انواع کندانسور چیلر هوا خنک و آب خنک چیست

کندانسور چیلر چیست؟

در این مقاله قصد داریم به بررسی کندانسور چیلر بپردازیم. کندانسور بین کمپرسور و شیر انبساط قرار دارد. در واقع وظیفه کندانسور، گرفتن حرارت از سیال گازی با درجه حرارت بالا توسط یک سیال دیگر مانند هوا، آب یا هر سیال خنک‌کننده دیگری است. برای مثال در یخچال خانگی، طرز کار کندانسور به این شکل است که حرارت مبرد (گاز فریون) جاری در لوله‌های پشت یخچال را به روش هواخنک گرفته تا آن را از حالت بخار به حالت مایع تغییر فاز دهد. مبرد به صورت بخار گرم و فشار بالا وارد کندانسور می‌شود و مبرد مایع از کندانسور خارج می‌شود.

انواع کندانسور کدامند؟

کندانسور (تقطیر کننده) دستگاهی است که از لوله‌های (کویل) پر پیچ و خمی تشکیل شده که سیال گازی با درجه حرارت بالا در آن به سه روش حرارت خود را از دست می‌دهد تا به مایع تبدیل شود (تقطیر) که این سه روش عبارتند از :

۱ . آب خنک (آبی)

۲ . هوا خنک (هوایی)

۳ . تبخیری (ترکیبی)

که اگر سیال خنک‌کننده آن، آب باشد به آن کندانسور آبی می‌گویند. اگر سیال خنک‌کننده هوا باشد، به آن کندانسور هوایی و اگر تقریبا ترکیبی از این دو باشد به آن کندانسور تبخیری (ترکیبی) گفته می‌شود که در صنعت بیشتر از دو نوع اول استفاده می‌شود.

۱ . انواع کندانسور آبی (آب خنک)

در کندانسور آبی پس از اینکه آب، حرارت سیال داغ (مبرد) را گرفت به برج خنک‌کننده ارسال می‌شود تا در برج مجددا خنک شده و به کندانسور برگردد تا سیکل خنک‌کاری دائما تکرار شود.

۱ . ۱ . پوسته و لوله

پوسته و لوله از یک دسته لوله افقی موازی تشکیل شده که در داخل آن‌ها سیال داغ جریان داشته و در پوسته اطراف آن، آب عبور داده می‌شود (و یا برعکس). در کندانسور پوسته و لوله، آبی که در برج خنک‌کننده خنک شده، وارد پوسته (اطراف کویل) و سیال گازی داغ، وارد دسته‌ای از لوله ها (کویل) می‌شود و پس از انتقال حرارت صورت گرفته بین آب و سیال داغ گازی شکل، رفته رفته سیال داغ گازی از حالت گاز به مایع تغییر فاز می‌دهد و به اصطلاح کندانس (تقطیر) می‌شود.

در برخی از انواع این نوع کندانسورها سطح لوله‌ها دارای پره‌هایی (فین تیوب یا لوله مسی فین‌دار) جهت افزایش سطح حرارتی است.

مشکل جزئی آن‌ها رسوب املاح آب در داخل دسته‌ لوله‌های مسی است که باعث بالا رفتن فشار رانش می‌گردد. در حال حاضر به روش‌های گوناگون می‌توان این رسوب را از لوله‌ها جدا نمود که با پیشرفت علوم مهندسی شیمی روش‌های قابل قبول و با اطمینانی به کار می‌رود.

مزیت کندانسور پوسته و لوله در مقایسه با انواع دیگر، سادگی ساختار آن، ارزان‌تر بودن نسبت به سایر مبدل‌ها، استحکام و قابلیت تحمل فشارهای بالا است.

۱ . ۲ . صفحه‌ای

در این نوع، چند ده تا چند صد صفحه در کنار یکدیگر و آبند نسبت به هم قرار گرفته که یکی در میان در فضای بین صفحات سیال سرد (مثل آب) و سیال گرم (سیال گازی داغ) جاری می‌شود و با یکدیگر از طریق دیواره صفحات، تبادل حرارتی انجام می‌دهند. در نوع صفحه‌ای به علت بیشتر بودن سطح منتقل‌کننده گرما، ظرفیت انتقال حرارت زیادتری در ابعادی کوچکتر فراهم می‌شود ولی حداکثر تحمل فشار کاری این نوع نسبت به نوع پوسته و لوله کمتر و قیمت آن نسبت به پوسته و لوله بیشتر است که در برخی کاربردهای خاص می‌توان از این نوع استفاده نمود.

۱ . ۳ .  پوسته و کویل مارپیچ

در این نوع، یک کویل که ممکن است از لوله‌های حلزونی یا مارپیچ تشکیل شده باشد در داخل یک پوسته استوانه‌ای قرار داده می‌شود. در داخل کویل مارپیچ، سیال داغ گازی شکل و در داخل پوسته آب جریان دارد (و یا برعکس). این نوع، شباهت زیادی به نوع پوسته و لوله دارد و در ظرفیت‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۱ . ۴ . نوع دو لوله‌ای

در این نوع، یک لوله با قطر کمتر در داخل یک لوله با قطر بیشتر قرار دارد. در داخل لوله داخلی، سیال آب و در فضای بین دو لوله سیال داغ جریان دارد (و یا برعکس). این نوع نیز مانند نوع قبلی (پوسته و کویل مارپیچ) در ظرفیت‌های کم کاربرد دارد.

۲ . کندانسور هوایی (هوا خنک)

در کندانسور هوایی، فن، هوا را از روی کویل عبور داده و آن را خنک می‌کند تا سیال درون کویل حرارت خود را از دست بدهد. در نوع هوایی، لوله‌ها (کویل) دارای پره یا Fin بوده و هوا به کمک فن روی لوله‌ها جریان پیدا می‌کند. در این نوع برخلاف نوع آبی به تجهیزاتی مانند برج خنک‌کننده نیازی نیست و هوای عبور داده شده از روی لوله‌ها، حرارت را از سیال داغ می‌گیرد و به هوای اتمسفر منتقل می‌کند. در این نوع برخلاف نوع آبی و تبخیری، خطر رسوب و زنگ‌زدگی تجهیزات وجود ندارد.

۳ . کندانسور تبخیری (ترکیبی)

کندانسور تبخیری، تقریبا ترکیبی از نوع هوای و آبی و قسمتی از برج خنک‌کننده است. بدین صورت که سیال با درجه حرارت بالا درون لوله‌های کندانسور تبخیری جریان داشته و به کمک آبی که روی لوله‌ها پاشیده می‌شود تقطیر می‌گردد. سپس توسط یک فن در همان مجموعه، قسمتی از آب که گرم شده است، خنک می‌گردد. نوع آبی و هوایی نسبت به نوع تبخیری کاربرد بیشتری دارند.

کندانسور چیلر چه کاری انجام می‌دهد؟

کندانسور در حال جمع‌آوری تمام گرمای ناخواسته از ساختمان است و انتقال آن وابسته به آب داخل پوسته (اطراف کویل ) کندانسور است که این گرما از طریق برج خنک‌کننده و ... از ساختمان خارج می‌شود.

بخشی از گرمای ناخواسته محیط، به اواپراتور وارد می‌شود و مبرد آن را به کمپرسور می‌برد تا متراکم شود. سپس این گرما از طریق کمپرسور به داخل کندانسور منتقل می‌شود. سپس کندانسور گرما را از طریق مبرد از درون آب منتقل شده در اطراف حلقه آب کندانسور، انتقال می‌دهد. مبرد و آب هرگز با هم مخلوط نمی‌شوند، آنها همیشه با یک جداره فلزی جدا نگه داشته می‌شوند و فقط انتقال گرما بین آن‌ها صورت می‌گیرد.

آب کندانسور توسط پمپ به برج خنک‌کننده انتقال داده می‌شود. برج خنک‌کننده معمولاً روی ( بام ) قرار دارد و گرمای حاصل از آب کندانسور را در اتمسفر دفع می‌کند، در نتیجه آب کندانسور خنک می‌شود.

هنگامی که آب کندانسور خنک شد، پس از آن در دمای بسیار خنک‌تری آماده می‌شود تا گرمای بیشتری را دوباره از کندانسور بگیرد. آب کندانسور در حدود 32 درجه سانتیگراد (90 درجه فارنهایت) در حال جریان است و در 27 درجه سانتیگراد (81 درجه فارنهایت) برمی‌گردد.

در داخل کندانسور، مجموعه‌ای از لوله‌های با قطر کم (کویل) درون یک لوله با قطر زیاد به نام پوسته قرار دارند که در اکثر مواقع از داخل مجموعه لوله‌ها، آب یا هر نوع مایع خنک‌کننده با درجه حرارت پایین جاری می‌شود. سپس از داخل پوسته (محیط بیرونی لوله‌های با قطر کم یا همان کویل) سیال گازی با درجه حرارت بالا جاری می‌شود. این دو سیال از طریق جداره (دیواره) مجموعه لوله‌های با قطر کم با یکدیگر تبادل گرمایی انجام داده و آب یا مایع خنک‌کننده، گرمای سیال گازی داغ را می‌گیرد و کم کم آن را به مایع تبدیل می‌کند. مایع در قسمت پایینی پوسته جمع شده و از طریق یک مجرا در زیر دستگاه کندانسور خارج می‌شود.

به دلیل اینکه در این مدل از دستگاه‌ها از آب به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌شود؛ به آن کندانسور آبی نیز می‌گویند. این آب که حرارت را از سیال داغ می‌گیرد؛ بایستی به طریقی خنک گردد تا مجددا به مدار بازگردانده شده و توانایی این را داشته باشد که دوباره حرارت را از سیال گازی شکل داغ بگیرد. به همین خاطر این آب که گرم شده با پمپ به برج خنک‌کننده فرستاده می‌شود تا در آنجا خنک گردد و دوباره به کندانسور بازگردانده شود.

معمولا فضای درون پوسته در یک حالت خلا نسبی قرار می‌گیرد زیرا این خلا در اثر اختلاف حجم ویژه بین بخار و مایع چگال شده ایجاد می‌شود. البته گاهی اوقات برعکس این حالت نیز وجود دارد و مایع خنک‌کننده (مانند آب) از درون پوسته و سیال گازی داغ از درون مجموعه لوله‌ها جاری می‌شود.

از این کندانسور به طور گسترده در دستگاه‌هایی مانند چیلر تراکمی آب خنک استفاده می‌شود.

لازم به ذکر است که هنگامی که مبرد از کمپرسور خارج می‌شود و به داخل کندانسور می‌رود باید دمای آن بسیار بالاتر از آب کندانسور برگشتی (ورودی) باشد، که از برج خنک‌کننده برمی‌گردد. آب کندانسور در حدود 27 درجه سانتیگراد (81 درجه فارنهایت) وارد می‌شود بنابراین باید مبرد دارای دمای بالاتر از این باشد.

اگر مبرد همان دما با این آب کندانسور برگشتی باشد، چیلر قادر به بیرون کردن هرگونه گرمایی که در ساختمان گرفته شده نیست  و بنابراین ساختمان قادر به خنک شدن نخواهد بود.

در مجموع دو نوع برج خنک‌کننده وجود دارد، مدار باز و مدار بسته. مدارهای باز رایج‌ترین آنها هستند. آنها آب کندانسور گرم را در هوای محیط پخش می‌کنند که با استفاده از گرمای نهان تبخیر، آب را خنک می‌کند.

این کار مشکلی ایجاد می‌کند، زیرا در اثر لوله‌کشی آب داخلی و مبدل حرارتی کندانسور، اثری به نام رسوب رخ می‌دهد.

آلودگی و ذرات دیگر روی سطح لوله‌ها و مبدل حرارتی جمع می‌شوند و یک لایه عایق ایجاد می‌کنند.

این تجمع، رسوبات نمک، خاک، مواد معدنی و همچنین باکتری‌ها است. این مشکل را می‌توان با یک دوز شیمیایی دقیق درمان کرد. متأسفانه این به خودی خود برای متوقف کردن مسئله رسوب‌گذاری کافی نیست.

جهت مشاوره فنی، خرید با کارشناسان نیک تهویه تماس بگیرید.