थ मिल सकता है; इसके कारण कंप्रेसर में तरल-संबंधी समस्य ； इसके विपरीत, यदि तरल पदार्थ का स्तर बहुत कम हो जाए, तो कुछ वाष्पीकरण नलिकाएँ तरल पदार्थ की सतह से बाहर आ जाती हैं; ऐसी स्थिति में वे ऊष्मा-आदान-प्रदान का कार्य नहीं कर पातीं, जिससे वाष्पीकरण यंत्र की ऊष्मा- अतः, अमोनिया वाष्पीकरणकर्ताओं में तरल पदार्थ की स्तर-ऊँचाई आम तौर पर ट्यूब के व्यास का 70–80% होती है; जबकि फ्रीऑन वाष्पीकरणकर्ताओं में यह स्तर-ऊँचाई आम तौर पर ट्यूब के व्यास का 55–65% होती है। लेट-टाइप शेल-एंड-ट्यूब एवापोरेटरों का उपयोग मुख्य रूप से बंद प्रकार की नमकीन पानी सर्कुलेशन प्रणालियों में क इसकी मुख्य विशेषताएँ हैं – संरचना संकीर्ण होना, तरल पदार्थ का ऊष्मा-स्थानांतरण सतह के साथ अच्छा संपर्क होना, एवं ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक उच्च होन लेकिन इसमें बड़ी मात्रा में रेफ्रिजरेंट भरने की आवश्यकता होती है, एवं तरल पदार्थ का स्तर वाष्पीकरण तापमान पर प्रभाव डालता है। और जब नमकीन पानी की सांद्रता कम हो जाती है, या नमकीन पानी ले जाने वाला पंप किसी कारण से बंद हो जाता है, तो पाइपों में नमकीन पानी जम सकता है। यदि रेफ्रिजरेंट फ्लोरोकार्बन है, तो फ्लोरोकार्बन में घुले हुए लुब्रिकेंट को कंप्रेसर में वापस लाना बहुत कठिन होता है। इसके अलावा, सफाई करते समय काम रोकना आवश्यक है। 2. शुष्क-प्रकार के फ्रीऑन वाष्पीकरणकर्ता – इस प्रकार के वाष्पीकरणकर्ताओं की संरचना एवं आकृति, लेट-टाइप शेल-ट्यूब वाष्पीकरणकर्ताओं के समान ही होती है। इन दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि रेफ्रिजरेंट ट्यूबों के अंदर ही बहता है, जबकि कूलेंट ट्यूबों के बाहर ही बहता है। थ्रोटलिंग के बाद, फ्लोरोकार्बन तरल पदार्थ एक सिरे के निचले हिस्से से इवेपोरेटर में प्रवेश करता है; कुछ प्रक्रियाओं के बाद यह उस सिरे के ऊपरी हिस्से से बाहर निकलता है। रेफ्रिजरेंट, पाइपों में बहते हुए लगातार वाष्पीकृत होता रहता है; इसलिए दीवारों का कुछ हिस्सा वाष्प से भर जाता है। इस कारण, इस प्रणाली में ऊष्मा संचरण की क्षमता “पूर्ण तरल प्रणाली” की तुलना में कम होती है। लेकिन इसमें वाष्पीकरण तापमान पर कोई तरल स्तंभ का प्रभाव नहीं पड़ता; एवं चूँकि फ्रीऑन की गति अधिक होती है (≥4 मी/सेकंड), इसलिए तेल की वापसी भी अच्छी तरह होती है। इसके अलावा, चूँकि पाइप के बाहर बड़ी मात्रा में कूलेंट होता है, इसलिए जमने का खतरा कम हो जाता है। ऐसे वाष्पीकरणकर्ताओं में रेफ्रिजरेंट की मात्रा, पूर्ण तरल स्थिति में होने वाली मात्रा का केवल 1/2 से 1/3, या उससे भी कम होती है; इसी कारण इन्हें “शुष्क वाष्पीकरणकर्ता” कहा जाता है। कूलेंट की गति बढ़ाने एवं इसे पाइपों के बीच से होकर बहने में मदद करने हेतु, हीट एक्सचेंजर के अंदर कई बायपास प्लेटें लगी होती हैं; ताकि ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया बेहतर हो सके। ड्राई फ्रीऑन एवापोरेटरों का उपयोग आमतौर पर मीठे पानी को ठंडा करने हेतु किया जाता है। पानी की गति आमतौर पर 0.5 से 1.5 मीटर/सेकंड होती है; जबकि तांबे की पाइपों के मामले में यह गति आमतौर पर 1.0 मीटर/सेकंड होती है। द्वितीय, खड़ी ट्यूब वाले एवं सर्पिल ट्यूब वाले वाष्पीकरण यंत्र – खड़ी ट्यूब वाले एवं सर्पिल ट्यूब वाले वाष्पीकरण यंत्रों में दोनों ही मामलों में रेफ्रिजरेंट ट्यूबों के अंदर ही वाष्पीकृत होता है। पूरा वाष्पीकरण यंत्र, रेफ्रिजरेंट से भरे हुए बॉक्स/टैंक में ही स्थित होता है। रेफ्रिजरेंट के बॉक्स में निरंतर प्रवाह हेतु, बॉक्स में ऊर्ध्वाधर विभाजक लगे होते हैं, एवं सर्पिल आकार के मिक्सर भी लगे होते हैं। ऊष्मा स्थानांतरण को बेहतर बनाने हेतु, कूलेंट की गति आमतौर पर 0.3 से 0.7 मीटर/सेकंड होती है। ये दोनों वाष्पीकरण उपकरण केवल खुले चक्र प्रणालियों में ही उपयोग में आ सकते हैं; इसलिए कूलेंट को गैर-वाष्पशील पदार्थ होना आवश्यक है। आमतौर पर नमकीन पानी एवं सादा पानी आदि का ही उपयोग किया जाता है। यदि नमकीन पानी का उपयोग किया जाए, तो वाष्पीकरण ट्यूबें आसानी से ऑक्सीकृत हो जाती हैं; साथ ही, नमकीन पानी में नमी आसानी से जुड़ जाती है, जिसस इन दोनों प्रकार के वाष्पीकरण यंत्रों में, कूलेंट के प्रवाह की स्थिति को सीधे ही देखा जा सकता है; इनका उपयोग अमोनिया को कूलेंट के रूप में उपयोग करने वाली नमकीन पानी आधारित शीतलन प्रणालियों में व्यापक रूप स 1. खड़े पाइप वाला वाष्पीकरण यंत्र – खड़े पाइप वाला वाष्पीकरण यंत्र, पूरी तरह से बिना दरार वाले स्टील पाइपों से बना होता है। वाष्पीकरण यंत्र में पाई जाने वाली ट्यूबें समूहों के रूप में होती हैं; विभिन्न क्षमता-�वश्यकताओं के अनुसार, वाष्पीकरण यंत्र को कई such समूहों से मिलकर बनाया जा सकता है। प्रत्येक समूह में दो बड़े व्यास वाले क्षैतिज कलेक्टर होते हैं; ऊपर वाले को वाष्प कलेक्टर कहा जाता है, जबकि नीचे वाले को तरल कलेक्टर कहा जाता है। यह, कलेक्टर पर दोनों सिरों पर मोड़े हुए पतले एवं मोटे लंबवत ट्यूबों को वेल्ड करके बनाया जाता है। ऊपरी एवं निचले क्षैतिज पाइपों का व्यास आमतौर पर D108×4 या D121×4 होता है; पतले खड़े पाइपों का व्यास आमतौर पर D57×3.5 या D38×3 होता है, जबकि मोटे खड़े पाइपों का व्यास आमतौर पर D76×4 होता है। ऊपरी पाइपलाइन का एक सिरा वाष्प-तरल विभाजक से जुड़ा होता है; इसका काम, वाष्प में मौजूद तरल बूँदों को अलग करना है। निचले पाइप का एक सिरा, तेल संग्रहक से जुड़ा होता है। टैंक से आने वाला उच्च दबाव वाला, सामान्य तापमान वाला तरल रेफ्रिजरेंट, थ्रोटलिंग के बाद ऊपरी कलेक्टर के मध्य भाग में स्थित इनलेट पाइप के माध्यम से इवापोरेटर में पहुँचता है। यह इनलेट पाइप, मोटे खड़े पाइपों में स्थित होता है, एवं नीचे की ओर जाकर निचले कलेक्टर तक पहुँचता है। इस तरह, तरल पदार्थ सभी ऊर्ध्वाधर पाइपों में समान रूप से वितरित हो पाता है। चूँकि पतली खंभों का सापेक्ष ऊष्मा-आदान क्षेत्र मोटी खंभों की तुलना में अधिक होता है, इसलिए पतली खंभों में तरल पदार्थ पहले ही वाष्पीकृत हो जाता है; जिससे बड़ी मात्रा में वाष्प उत्पन्न होती है, एवं यह वाष्प तरल पदार्थ को ऊपर की ओर ल जब वाष्प-तरल मिश्रण ऊपरी कलेक्टर में पहुँचता है, तो उसमें से अधिकांश तरल पदार्थ मोटी ऊर्ध्वाधर नलियों के माध्यम से नीचे के कलेक्टर में वापस जाता है; इस प्रकार एक आंतरिक चक्र बन जाता है। जबकि, थोड़े मात्रा में तरल कणों वाली भाप वाष्प-तरल विभाजक में जाती है; वहाँ से अलग हुआ तरल पदार्थ पुनः निचले कलेक्टर में वापस आ जाता है, जबकि भाप को कंप्रेसर द्वारा बाहर खींच लिया जाता है। वाष्पीकरण यंत्र में प्रयोग होने वाला तेल, तेल संग्रहक में जमा हो जाता है; ताकि इसे नियमित रूप से निकाला जा सके। 2. सर्पिल ट्यूब वाला वाष्पीकरण यंत्र – सर्पिल ट्यूब वाला वाष्पीकरण यंत्र, विपरीत-ट्यूब वाले वाष्पीकरण यंत्र का ही एक सुधारित रूप है। इसकी समग्र संरचना, लंबवत पाइपों वाली संरचना के समान ही है दोनों में अंतर यह है कि स्पाइरल-ट्यूब प्रकार के वाष्पीकरण उपकरण में, ऊपरी एवं निचले कलेक्टरों के बीच लंबे ट्यूबों के स्थान पर दो पंक्तियों में स्पाइरल ट्यूबों का उपयोग किया जाता है। जब कलेक्टरों के बीच की दूरी समान होती है, तो ऊष्मा संचरण हेतु आवश्यक सतह क्षेत्रफल बढ़ जाता है। इस प्रकार संरचना का आकार छोटा रहता है, वेल्डिंग बिंदुओं की संख्या कम रहती है, एवं इसका निर्माण आसान हो इसी आधार पर, देश में डबल-हेड स्पाइरल ट्यूब वाले वाष्पीकरण उपकरणों का विकास एवं निर्माण किया गया। ऐसे उपकरणों में स्पाइरल ट्यूब, अलग-अलग व्यास वाली आंतरिक एवं बाहरी परतों से मिलकर बनता है। इससे वाष्पीकरण यंत्र की संरचना और अधिक संकीर्ण हो जाती है।