کندانسور چیست؟
گروه تولیدی بازرگانی گرام ، تجهیز و ساخت سردخانه و چیلر
با اینکه ممکن است سیستم‌های تبرید تفاوت‌های زیادی در طراحی و قطعات مختلف داشته باشند، اما همگی آن‌ها بر یک پایه و اساس کار می‌کنند. در هر سیکل تبرید مکانیکی، شاهد چهار فرآیند تراکم، تقطیر، انبساط و تبخیر هستیم. گرما توسط ماده مبرد در اواپراتور جذب شده و ماده مبرد به گاز تبدیل می‌شود. سپس این گاز گرم وارد کمپرسور شده و فشرده می‌شود و فشار آن افزایش پیدا می‌کند. درنهایت نیز این ماده مبرد که دما و فشار بالایی دارد، وارد کندانسور شده و با از دست دادن گرما، به مایع تبدیل می‌شود. در ادامه نگاهی جزئی‌تر به کندانسور و وظیفه آن در چیلر و سردخانه خواهیم داشت.
وظیفه ی کندانسور در سیکل تبرید چیست ؟
کندانسور یا معادل آن «چگالنده» همانطور که از اسمش پیداست، برای تبدیل حالت ماده مبرد از گاز به مایع در سیکل‌های تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاز گرم و پرفشار خروجی از کمپرسور وارد لوله‌های کندانسور می‌شود و گرمای خود را از دست می‌دهد و درنهایت به مایع تبدیل می‌شود.
کندانسور و اواپراتور هر دو از مبدل‌های حرارتی محسوب می‌شوند که در کنار کمپرسور، سه عضو حیاتی یک سیستم تهویه مطبوع به حساب می‌آیند. طراحی و انتخاب صحیح این سه می‌تواند تاثیر بسیار زیادی در راندمان سیستم داشته باشد.
بسته به نحوه تبادل گرمای کندانسور با محیط و خنک شدن آن، کندانسور را به سه دسته تقسیم می‌کنند:
کندانسور هوا خنک (هوایی)چیلر و سردخانه:
همانطور که از نام این طراحی پیداست، در این کندانسور هوا از میان کویلها و یا لوله‌های کندانسور عبور می‌کند و از این طریق گرما از ماده مبرد به محیط منتقل می‌شود. کندانسور هوایی خود نیز به دو دسته خنک شوندگی با جریان طبیعی هوا و یا با جریان اجباری هوا تقسیم بندی می‌شود.
کندانسور هواخنک (هوایی) با جریان طبیعی:
در این نوع از کندانسور، جریان طبیعی هوا بر روی کویل ها باعث می‌شود که کندانسور خنک شود. از آنجا که معمولا سرعت جریان هوا کم است و تبادل گرما نیز چندان زیاد نیست، بنابراین این نوع از کندانسور بازدهی بالایی ندارد. به همین دلیل معمولا کندانسور هواخنک با جریان طبیعی هوا را با مساحت سطح‌های زیاد می‌سازند تا گرما به خوبی از کندانسور دفع شود. نوع کندانسور به کار رفته در یخچال‌ها و فریزرهای خانگی نیز از همین نوع است.
کندانسور هواخنک (هوایی) با جریان اجباری:
در این کندانسور با استفاده از یک دمنده یا فن، هوا بر روی سطح کندانسور جریان پیدا می‌کند. سیستم‌های تهویه خانگی نیز معمولا از این نوع از کندانسور استفاده می‌کنند. در این کندانسور جریان هوا از داخل پره‌هایی که از جنس آلومینیوم هستند عبور می‌کند. ماده مبرد نیز از داخل لوله‌هایی که معمولا از جنس مس هستند عبور می‌کنند و انتقال حرارت صورت می‌گیرد.
کندانسور آب خنک (آبی )چیلر و سردخانه :
در کندانسور آب خنک، سیالی که وظیفه انتقال حرارت از ماده مبرد به بیرون را دارد، آب است. بسته به نوع طراحی، کندانسور آب خنک نیز خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:
کندانسور آب خنک دو لوله‌ای (دابل پایپ):
ساده‌ترین نوع کندانسور آب خنک، همین نوع دو لوله‌ای به حساب می‌آید. در کندانسور دو لوله‌ای آب سرد از درون لوله داخلی عبور می‌کند و ماده مبرد نیز از داخل لوله بیرونی که در کنار این لوله داخلی قرار می‌گیرد عبور می‌کند و از این طریق تبادل گرما صورت می‌گیرد. درضمن به دلیل اینکه لوله خارجی با بیرون نیز در تماس است، مقداری از گرما نیز از طریق جریان هوای بیرون از لوله می‌تواند از ماده مبرد خارج شود. این نوع از مبدل حرارتی معمولا بازدهی بالایی ندارد و در مقیاس‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کندانسور آب خنک پوسته و کویل (شل اند کویل):
در این نوع از کندانسور آبی، جریان آب از داخل تعدادی کویل عبور می‌کند که ممکن است این کویلها پره‌هایی نیز داشته باشند تا انتقال حرارت به نحو بهتری انجام گیرد و ماده مبرد نیز از داخل پوسته عبور می‌کند. ممکن است در بعضی ظرفیت‌های پایین، جای ماده مبرد و آب تغییر کرده و ماده مبرد از داخل کویلها عبور کند و آب از داخل پوسته رد شود.
کندانسور پوسته و لوله (شل اند تیوب):
معمول‌ترین کندانسوری که در سیستم‌های مختلف تبرید با ظرفیت‌هایی کم تا زیاد استفاده می‌شود، کندانسور آبی پوسته و لوله است. در این نوع از کندانسور، ماده مبرد از داخل پوسته عبور می‌کند و آب از داخل لوله‌ها در چند مرحله عبور می‌کند. ماده مبرد مایع نیز از پایین این کندانسور خروج پیدا می‌کند.
در این نوع از کندانسور نیز به دلیل تماس ماده مبرد با محیط بیرون، مقداری از گرما به محیط اطراف نیز داده می‌شود. معمولا کندانسور لوله و پوسته به صورت افقی طراحی می‌شود که ساختار شماتیک آن در شکل بالا می‌توان مشاهده کرد. نوع عمودی کندانسور پوسته و لوله به طور معمول برای ماده مبرد آمونیاک استفاده می‌شود که پاک‌سازی لوله‌ها را از بالا در حین کار کردن سیستم امکان‌پذیر می‌کند.
کندانسور تبخیری چیلر و سردخانه :
در کندانسور تبخیری هم از آب و هم از هوا برای دریافت گرما از ماده مبرد استفاده می‌شود. درواقع یک کندانسور تبخیری ویژگی‌‌های برج خنک کننده و یک کندانسور آبی را در یک جا ترکیب می‌کند.
در این کندانسور آب از قسمت بالایی بر روی یک سری لوله‌هایی که ماده مبرد از درون آن‌ها عبور می‌کند اسپری شده و هوا نیز از پایین به سمت بالا حرکت می‌کند. یک لایه آب نازک نیز از از روی لوله‌های کندانسور عبور می‌کند که در آنجا خنک سازی تبخیری صورت می‌گیرد. وظیفه هوای عبوری این است که نرخ تبخیر آب را افزایش دهد.
ضریب انتقال حرارت برای کندانسورتبخیری بسیار بالاست. درضمن با استفاده از این کندانسور، می‌توان به دماهای پایین نیز در سیکل تبرید دست پیدا کرد.
کندانسور تبخیری معمولا در سیستم‌هایی با ابعاد متوسط تا بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کندانسور به نسبت نمونه آبی، ارزان‌تر است چرا که کندانسور آبی نیاز به یک برج خنک کننده جداگانه دارد.
همانطور که می دانید، کاربرد این وسیله بیشتر جهت تبدیل گاز یا بخار به مایع در موتورها و توربین های تولید کننده انرژی می باشد.
کندانسورها اجزای نام آشنایی برای کنترل دما در یخچال ها، سیستم های تهویه مطبوع، پمپ های گرمایی و چیلر ها هستند.
در چرخه خنک کننده یک سیستم تبرید، گرما توسط مبرد بخار در اواپراتور جذب می شود و
به دنبال آن فشرده سازی مبرد توسط کمپرسور انجام می شود.
توجه داشته باشید که ماده ای که قرار است از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد را مبرد می گویند.
فشار بالا و درجه حرارت بالا سبب می شود مبرد بخار شده و سپس در مجرا به مایع تبدیل شود.
این سیستم طوری طراحی شده است تا بخار مبرد فشرده شده و به طور موثر متراکم شود.
یک پمپ حرارتی وظیفه انتقال گرما از منبع حرارتی با دمای پایین به یک سینک با دمای بالاتر را بر عهده دارد و
گرما در جهت مخالف جریان می یابد که این همان اصل در قانون دوم ترمودینامیک می باشد.
این چرخه برودتی با استفاده از یک موتور الکتریکی واقع در داخل کمپرسور برای هدایت کمپرسور انجام می شود.
اگر بخواهیم عملکرد کندانسور را در جمله ای خلاصه کنیم باید بگوییم، وسیله ای است که
در عملیات تقطیر، بخار در آن به حالت مایع تبدیل می شود.
2 ) راندمان کندانسور
تمام کندانسورها با خارج کردن گرما از گاز یا بخار کار می کنند.
بعد از حذف گرمای کافی، مایع شدن رخ می دهد.
برای برخی از کاربردها، تنها کاری که لازم است صورت گیرد، انتقال گاز از طریق لوله بلند است
(معمولاً به صورت سیم پیچ یا شکل فشرده دیگری است) تا گرما بتواند از هوا خارج شود.
از یک فلز رسانای گرمایی، مانند مس، معمولاً برای انتقال بخار استفاده می شود.
برای افزایش راندمان کندانسور معمولا از تکنیک چسباندن باله ها (به عنوان مثال، ورق های مسطح فلز رسانا) به لوله برای تسریع در حذف حرارت استفاده می کنند.
کندانسورها اندازه های متفاوتی دارند که از اندازه نسبتا کوچک تا واحدهای بسیار بزرگ در صنعت کاربرد دارند.
3 ) انواع کندانسورها
کندانسور ها بر اساس کاربرد و نوع سیالی که در آن جریان دارد به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
- کندانسور هوایی
- کندانسور آبی
- کندانسور تبخیری
مدل هوایی به گونه ای است که عمل تقطیر را به طور مستقیم و بدون مصرف آب و تنها با جریان هوای فن ها، انجام می دهد.
کندانسورهای هوایی در سیستم های تهویه مطبوع متوسط و کوچک در سال های اخیر به شدت افزایش یافته است.
مهم ترین دلیل آن نیز احتمالا این است که این نوع کندانسورها نیازمند تعمیر و نگهداری زیادی نیستند.
این ویژگی گاها عوامل دیگری هم چون هزینه برق مصرفی، دوام و عمر کمپرسور و راندمان سیستم را حداقل در نظر بسیاری از صاحب خانه ها و همچنین خریداران سیستم تهویه مطبوع کوچک تحت الشعاع قرار می دهد.
کندانسورهای هوایی خود به دو نوع تقسیم می شوند:
- کندانسور هوایی با جریان طبیعی
- کندانسور هوایی با جریان اجباری
کندانسور هوایی با جریان طبیعی در دو مدل صفحه و لوله و یا میله و لوله ساخته می شوند.
در نوع میله و لوله از یک لوله مارپیچ مسی یا فولادی استفاده می شود که
تعداد زیادی میله بر روی آن جوش داده شده است که باعث افزایش میزان انتقال گرما از کندانسور می شود.
کندانسورهای هوایی با جریان اجباری از بین تعداد زیادی پره آلومینیومی لوله های مسی عبور می کنند تا
به این وسیله سطح تبادل گرما را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.
همچنین برای به گردش درآوردن هوا از یک یا چند فن نیز استفاده می شود.
2-3 ) کندانسور آبی
در جاهایی که آب مناسب، فراوان و ارزان در اختیار هست استفاده از این کندانسورها به صرفه تر محسوب می شود.
البته باید احتمال خوردگی ناشی از آب یا دفع فاضلاب را نیز مورد توجه قرار دهیم.
برای واحدهای بیش از پنج تن که به آب زیادی نیاز است معمولا از یک برج خنک کن استفاده می شود.
کندانسورهای آبی در ساخت به سه نوع تقسیم می شوند:
- پوسته و لوله
- پوسته و کویل
- لوله داخل لوله
در هر سه نوع کندانسورهای آبی گرمای ماده سرمازا به وسیله آب جذب می شود و
سپس به یکی از روش های زیر دفع گرمای آب انجام می شود.
1- در صورتی که آب تازه با قیمت ارزان در دسترس باشد، آب گرم از کندانسور خارج شده و
به رودخانه یا دریاچه می ریزد و دوباره آب سرد تازه وارد کندانسور می شود.
2- آب گرم خروجی از انواع کندانسور به یک چاه خشک ریخته شده که به این ترتیب آب گرم به زمین منتقل می شود.
3- گرمای آب به هوای اطراف را به وسیله یک برج خنک کن، استخر پاشش، منتقل می کند.
3-3 ) کندانسور تبخیری (ترکیبی)
مدل تبخیری در حقیقت ترکیبی از کندانسور های هوایی، آبی به همراه برج خنک کن هستند.
روش کار به این صورت است که ابتدا سیال با درجه حرارت بالا درون لوله های کندانسور تبخیری جریان پیدا می کند و
به وسیله آبی که روی لوله ها پرتاب می شود تقطیر می گردد.
پس از آنکه به صورت بخار درآمد توسط یک فن در همان سیستم قسمتی از آب که گرم شده است، خنک می گردد.
کندانسورهای نوع تبخیری به نسبت انواع کندانسور آبی و هوایی کاربرد کمتری دارند.
کندانسور های تبخیری نیز از نظر کاربرد در صنعت در سه نوع زیر قرار می گیردند:
- کندانسور چیلر
- کندانسور http://gramtrading.ir/product-category/coldroom/سردخانه
جهت مشاوره با گروه تولیدی گرام تماس حاصل کنید
