یک سیستم تبرید از چندین جز مکانیکی اصلی و فرعی تشکیل می‌شود که شامل چهار جز اصلی و چند جز فرعی است در مقاله قسمت اول به مبحث کمپرسور و انواع آن پرداخته شد. در این مقاله به کندانسورها و برج خنک کننده، نحوه عملکرد و انواع آن پرداخته شده است.
کندانسورها |
کندانسورها مبدل‌های حرارتی هستند که بخار مبرد خروجی از کمپرسور در آن تغییر فاز داده و تقطیر می‌شود. کندانسورها در انواع هوا خنک، آب خنک، پوسته و لوله، لوله در لوله و تبخیری موجود هستند. هر نوع کندانسور کاربرد خاصی دارد. پارامترهایی مانند اندازه و وزن، شرایط هوا، در دسترس بودن الکتریسیته یا آب می‌تواند در انتخاب نوع کندانسور تاثیرگذار باشد. انتخاب نوع کندانسور کار آسانی نیست و باید در انتخاب آن ضوابط زیر را در نظر گرفت:
- ظرفیت حرارتی کندانسور
- دما و فشار کندانسور
- دبی مبرد و خنک کننده دمای طراحی برای هوا یا آب
- دوره کاری
- شرایط آب و هوایی
کندانسورهای استفاده شده در صنعت تبرید معمولا در یکی از گروه‌های سه گانه زیر قرار می‌گیرند:
1- کندانسورهایی که با آب خنک می‌شوند (آب-خنک)
2- کندانسورهایی که با هوا خنک می‌شوند (هوا-خنک)
3- کندانسورهای تبخیری
همچنین انتخاب نوع کندانسور به شدت وابسته به شرایط زیر است:
- اندازه بار سرمایشی
- مبرد مورد استفاده
- کیفیت و دمای آب خنک کننده (در صورت وجود)
- مقدار آبی که می‌تواند در طرف دوم کندانسور جریان داشته باشد (اگر استفاده از آب به عنوان خنک کننده ممکن باشد)
- همچنین شما میتوانید مقاله اساس کار اواپراتور را هم بخوانید
کندانسورهای آب خنک |
در کندانسورهای آبی، حرارت دفع شده از بخار مبرد در هنگام تقطیر توسط آب جذب می‌شود. در نتیجه کندانسورهای آبی نیاز به آب خنک کننده دارند که می‌توان آن را از آب‌های زیرزمینی و سطح یا برج خنک کن تهیه نمود.
کندانسورهایی که بیشتر در این گروه مورد استفاده قرار می‌گیرند کندانسورهای پوسته و لوله هستند که بخار مبرد در داخل پوسته و آب خنک کننده در داخل لوله‌های آن جریان دارد.در این مدل قسمت پایین پوسته مانند یک جمع کننده مایع (رسیور) مبرد تقطیر شده را ذخیره می‌کند. این کندانسورها بیشتر در ظرفیت‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موارد زیر در استفاده از کندانسورهای آبی باید مورد بررسی قرار گیرند:
- وجود آب خنک کننده لازم برای جذب حرارت دفع شده از کندانسور
- استفاده یا عدم استفاده از برج خنک کن اگر آب خنک کننده ارزان موجود باشد.
- نیازمندی به پمپ و سیستم لوله کشی برای به جریان در آوردن آب خنک کننده
- لزوم پاکسازی آب خنک کننده (مانند سختی گیری یا کاهش ذرات معلق موجود)
- فضای مورد نیاز
- تعمیر، نگهداری و سرویس‌های دورهای لازم
- تدارک تجهیزاتی برای جلوگیری از یخ زدگی آب در زمستان
کندانسورهای هوا خنک |
کندانسورهای هوا خنک برای دفع حرارت مبرد در هنگام تقطیر از هوا استفاده می‌کنند. این کندانسورها در تبرید خانگی، تجاری و صنعتی، سرمایش، انجماد و سیستم‌های تهویه مطبوع با محدوده ظرفیت 20 تا 120 تن تبرید کاربرد دارند. یک فن گریز از مرکز یا محوری می‌تواند هوا را به خوبی بین پره‌های متصل به کندانسور به جریان در آورد تا حرارت نهان جذب شده از مبرد به صورت حرارت محسوس توسط جریان هوا جذب شود.
موارد زیر به مزایای استفاده از کندانسورهای هوایی اشاره دارد:
- عدم نیاز به آب
- نصب استاندارد در محیط خارج
- حذف احتمال یخ زدگی و خوردگی توسط آب
- حذف لوله کشی آب، پمپ سیرکولاتور و پاکسازی آب
- هزینه نصب پایین
- احتیاج کم به تعمیر و نگهداری و سرویس‌های دورهای
در طرف مقابل کندانسورهای هوایی دارای معایب زیر می‌باشند:
- دماهای بالای تقطیر
- هزینه بالای شارژ مبرد به خاطر لزوم وجود آن در لوله‌های طویل کندانسور هوایی
- نیاز به توان بالا به ازای هر کیلووات سرمایش
- افزایش سر و صدا
- نیاز به واحدهای چندگانه در ظرفیت‌های بالا.
کندانسورهای تبخیری |
این کندانسورها با حرارت جذب شده به واسطه تبخیر آب خنک کننده در میان جریان هوا خنک می‌شوند. کارایی این کندانسورها به میزان دمای تر هوای ورودی به کندانسور، حجم هوا و سطح تماس آب با هوا بستگی دارد. در کندانسورهای تبخیری آب بر روی لوله‌های مسی کندانسور اسپری می‌شود. در عین حال هوای محیط توسط یک الکتروفن در داخل کندانسور جریان می‌یابد که به تبخیر قطرات آب اسپری شده کمک کند. حرارت لازم برای تبخیر قطرات آب (حرارت نهان تبخير آب) از مبرد داخل لوله‌های مسی جذب می‌شود و باعث تقطیر آن می‌گردد. مقداری از آب اسپری شده که هنوز تبخیر نشده در تشتک ذخیره آب در پایین کندانسور جمع آوری شده و توسط یک پمپ، مجددا بر روی مبدل حرارتی اسپری می‌شود. در ادامه برخی از خصوصیات کندانسور تبخیری آورده شده است؛
- کاهش آب به گردش در آمده در یک ظرفیت خاص نسبت به کندانسورهای آبی
- نیاز به پاکسازی آب (سختی گیری و گرفتن ذرات معلق)
- کاهش فضای مورد نیاز
- کاهش اندازه لوله کشی
- استفاده از پمپ‌های کوچک‌تر
- قابل استفاده در واحدهای با ظرفیت بالا و امکان نصب در محیط داخل
حجم آب مصرف شده در این نوع کندانسورها قابل توجه است. چون علاوه بر آبی که تبخیر می‌شود، آب ته نشین شده در کف تشتک پایین کندانسور که شامل ذرات معلق است نیز قابل استفاده مجدد نمی‌باشد. رسوب کردن این ذرات معلق بر روی لوله‌های کندانسور بازده آن را به‌شدت کاهش خواهد داد.
برج های خنک کن |
برج خنک کن ساختاری مشابه کندانسور تبخیری دارد و بر اساس تبخیر آب اسپری شده در جریان هوای عبوری کار می‌کند. رطوبت نسبی، حجم هوای ورودی و سطح تماس آب و هوا از موارد تاثیرگذار بر کارایی برج خنک کن هستند. در واقع برج خنک کن یک خنک کننده تبخیری بزرگ است که آب گرم شده در کندانسورهای آبی را خنک می‌کند تا بتوان مجددا از آب خنک شده در کندانسور آبی استفاده نمود.
کندانسورها در انواع هوا خنک، آب خنک، پوسته و لوله، لوله در لوله و تبخیری موجود هستند.
به میزان دمای تر هوای ورودی به کندانسور، حجم هوا و سطح تماس آب با هوا بستگی دارد.
برج خنک کن یک خنک کننده تبخیری بزرگ است که آب گرم شده در کندانسورهای آبی را خنک می‌کند تا بتوان مجددا از آب خنک شده در کندانسور آبی استفاده نمود.
