کندانسور چیست؟
در مکانیسم‌های حاوی انتقال حرارت، کندانسور یا چگالنده، به دستگاه یا واحدی گفته میشود که به منظور تبدیل ماده‌ای ازحالت گاز به مایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عمل عمدتاً توسط سردکردن آن ماده انجام میشود. دراین پروسه دمای درون ماده جذب میشود و خنک کننده سیال کندانسور نامیده میشود. در حقیقت کندانسورها یک نوع مبدل حرارتی محسوب می‌شوند که در آنها حرارت بخار داغ به یک سیال دیگری نظیر هوا یا آب منتقل میشود، تحت تأثیر این عمل، بخار تا دمای اشباع سرد و به مایع تبدیل خواهد شد.
کندانسورها سایز و ابعاد مختلفی دارند که از سایزی به نسبت کوچک و قابلیت حمل توسط دست، تا واحدهای فوق‌العاده بزرگ صنعتی که در پروسه‌های تولید به کار می روند، متغیر هستند. کندانسورها در تهویه مطبوع، پروسه‌های صنعتی شیمیایی نظیر تقطیر، نیروگاه‌های بخار و مکانیسم‌های انتقال حرارت مورد استفاده واقع می‌شوند.
با وجود اینکه که در برخی از سیستم های تبرید بعضی اوقات از آب نمک یا مبردهای انبساط مستقیم به عنوان یک عامل جذب کننده حرارت یا تقطیر استفاده می‌گردد. اما در بیشتر موارد، هوا یا آب و یا ترکیبی از آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مطالب مرتبط:
همه‌چیز درباره تعمیر و نگهداری کندانسور
تنوع کندانسور از نظر کارایی
کندانسورهای با کارایی بالا در صنایع به سه مدل کندانسور چیلر، کندانسور سردخانه و کندانسور صنعتی تقسیم میگردند:
1. کندانسور چیلر: عمدتاً در چیلرهای تراکمی هوایی و آبی بکار گرفته می‌شوند.
2. کندانسور سردخانه: یکی از پر استفاده ترین موارد بکارگیری از کندانسور در سردخانه‌ها است. در حقیقت همان چیلر تراکمی محسوب می‌گردد که به نام یونیت کندانسینگ خوانده میشود.
3. کندانسور صنعتی: به کندانسورهای پوسته و لوله، هوای خنک و… کندانسورهای صنعتی گفته میشود. که به منظور انجام پروسه تقطیر در ماشین آلات صنایع گوناگون کاربرد دارند.
نیاز است که اطلاع داشته باشید کندانسورها بر اساس محل نصب به دو مدل زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
1. کندانسور که روی شاسی نصب می‌گردد.
2. کندانسوری نصب شده دور از کمپرسور.
کندانسور هوا خنک به عنوان پرکاربردترین کندانسور شناخته شده است که در صنایع خنک سازی به کار گرفته میشود.
اما من‌حیث‌المجموع کندانسورهارا به سه مدل زیر تقسیم می‌کنند:
1. کندانسور خنک شونده توسط هوا (کندانسورهوایی): در این کندانسورها هوا به‌عنوان عامل تقطیر به کار برده میشود.
2. کندانسور خنک شونده توسط آب (کندانسور آبی): در کندانسورآبی، آب به‌عنوان سیال تقطیر به کار برده میشود.
3. کندانسورتبخیری: در این کندانسورها هوا و آب هردو کاربرد دارند.
حتما بخوانید:
راه اندازی و اجرای سیستم آیس بانک کارخانجات
نقش کندانسور در سیکل تبرید چیست؟
در مکانیسم‌های تهویه مطبوع که بیشتر از سیکل تبرید تراکمی استفاده میشود. چهار جز اصلی وجود دارد.
1- کمپرسور
2- کندانسور
3- اواپراتور
4- شیر انبساط
کندانسور در این سیکل وظیفه جذب دما از مبرد، تبدیل حالت آن از گاز به مایع و در نتیجه منتقل کردن به شیرانبساط را عهده دار است. وظیفه بسیار مهم یک کندانسور در یک دوره تبرید خنک کردن مبرد است. مبرد پس از آن که در کمپرسور کاملاً فشرده شد و به گاز داغ پرفشار تبدیل شد وارد کندانسور خواهد شد. کندانسور این گاز را بوسیله آب یا هوا خنک میکند و تلاش میکند در همان فشار با جذب گرمای نهان مبرد، فاز آن را از گاز به مایع تبدیل کند.
کندانسور و اواپراتور هر دو به نوعی مبدل حرارتی به حساب می‌آیند که در کنار کمپرسور، سه اجزاء حیاتی یک مکانیسم تهویه مطبوع هستند. طراحی و گزینش صحیح این سه مورد امکان تأثیرگذاری بسزایی را در راندمان سیستم دارد.
حتما بخوانید:
پلیت هیتر چیست؟ انواع و کاربرد
تعمیر و نگهداری مبدل حرارتی (پلیت کولر)
دسته‌بندی اصلی کندانسور ها چیست؟
بسته به شیوه تبادل گرمای کندانسور با محیط پیرامون و خنک شدن آن، کندانسور را به سه دسته تقسیم‌بندی می‌کنند:
۱- کندانسورهای هوایی (هواخنک):
این کندانسورها بوسیله هوا مبرد را از حالت گاز به مایع تبدیل می‌کنند. در حقیقت کندانسورهای هوایی در محیط بیرون قرار میگیرند و از هوای محیط به منظور خنک‌سازی مبرد استفاده میشود. این کندانسورها عمدتاً از یک کویل شامل لوله‌های مسی که بر روی آنها فین‌های آلومینیومی قرار دارد تکوین شده‌اند. در عین حال به منظور چرخش هوا روی این کویل، یک یا چند فن دمنده تعبیه شده است.
هرچند کویل کندانسورهای هوایی قادر هستند همگی از متریال آلومینیوم نظیر کندانسور مایکروچنل نیز باشد. مبرد نخست وارد تیوب های کندانسور خواهد شد. و بعد از جای گیری در لوله های پرپیچ و خم در مجاورت هوا قرار داده میشود. فین های آلومینیومی به منتقل شدن حرارت بهتر مبرد و هوا کمک فراوانی خواهد کرد. شیوه طراحی و قرار گرفتن صفحه‌های کندانسور فوق‌العاده مهم و حائز اهمیت است و در عملکرد آنها اثر مستقیم می‌گذارد. فن دمنده با مکش هوا و عبور هوا از روی صفحه‌های کندانسور سبب انتقال حرارت بیشتر بر روی کندانسور خواهد شد.
شتاب فن دمنده ممکن ایستا یا دور متغیر باشد. در مدل دور متغیر دمنده به میزان درخواست شده، گردش کرده و سبب خنک کاری میشود. در عین حال نوع فن دمنده و نحوه جای‌گیری آن بر روی کندانسور اثر مستقیم در بوجود آمدن سرو صدا دارند. امروزه از فن‌های دور متغیر با محفظه بدون صدا به منظور کاهش نویز ماشین آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع کندانسور هوایی و کاربرد آن
این مدل کندانسور v-type فقط با جریان هوای تازه مایع درونی را خنک کاری میکند. کندانسورهای هوایی یا به بیانی دیگر هوا خنک در دو تیپ عمودی و افقی تولید می‌شوند. امکان خوبی جهت کاستن دارند و چندین پروانه کندانسور جداگانه جهت بهره‌بری بیشتر به کار برده میشود. در به موازات بالا بردن ظرفیت برودتی کندانسور جهت افزایش راندمان گزینش فن یکی از حائز اهمیت‌ترین نکات در زمان ساخت و تولید چگالنده هوا خنک محسوب می‌گردد. در کل مبدل هوایی دارای تقسیم‌بندی است که در زیر به آنها پرداخته‌ایم:
کندانسور هوایی با جریان طبیعی یا اتمسفریک:
عمدتاً از این تکنولوژی به منظور کاهش دمای سیستم‌های خانگی می‌تواند مورد بهره‌بری قرار گیرد. به سبب اینکه طرح‌ریزی کندانسور به شکلی است که احتیاج به گستردگی بالا دارد. در نتیجه همین عامل باعث میشود تا راندمان کاری پایینی ارائه دهد. این نوع از کندانسور در صنعت کاربرد ندارد و فقط برای استفاده در یخچال فریزرهای خانگی طراحی شده است.
کندانسور هوا خنک با مکش الزامی:
مبدلی به منظور ظرفیت‌های سنگین صنایع یا صنعت تهویه مطبوع با توان فراوان و راندمان بالا است. فن‌هایی به منظور مکش و دمش هوای تازه بر روی کندانسور نصب میشود تا جریان خنک کاری را شتاب ببخشند. قدرت بالا در زمان خنک سازی سبب خواهد شد دلتایی کندانسور به 15 درجه سانتیگراد تبدیل گردد. هرچند این آیتم محاسباتی بستگی به این دارد که میزان حرارت آبگرم ورودی درون کویل کندانسور چند درجه باشد. لوله‌های رفت و برگشتی با سایزهای 7/8، 5/8 ، 3/8 اینچ از متداول‌ترین مدل‌های قابل استفاده در کندانسور هوایی محسوب میگردند. ضخامت متغیر مشخص بوده و با توجه به میزان افت دما، فشار، حجم دبی درگردش متفاوت هستند.
۲- کندانسور آبی (آب خنک):
در این مدل از کندانسور مبرد توسط آب خنک میشود. در این وضعیت مبرد داغ بوسیله لوله هایی در مجاورت آب قرار خواهد گرفت. ظرفیت جذب گرمای آب در قیاس با هوا فوق‌العاده بالاتر است بنابراین ماشین آلات با کندانسور آبی از راندمان بالاتری نسبت به ماشین‌آلات با کندانسور هوایی برخوردار هستند. یک مدل بسیار متداول از کندانسورهای آبی که در چیلرها مورد استفاده قرار می‌گیرد، مدل پوسته و لوله است. این قطعه حاوی کالکشنی از لوله‌هایی با قطر کم است که درون یک پوسته جای گرفته‌اند. ساده ترین مدل این کندانسور، نوع دو لوله است که در حقیقت یک پوسته تنها یک لوله را در بر خواهد گرفت.
کندانسور Shell and Tube یا پوسته، حاوی کالکشنی از لوله ها و یک پوسته به دور آنها است. عمدتاً درون لوله های داخلی آب جریان پیدا خواهد کرد و سیال یا مبرد گازی شکل در پوسته جای می‌گیرد. مجاورت مبرد گازی با لوله های آب سبب از دست دادن گرما بوسیله گاز و تبدیل به مایع خواهد شد. آب نیز که گرمای مبرد را جذب کرده به منظور خنک سازی مجدداً یا می‌بایست به طور کامل تعویض شود (به منظور استفاده در محل‌هایی که به طور مثال در مجاورت رودخانه قرار گرفته‌اند) یا می‌بایست دوباره بوسیله دستگاه دیگری به نام برج خنک کننده، سرد شود.
انواع کندانسور آبی و کاربرد آن
کندانسورهای آب خنک دارای تنوع فراوانی هستند به گونه‌ای که میتوان آنها را در چهار دسته بندی قرار می‌دهند. همگی مدل‌ها جزء کندانسورهای آب خنک قرار دارند اما طراحان برای هریک از کندانسورهای آب خنک کارکردی گوناگون مشخص کرده‌اند. در کل می‌بایست گفت بستگی به میزان فشار ودبی کارایی کندانسور آب خنک تغییر خواهد کرد.
کویل دو لوله‌ای:
لوله‌هایی به شکل موازی در یک راستا در کنار یکدیگر قرار میگیرند. و درون هر شاخه کندانسور آبی لوله‌ای دیگر نصب خواهد شد. درون کویل بیرونی آبگرم عبور خواهد کرد و لوله درونی آبسرد را گذر میدهد. این شیوه طراحی کندانسور آبی عمدتاً به منطور فشارهای کم، کاربرد دارند.
منتقل کردن دمای پوسته لوله:
امروزه از این مدل کندانسور در برج‌های خنک کننده هیبریدی بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. شماری لوله مسی درکنار یکدیگر بصورت رفت و برگشتی به شکل یک کویل تولید می‌شوند. از درون مبدل آب داغ عبور میکند و سیال سرد برروی کویل توسط نازل‌های افشاننده اسپری میگردند. تبادل دمایی مطلوب کندانسور آبی را ایجاد خواهد کرد و تا 5 درجه ممکن است سبب افت دمای آب شود.
کویل لوله مارپیچی:
لوله‌های کویل کندانسور به شکل حلزونی و مارپیچی طراحی شده‌اند. و درون یک استوانه قرار میگیرند. درون لوله‌های مار پیچ کندانسور آبگرم در جریان است. و درون استوانه آب سرد شده پیش بینی شده یا بالعکس تا با این شیوه بتوان دمای آب داغ را به مرور کاهش داد.
کویل صفحه‌ای:
شماری مشخص صفحه درکنار یکدیگر درون کندانسور آبی واقع شده‌اند در یک سو سیال گرم و سوی دیگر آبسرد در جریان است. با گذر سیالات میان صفحات به شیوه انتقال حرارت پوسته‌ای تا حدودی انتقال حرارت ایجاد خواهد شد که چندان بالا نیست. در قیاس با نوع کندانسور پوسته لوله می‌بایست یادآور شد که تاب‌آوری کمتری دارند و به منظور مصارف خاص مورد استفاده قرار میگیرند.
۳- کندانسورهای تبخیری:
در این کندانسورها هم از آب و هم از هوا به منظور خنک سازی مبرد استفاده می‌گردد. آب از بالا بر روی لوله‌های دربردارنده مبرد پاشیده میشود. و هوا نیز از پایین به بالا از برروی لوله‌های کندانسور عبور خواهد کرد. آب اسپری شده بر روی لوله های دربردارنده مبرد، امکان دارد تبخیر شوند. در نتیجه احتیاج است منبعی که آب را پمپاژ میکند و به شکل اسپری بر روی لوله‌ها اعمال می‌گردد، دوباره جایگزین گردد.
کندانسور تبخیری چیست؟
کندانسور تبخیری یکی دیگر از مدل‌های متنوع کندانسورهای خنک کننده است. لازم به یادآوری است که این مدل کارکرد کمتری در قیاس با دو نمونه قبلی کندانسور دارد. شیوه کارکرد آن بوسیله هوا و آبسرد امکان پذیر خواهد بود و با میزان مشخصی تبخیر بر روی سیال مایعات گازی عمل تقطیر را انجام خواهد داد. از کندانسور تبخیری به منظور بهره‌بری در کارخانه‌جات صنعتی بیشتر استفاده میشود. مهندسی معکوس کندانسور تبخیری میتوان به کولینگ تاور هیبریدی اشاره کرد. کارایی یکسان دارد و امکان تولید و ساخت آن در تناژ تبرید گوناگون وجود دارد.
کاربرد کندانسور بر اساس نحوه قرارگیری چیست؟
۱. کندانسور ایستاده
یکی از مدل‌های کندانسور هوایی نوع ایستاده آن است. دراین نوع کندانسور تبادل حرارت با هوای آزاد به شکل طبیعی صورت خواهد گرفت نظیر یخچال و فریزرهای ایستاده
۲. کندانسور هوایی فن دار
تهاتر دما در این کندانسور با هوای آزاد به شکل بافن انجام خواهد گرفت نظیر آبسردکن‌ها، یخچال‌های ویترینی و فریزرهای صندوقی. به این مدل کندانسورها، کندانسورهای خوابیده نیز میگویند. کندانسور ایستاده عمدتاً در پشت یخچال و یا در داخل بدنه نصب می‌گردد. کندانسور هوایی با جابه جایی الزامی میتوان بر اساس مکان نصب آنها به دو دسته تقسیم کرد:
۱) کندانسور متصل به همراه کمپرسور بر روی شاسی نظیر آبسردکن و یخچال ویترینی
۲) کندانسور که جدا از کمپرسور و در محیط آزاد نصب خواهد شد نظیر چیلر هوایی
عوامل مداخله‌گر در انتخاب کندانسور چیست؟
فاکتور گزینش کندانسور هوایی بر پای قدرت کمپرسور است. بدین معنی که هرچه قدرت کمپرسور بالاتر باشد کندانسور آن نیز دارای ابعاد بزرگترین خواهد بود. به عنوان نمونه کمپرسورهای 8/1HPتا5/1HP کندانسور ایستاده و قدرت 2/1HPبه بالا کندانسور فن دار مورد استفاده قرار خواهد گرفت. قابل ذکر است که قدرت های 3/1HPتا4/1HPبستگی به مدل مکانیسم سرد کننده از هر دو مدل کندانسور می توانند بهره‌بری کنند.
ایرادیابی کندانسور
به سبب استحکام بالا تسهیل در ساخت، کندانسور کمتر خراب میشود اما بر اثر مرور زمان و به سبب کار زیاد سیستم امکان دارد داخل و خارج آن جرم تشکیل شود که می بایست با مواد مناسب آن را تمیز کرد. در عین حال بر اثر سایش و ضربه مکان دارد سوراخ شود. که می‌بایست آن را جوشکاری کرد.
حتما بخوانید:
گرمخانه و سردخانه کارخانه لبنیات
نکات طلایی انتخاب سیستم گرمایشی کارخانه
جمع بندی:
در این مقاله پیرامون پاسخ به سوالاتی همچون کندانسور چیست؟ کاربرد کندانسور در صنعت چیست؟ انواع کندانسورها کدامند؟ و… بحث کردیم. کندانسورها یکی از اجزاء مهم و حائز اهمیت سیکل تبرید محسوب میگردند. بدون آن ها در حقیقت دستگاه‌ها قادر به خنک سازی نیستند. گزینش یک نوع مناسب کندانسور در یک دستگاه با نظر به شرایط محیط، هزینهها و راندمان مبحثی بسیار حائزاهمیت است. کندانسورهای آبی از راندمان بالاتری برخوردار هستند. اما در مناطق با درجه رطوبت بالا کارایی مطلوبی ندارند. کندانسورهای هوایی احتیاج به مراقبت و مواظبت بیشتر دارند.
از مشهورترین برندهای تولید کندانسور در دنیا، می توان به برندهای Thermokey و Thermokar اشاره کرد. هرچند تولید کندانسور کار فوق‌العاده پیچیده‌ای محسوب نمی‌شود. اما در ایران نیز کندانسورها عمدتاً بوسیله شرکت‌های تولیدکننده تهویه مطبوع تولید می‌شوند. در غایت می‌بایست بدانیم کندانسورها خصوصیات منحصر به فردی دارند و امکان بهره‌بری از هر کندانسوری در هر دستگاهی و مکانی وجود ندارد.