کندانسور سردخانه جزء مهمترین قطعات سیکل تبرید می باشد و محل قرارگیری کندانسور در سیکل بعد از کمپرسور و قبل از شیر انبساط می باشد .
کندانسور سردخانه چیست؟ معرفی انواع کندانسور سردخانه
کندانسور سردخانه جزء مهمترین قطعات سیکل تبرید می باشد و محل قرارگیری کندانسور در سیکل بعد از کمپرسور و قبل از شیر انبساط می باشد. گاز خروجی از کمپرسور را که دمای آن بالا می باشد در کندانسور تقطیر می شود و بعد از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور می شود. در ساخت و راه اندازی سردخانه ها بایدبه کندانسور آن توجه بسیاری داشت.
وظیفه کندانسور سردخانه شبیه به یک مبدل حرارتی می باشد عملکرد آن به این صورت می باشد که با خنک کردن مبرد توسط آب یا هوا فاز مبرد را از گاز وارد فاز مایع می کند. کاربرد کندانسور سردخانه دفع حرارت گرفته شده در اواپراتور به محیط می باشد. دفع حرارت جذب شده در اواپراتور از طریق کندانسور به محیط نیاز به صرف توان دارد که این کار توسط کمپرسور سردخانه انجام می شود و در نتیجه در کندانسور می بایست هم توان جذب شده در اواپراتور و هم تواند کمپرسور را که فرض می کنیم تمام آن به حرارت تبدیل شده است به محیط اطراف داد.
مجموعه کامل چیلر سردخانه از یک سری قطعات اصلی تشکیل شده است:
۱ . کمپرسور پیستونی
۲ . کندانسور
۳ . شیر انبساط
۴ . اواپراتورهای درون سردخانه
۵ . ماده مبرد
۶ . قطع کننده های جریان مدار فشار بالا و پایین ، سایت گلاس ، خشک کن و نشان دهنده رطوبت
یونیت کندانس چیست ؟
به مجموعه ای از کمپرسور و کندانسور و تمامی لوازم های کنترلی مورد نیازمان که همگی بر روی یک شاسی قرار می گیرند و به عنوان واحد تقطیر یا یونیت کندانس شناخته می شوند کندانسور یونیت سردخانه به همان کندانسوری می گویند که در یونیت کندانس قرار دارد. اواپراتور هم که در داخل اتاق سردخانه قرار می گیرد.
انواع کندانسور سردخانه
کندانسورها را براساس نوع دفع حرارتی که انجام می دهند تقسیم بندی می کنند:
کندانسور هوایی Air Cooled Condenser
کندانسور آبی Water Cooled Condenser
کندانسور تبخیری Evaporative Condenser
کندانسور سردخانه هوایی (هوا خنک)
در کندانسور هوایی حرارت مبرد به هوای محیط منتقل می شود و اگر جریان هوایی که از روی کویل ها عبور می کند به صورت طبیعی باشد به آن کندانسور جریان طبیعی و اگر به صورت اجباری باشد مثل فن به آن جریان اجباری می گویند. در این مدل کندانسور، از هوا برای خنک سازی استفاده می شود و در سردخانه هایی با ظرفیت کم و یخچال های خانگی و مغازه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
کندانسور جریان طبیعی همیشه به صورت عمودی قرار می گیرند که برای افزایش انتقال حرارت یکسری پره میله ای به لوله ها وصل می شود. کاربرد کندانسور جریان طبیعی بیشتر در سیستم برودتی ظرفیت پایین مثل یخچال های کوچک است. به منظور جلوگیری از رسوب شدن ذرات و گرفتگی بین پره ها در کندانسور، معمولا فاصله بین فین ها را تا حد امکان زیاد می کنند. اما در کندانسور جریان اجباری برای افزایش جریان هوا از یک یا چند فن استفاده می شود.
نوع فن سردخانه به دلیل حجم قابل توجه هوای مورد نیاز از نوع پروانه ای می باشد. به خاطر ضریب انتقال حرارتی کم سمت گاز ، در قسمت خارجی لوله ها از پره ها استفاده می شود. جریان هوا می تواند به صورت افقی یا عمودی باشد که معمولا از بالا به پایین است. از آنجایی که جریان ثقلی مایع تقطیر شده در کندانسور به سمت پایین خواهد بود پس ورود مبرد در کندانسورهای هوایی از بالا و خروج آن از پایین کندانسور است.
معمول ترین ماده مورد استفاده در ساخت این کندانسور ها ، ترکیب پره آلومینیومی با لوله مسی برای مبرد های هالو کربن و لوله استیل یا آلومینیومی برای مبرد آمونیاکی است. کاربرد مهم کندانسور هوا خنک در سردخانه و تونل انجماد و … است که از ظرفیت های پایین چند کیلو وات تا ظرفیت های بالا تا چند صد کیلووات را پوشش می دهد. کنترل ظرفیت کندانسور های هوا خنک جریان اجباری با تنظیم دبی هوا صورت می گیرد و در واقع فشار تقطیر کنترل می شود که به وسیله کنترل دور فن و یا خاموش و روشن کردن فن ها انجام می شود .
کندانسور آبی (آب خنک)
کندانسور آبی حرارت را به آب منتقل می دهد. کندانسور آبی می تواند در مدل ساده به صورت دو لوله هم مرکز باشد که به آن کندانسور دو لوله ای می گویند که برای ظرفیت های پایین کاربرد بسیاری دارد و نحوه کندانس به این شکل است که جریان آب و مبرد به صورت خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند تا بتوان حداکثر مقدار سابکولینگ را ایجاد کرد. این مدل از کندانسور آب را برای خنک سازی گاز مبرد بهره می برد و اکثرا در چیلر های سبک و سنگین استفاده می شود.
در ظرفیت های بالاتر پرمصرف ترین نوع کندانسور آب خنک، کندانسور پوسته و لوله است و به نحوه انتقال حرارت به این صورت است که آب در داخل لوله و مبرد در پوسته جریان دارد. معمولا اختلاف دمای تقطیر با دمای آب ورودی کندانسور در کندانسور های آب خنک حدود 10 درجه سانتی گراد و اختلاف دمای آب ورودی با خروجی کندانسور حدود 5 درجه سانتی گراد می باشد.
در بعضی از موارد آب مورد نیاز برای خنک نگه داشتن کندانسورها از منابع طبیعی مثل رودخانه، دریا یا چاه استفاده می کنند که البته باید شرایط زیست محیطی را هم در نظر گرفت ولی در روال عادی باید از وسیله ای به نام برج خنک کن برای خنک کاری آبی که در کندانسور گرم می شود استفاده کرد. برج خنک کن وسیله است که در آن با تماس مستقیم آب گرم و هوای محیط، دمای آب کاهش می یابد و مجدد در کندانسور مورد استفاده قرار می گیرد
انواع کندانسورهای آبی
·کندانسور آبی پوسته و لوله: از تعدادی لوله موازی تشکیل که به وسیله یک پوسته احاطه شده است.
·کندانسور آبی صفحه ای: دارای چند صفحه است که لوله آب و لوله مبرد از میان صفحه ها عبور داده می شود.
·کندانسور آبی پوسته و کویل: این مدل از کندانسور نیز همانند نوع پوسته و لوله می باشد با این تفاوت که در این کندانسور لوله های مرکزی به شکل کویل مارپیچی موجود می باشند و تبادل حرارت بیشتری را ایجاد می کنند.
کندانسور تبخیری
این کندانسور، مستقر در یک برج خنک کن می باشد و گاز مبرد درون لوله هایی جریان دارد که به وسیله پاشش آب و فن خنک کاری می شود و در واقع ترکیبی از کندانسور آبی و برج خنک کن (Cooling Tower) می باشد و با هدف کاهش مصرف آب طراحی و ساخته شده است. طریقه ی عملکرد کندانسور تبخیری به این گونه است که هوای محیط از روی لوله های حاوی مبرد عبور داده می شود و همزمان یک پمپ آب را از مخزنی که در پایین کندانسور قرار دارد بر روی لوله ها می پاشد و همزمان شدن آب و هوا حرارت بیشتری را از سیال می گیرد.
کاربرد کندانسور تبخیری معمولا در سیستم هایی است که از مبرد آمونیاک استفاده می شود و دمای خروجی مبرد از کمپرسور بالاست. این کندانسور در ظرفیت های پایین مقرون به صرفه نیست و نسبت به دو نوع کندانسور آبی و کندانسور هوایی کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.
فن کندانسور سردخانه های بالای صفر و زیر صفر ، تونل انجماد اکثرا از نوع مکنده آکسیال می باشند. در اواپراتور و کندانسور همیشه فن از رویل کویل
ها هوا را می مکد و هوا را روی کویل فوت نمی کند. ویژگی فن آکسیال سردخانه این است که پرتاب باد مستقیم دارد و جابجایی هوا در آن بالا می باشد نکته مهمی در مورد فن آکسیال وجود دارد که این فن ها اختلاف فشار در پشت و جلو فن را نمی پذیرند و در صورت بروز اختلاف فشار میزان هوادهی فن کاهش می یابد .
نحوه انتخاب کندانسور سردخانه
عواقب ناشی از انتخاب کندانسور نامناسب برای سردخانه
اگر کندانسور خوبی برای سیستم سردخانه انتخاب نشود حال چه از نظر اقتصادی و چه از نظر فنی ضررهای بسیاری به همراه دارد. انتخاب یک کندانسور کوچک برایسردخانه منجر به پایین آمدن راندمان سیستم می‌شود و به زبان ساده عمل کندانس به درستی انجام نمی‌شود. انتخاب کندانسور کوچک باعث بالا رفتن دمای گاز مبرد خروجی خواهد شد که در بلند مدت به سوپاپ کمپرسور آسیب وارد می کند.
چون ویسکوزیته روغن در اثر افزایش دما افت می‌کند، روانکاری کمپرسور دچار مشکل خواهد شد. برای جلوگیری از بروز اینگونه مشکلات لازم است کندانسور سردخانه را بر اساس اصول علمی انجام و انتخاب شود.
طریقه ی انتخاب کندانسور سردخانه
مهمترین عواملی که در انتخاب کندانسور سردخانه موثر می باشد:
توان برودتی اواپراتور
توان مصرفی کمپرسور
اختلاف دمای تقطیر مبرد با دمای محیط
نوع مبرد
ارتفاع از سطح دریا