کندانسور و نحوه عملکرد : کندانسور یک تجهیز تبادل حرارتی مشابه اواپراتور است. این تجهیز گرمای جذب شده توسط اواپراتور و گرمای ایجاد شده در کمپرسور را از سیستم حذف می کند. در ابتدای کندانسور ، گرما از مبردی که کمپرسور را ترک کرده و سوپرهیت شده حذف و به بخار اشباع تبدیل می شود. در اواسط کندانسور گرمای نهان از بخار اشباع حذف و به 100٪ مایع اشباع شده تغییر فاز می دهد. ودر آخرین مرحله کندانسور ، گرمای مایع مبرد حذف و مبرد سابکول می شود. در واقع کندانسور سه عملکرد اصلی را بر روی مبرد انجام می دهد که به ترتیب زیر انجام می شود:
بیشترین مقدار گرمایی که در سیستم تبرید جذب می شود. زمانیست که مبرد در اواپراتور از حالت مایع به بخار 100% اشباع تغییر فاز می دهد. برعکس همین حالت در کندانسور اتفاق می افتد. نقطه ای که تغییر حالت (بخار به مایع) اتفاق می افتد. جایی است که بیشترین مقدار گرما حذف می شود. کندانسور در فشار و دمای بالاتر از اواپراتور کار می کند. و اغلب در محیط بیرون قرار دارد. در تبادل گرما در کندانسور همان اصولی که در اواپراتور وجود دارد، اعمال می شود.
شما در حال مطالعه کندانسور و نحوه عملکرد آن هستید.
یکی از موارد مهم در کندانسور و نحوه عملکرد، نوع کندانسور می باشد. کندانسور اولین سیستمهای برودتی تجاری با آب خنک می شدند. در مقایسه با کندانسورهای امروزی و مدرن خنک شونده با آب ، این کندانسورها بسیار ابتدایی بودند ، شکل 1.
شکل 1 سیستمهای تبرید اولیه
کندانسورهای خنک شونده با آب نسبت به کندانسورهای خنک شونده با هوا کارایی بیشتری دارند. و می توانند در دمای کندانس بسیار پایین تر کار کنند. از آنجا که آب انتقال دهنده خوبی برای حرارت بوده و از چگالی و گرمای ویژه بالاتری نسبت به هوا برخوردار است. کندانسورهای خنک شونده با آب کارآیی بیشتری نسبت به کندانسورهای خنک شونده با هوا دارند. در سیستمهای تبرید با کندانسور خنک شونده با آب. از کولینگ تاور جهت پایین آوردن دمای آب استفاده می شود. کندانسورهای خنک شونده با آب به چندین مدل ارائه می شوند. سه مورد از متداول ترین آنها به ترتیب زیر می باشند:
1- کندانسور دو لوله ای
2- کندانسور پوسته و کویل
3- کندانسور پوسته و لوله
کندانسور دو لوله ای در واقع یک لوله درون لوله دیگر است و در دو سبک وجود دارد: نوع دو لوله ای به صورت هلیکال و نوع دولوله ای به صورت تخت. شکل 2.
شکل 2 کندانسور دولوله ای هلیکال A و تخت B
در صنعت به این کندانسورها دو لوله ای یا هم محور می گویند. کندانسور دو لوله ای که به صورت کویل هلیکال ساخته می شود با قرار دادن یک لوله در داخل لوله دیگر و آب بندی انتهای آن به گونه ای ساخته می شود که لوله خارجی و لوله داخلی به هیچ عنوان به هم راه ندارند. سپس این دو لوله جهت کم حجم شدن به یک کویل هلیکال تبدیل می شوند. شکل 3.
شکل 3 نمای برش خورده کندانسور دولوله ای
در واقع تبادل گرما بین مایع درون لوله خارجی و جریان داخل لوله داخلی اتفاق می افتد. به این صورت که مبرد در یک جهت و آب در جهت مخالف جریان دارد. این روش به عنوان روش جریان متقابل با فشار زیاد شناخته می شود. مبرد در لوله خارجی و آب در لوله داخلی در جهت مخالف جریان می یابد. کندانسور جریان مبرد و جریان متناوب آب را طوری در مقابل هم قرار می دهد که اختلاف دمایی را به طور مساوی یا توزیع شده بین دو جریان در طول مسیر مبادله حرارت حفظ کند.
در ابتدای مسیر مبرد در کندانسور ، گاز تخلیه شده از کمپرسور. سوپر هیت و گرمترین حالت مبرد است که با گرمترین حالت آب درون کندانسور که باز دمای آن در قیاس با دمای مبرد بسیار پایینتر است ، تبادل حرارت می کند. در انتهای مسیر مبرد در کندانسور ، مایع مبرد با خنکترین آب ارسالی از کولینگ تاور تبادل حرارت کرده و سابکولینگ افزایش می یابد. معمولا کندانسورهای دو لوله ای به دلیل حجم داخلی کمی که دارند ، به یک رسیور جهت نگداری مایع مبرد خروجی از کندانسور احتیاج دارند. شکل 4.
شکل 4 جهت حرکت و دمای آب را نشان می دهد
برخی از تولیدکنندگان برای افزایش انتقال حرارت بین آب و مبرد ، اکستند یا فین هایی را در اطراف لوله داخلی آب قرار می دهند.
فین ها یک سطح اضافی به لوله داخلی می افزایند ، که انتقال حرارت را افزایش می دهد. فین ها همچنین باعث می شوند که مبرد موجود در لوله خارجی جریان آشفته تری داشته باشد که این امر انتقال حرارت را نیز افزایش می دهد. از آنجا که جریان آب در لوله داخلی وجود دارد و مبرد گرم در لوله خارجی جریان می یابد ، مبرد گرم می تواند مقداری از گرمای خود را به هوای اطراف انتقال دهد. با این حال ، بیشتر گرما از مبرد به آب انتقال می یابد. دلیل این امر میزان دبی آب در گردش ، چگالی بیشتر و گرمای ویژه آب است.
حتی اگر شما آبی با پایینترین سختی ممکن در کندانسور استفاده نمایید. باز هم گرمایی که در مجاورت گاز داغ به آب منتقل می شود. باعث رسوب مواد معدنی بر روی سطح لوله کندانسور می شود. هر چند این روند کند است ، اما باز هم برای هر کندانسور خنک شونده با آب اتفاق می افتد. رسوبات معدنی به عنوان یک عایق بین لوله و آب عمل کرده و تبادل گرما را مختل می کنند. تنها راه پیشگیری از این مشکل استفاده از آب سختی گیری شده و یا آب RO می باشد.
جهت آگاهی از روش کاهش سختی آب میتوانید مقاله سختی آب و آموزش نحوه اندازه گیری مقدار آن را مطالعه نمایید.
همچنین مطالعه مقاله اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون جهت شناخت سیستم RO توصیه می شود.
در برخی موارد خفیف ایجاد رسوب ، افزایش دبی آب در گردش ، مشکل تبادل گرما را تا حدودی جبران می کند. چنانچه از تجهیزات کنترل دور متغیر پمپ آب در مسیر کولینگ تاور استفاده می کنید ، باید بدانید که این تجهیزات با افزایش DT دبی جریان آب در کندانسور را افزایش می دهند و این امر باعث افزایش فشار و هد پمپ در کندانسور می شود.
فشار زیاد در یک کندانسور خنک شونده با آب ، علاوه بر احتمال ایجاد مشکل به انرژی بیشتری برای کار نیاز دارد. این موضوع بدون اینکه اپراتور متوجه شود ، باعث افزایش هزینه های جاری نگهداری سیستم خواهد شد.
کندانسور دو لوله ای که به صورت کویل هلیکال ساخته می شود به صورت مکانیکی و با برس تمیز نمی شود. این کندانسورها باید با مواد شیمیایی تمیز شوند. میزان غلظت این مواد باید به گونه ای باشد که کندانسور ، که به طور معمول مس یا استیل و گاهی اوقات فولاد ضد زنگ یا مس و نیکل است ، آسیب نبیند.
اگر مایلید با روش اسید شویی و رسوب زدایی مبدلهای حرارتی آشنا شوید مطالعه مقاله اسید شویی و آموزش روش رسوب زدایی پکیج و مبدلهای حرارتی را توصیه میکنیم.
کندانسورهایی که در انتها با فلنج ساخته شده اند را می توان به صورت مکانیکی تمیز کرد. فلنج ها را می توان جدا کرد و لوله ها را با یک برس مناسب تمیز نمود. بهتر است جنس برس الیاف یا مواد پلاستیکی نرم باشد. شکل 5 و 6 .
عکس 5 کندانسور مجهز به فلنج و نحوه رسوب زدایی شیمیایی
شکل 6 کندانسور مجهز به فلنج و نحوه رسوب زدایی با برس
کندانسور پوسته و کویل مشابه کندانسور دو لوله ای است. یک کویل هلیکال (معمولاً مس) درون پوسته (معمولاً فولادی) قرار گرفته و سپس بسته و جوش داده می شود. به طور معمول ، گاز مبرد از قسمت بالای پوسته فولادی وارد می شود و در اثر تماس با کویل آب ، متراکم می شود. سپس مبرد مایع سابکول شده از پایین تخلیه می شود. آب در کویل مس واقع در داخل پوسته گردش می کند. همچنین پوسته کندانسور به عنوان رسیور برای مبرد اضافی در سیستم عمل می کند. بنابراین سیستم تبرید به رسیور جداگانه ای احتیاج ندارد. این کندانسور به دلیل دارا بودن کویل هلیکال ، از نظر مکانیکی رسوب زدایی نمی شود و باید به طور شیمیایی تمیز شود. شکل7 .
شکل 7 یک کندانسور پوسته و کویل را نشان می دهد
کندانسورهای پوسته و لوله گرانترین نوع کندانسور هستند و به طور معمول در سیستمهای بزرگتر استفاده می شوند. این کندانسورها را می توان به صورت مکانیکی با برس رسوب گیری کرد. لوله های مسی مستقیم درون پوسته فولادی قرار داده می شوند. تعداد دفعات عبور آب از داخل کندانسور با طراحی فلنج انتهایی متفاوت خواهد بود و می تواند 2 یا 3 پاس باشد. پوسته به عنوان مخزن رسیور برای مبرد اضافی عمل می کند. مبرد به داخل پوسته تخلیه می شود و آب از طریق لوله ها پخش می شود. انتهای پوسته با یک درپوش مسدود شده است. درپوش های انتهایی را می توان جدا کرد. بنابراین می توان لوله ها را بازرسی کرد و در صورت نیاز با برس پاکسازی نمود. شکل 8 و 9 .
عکس 8 کندانسور پوسته و لوله را نشان می دهد
شکل 9 درپوش انتهایی کندانسور پوسته لوله را نشان می دهد
در کندانسورهای خنک شونده با هوا ، از هوا به عنوان سیالی که گرمای مبرد را حذف می کند ، استفاده می شود. البته کندانسور هواخنک هرگز راندمان کندانسور آب خنک را ندارد. اما درصورتی که استفاده از آب میسر نباشد می توان از کندانسور خنک شونده با هوا استفاده نمود. اولین کندانسور خنک شونده با هوا ، لوله برهنه ای بود که بر روی آن هوای محیط دمیده می شد. برای بهبود کارایی کندانسور و کوچکتر کردن آن ، سطح لوله با نوار های باریک فلزی به نام فین پوشانده شد. شکل 10.
شکل 10 یک کنداسور هوا خنک
این کندانسورها به رادیاتور شباهت دارند و گاهی از آنها به عنوان رادیاتور یاد می شود. فناوری های جدید انقلابی در طراحی و ساخت کندانسورهای هواخنک جدید ایجاد نمود. یکی از این طرح های جدید کندانسور شامل یک سری صفحات تخت با کانالهای موازی آلومینیوم ، متصل به هدر است که دارای کانال های موازی کوچک در داخل صفحه تخت است. این صفحات صاف خود به درگاه های کوچکتر و موازی تقسیم می شوند. مبرد درون این کانال های تغییر فاز داده و به مایع سابکول تبدیل می شود. فین ها نیز با طراحی خاص خود، انتقال گرما از کندانسور به هوا را افزایش می دهند. شکل 11 .
شکل 11 کندانسور هواخنک با طراحی جدید
هدرهای ورودی و خروجی مبدل حرارتی از طریق لحیم کاری به صفحات متصل می شوند. کندانسورهای خنک شونده با هوا در انواع مختلفی ارائه می شوند. در بعضی تحت تأثیر بادهای غالب ، هوا به صورت افقی عبور می کند. در برخی دیگر از کندانسورهای هوا خنک ، الگوی جریان هوا عمودی است. آنها هوا را از پایین دریافت و آن را از بالا خارج می کنند. بادهای غالب به هیچ وجه روی این کندانسورها تأثیر نمی گذارند. این محتوا جهت آشنایی بیشتر با کندانسور و نحوه عملکرد آن می باشد.
سبک دیگر کندانسور خنک شونده با هوا ، هوا را از کناره ها وارد کرده و از قسمت بالای آن تخلیه می کند. این کندانسور می تواند تحت تأثیر بادهای غالب قرار گیرد. فاصله فین های کندانسور نسبت به شرایط نصب ، سرعت عبور هوا ، و نوع طراحی متفاوت است. اما در مجموع می بایست برای عبور هوا مناسب باشد.
زمانی که مبرد سوپرهیت شده از اواپراتور به کمپرسور وارد و فشرده می شود ، گرمای بیشتری به گاز مبرد انتقال می یابد. این گرما در واقع بخشی از انرژی وارد شده به کمپرسور است که به صورت انرژی گرمایی به مبرد منتقل می شود. این گرمای اضافه شده توسط کمپرسور باعث می شود که مبرد خروجی به شدت تحت فشار گرما قرار گیرد. در یک روز معمولی با دمای (95 درجه فارنهایت) گاز داغ خروجی کمپرسور می تواند به راحتی به 250 درجه فارنهایت برسد.
شما در حال مطالعه کندانسور و نحوه عملکرد آن هستید.
کندانسورهای خنک شونده با هوا با دمای هوای عبوری از روی آنها رابطه دارند. به عنوان مثال ، مبرد داخل کندانسور به طور معمول در دمای 30 درجه فارنهایت بالاتر از هوای عبوری از روی آن متراکم می شود. این امر در مورد بیشتر کندانسورهای دارای استاندارد صادق است. با افزودن سطح کندانسور ، می توان این اختلاف دما را کاهش داد. و با دمای هوای خارج 95 درجه فارنهایت ، دمای چگالش حدود 125 درجه فارنهایت خواهد بود. با چگالش ماده مبرد R-134a در دمای 125 درجه فارنهایت ، فشار سنج یا مانومتر باید 184 psig باشد. شکل 12.
شکل 12 مسیر مبرد R134 در کندانسور
5- ممکن است مایع مبردی که در انتهای کندانسور است و به گیرنده تخلیه می شود تا 110 درجه فارنهایت سرد شود. این امر باعث سابکول شدن مایع مبرد تا 15 درجه فارنهایت می شود. در کاربردهای تجاری و صنعتی که کندانسورها بزرگ هستند ، با عبور مبرد از کندانسور ، افت فشار رخ می دهد. این افت فشار در اثر اصطکاک داخل لوله ایجاد می شود. هنگام اندازه گیری سابکولینگ در این موارد ، فشار مبرد باید نزدیک خروجی کندانسور خوانده شود ، نه در ابتدای مسیر کمپرسور.
در حقیقت جهت اندازه گیری سابکولینگ ، فشار مبرد را باید در همان محلی که دمای خروجی کندانسور گرفته می شود ، اندازه گرفت. در غیر این صورت محاسبات سابکولینگ کندانسور نادرست خواهد بود. شکل 13.
شکل 13 وجود افت فشار در کندانسور
همه کندانسورهای خنک شونده با هوا ، رابطه 30 درجه فارنهایت اختلاف با دمای محیط را ندارند. تعیین و ثبت رابطه دما بین هوا و مبرد در زمان راه اندازی الزامی می باشد. به این دلیل که اگر هر گونه تغییر در اختلاف دمای مبرد و هوا در هنگام کارکرد سیستم ایجاد شود ، می توان به وجود مشکلاتی مانند کثیفی کندانسور یا وجود مبرد اضافی در سیستم پی برد.
یک کندانسور راندمان بالا ، کمترین اختلاف دمای محیط با مبرد سابکول شده را فراهم می کند. این مورد با طراحی و انتخاب درست کندانسور بر اساس نوع سیستم و شرایط نصب فراهم می شود. هرچه دمای مبرد سابکول شده به دمای محیط نزدیکتر باشد ، سیستم از کیفیت و کارایی بالاتری برخوردار خواهد بود.
تیم فنی شرکت معتبر تکنو تهویه ، با دانش و تجربه سالیان دراز خود آماده ارائه خدمات مختلف در زمینه انواع کندانسور و نحوه عملکرد. سیستم های تبرید تراکمی مانند انواع کندانسور . چیلر. اسپلیت و داکت اسپلیت به شما عزیزان می باشد. خدمات ما با کیفیت مطلوب و قیمت مناسب به شما عرضه می شود.
نام محتوا : کندانسور و نحوه عملکرد
