تحقیق مقاله کندانسور

مقدمه

کندانسورها یکی از اجزای یک سیستم برودتی می باشند. اساس و عمل یک سیکل سرما سازی در یک سیستم برودتی همواره چنین می باشد که ماده سرما ساز در یک سیستم بسته تکرار می شود و هر لحظه اثر خنک کنندگی بیشتر می شود. در این عمل مایع سرما ساز تبخیر شده ، مجدداً به مایع تبدیل می گردد. این عمل تا زمانی ادامه می یابد که محیط به درجه حرارت مطلوب برسد.

تجهیزات تولید و توزیع سرما عبارتند از :

1 کمپرسور C    Compressor                2 تبخیر کننده  Evaporator

3 کندانسور Condensor                   4 شیر انبساط  حرارتی

وظیفه کندانسور در یک سیستم برودتی :

در یک سیستم برودتی وظیفه کندانسور انتقال گرما از ماده سرمازا به محیط دیگری مثل هوا یا آب است. که در داخل کندانسور گاز تحت فشار گرمای خود را به محیط پس می دهد و از حالت گاز به مایع چگالش می یابد.

طبقه بندی کندانسورها :

کندانسور ها را می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد :  

1 کندانسورهای آبی       Water cooled condensor

2 کندانسورهای هوایی        Air cooled condensor

3 کندانسورهای تبخیری   Evaporating condensor 

کندانسورهای آبی :

کندانسورهای سرد شونده با آب انواع مختلفی دارند که عبارتند از :

1 کندانسور آبی از نوع دو لوله ای

2 کندانسور آبی از نوع پوسته و لوله که خود دو نوع می باشد. الف ) افقی    ب ) عمودی

3 کندانسور آبی از نوع پوسته و مارپیچ

کندانسور آبی از نوع دو لوله ای :

در این کندانسورها آب به درون لوله داخل پمپ شده و ماده سرمازا در لوله خارجی جریان می یابد . مانند شکل زیر . برای بدست یابی به ضرایب انتقال حرارت بالاتر ، جهت حرکت آب و ماده سرمازا در این کندانسور غیر همسو است. اگر چه کاربرد کندانسورهای دو لوله ای در گذشته رواج داشته است ، ولی از آن جایی که در این مبدلهای حرارتی تعداد زیادی واشر و فلانچ به کار می رود تعمیر و نگهداری آنها را با مشکل روبرو ساخته است.

کندانسور آبی از نوع پوسته و لوله افقی :

در این کندانسورها ، ماده سرمازا در داخل پوسته جریان دارد (منبع) و آب به داخل لوله پمپ      می شود. اگر این کندانسورها بصورت یک واحد با یک مسیر عبور با لوله های موازی باشد به علت سرعت زیاد جریان آب در این لوله ضریب انتقال حرارتی خوب نیست. حال برای بالا بردن ضریب انتقال گرمایی از لوله های با طول بلند استفاده می شود که این باعث افزایش حجم دستگاه و غیر اقتصادی بودن آن می گردد. لذا برای یافتن سرعت زیاد ضرایب انتقال گرمایی بالاتر و لوله های کوتاهتر می توان از چند مسیر عبوری استفاده کرد.

کندانسورهای لوله و پیوسته که سرعت آب در آنها بین 1 تا 2 متر در ثانیه می باشد کار مطلوب و بهتری ارائه می دهند. حداکثر سرعت پیشنهاد شده برای این کندانسورها 5/2 متر در ثانیه و جریان آب آن در هر ساعت 100 لیتر برای هر کیلو وات بار سرد کنندگی می باشد.

کندانسور آبی از نوع پوسته و لوله عمودی :

اگر کندانسورها دارای ماده سرما زایی شامل مخلوط بخار و گازهای غیر قابل میعان باشند ، ما از کندانسور آبی عمودی استفاده می کنیم . که در این کندانسورها بخار ما در داخل لوله ها مایع می شود نه خارج آنها و آب از درون پوسته جریان می یابد. این امر باعث انتقال مخلوط بخار و گاز درون لوله ها می شود و از تشکیل هر گونه گاز بی اثر و راکدی که باعث ایجاد پوشش روی سطح و انتقال گرما     می شود جلوگیری می کند. پوشش در سر انتهایی کندانسور قرار دارد و قسمت مایع شده را از بخار مایع نشده و گاز جدا می کند.

کندانسورهای آبی پوسته و مارپیچ :

در این کندانسورها ، در داخل پوسته یک لوله مارپیچی پره دار وجود دارد که درون آب جریان دارد. این نوع کندانسور ، کمترین حجم را دارد و ارزان قیمت می باشد.

اطلاعات تکمیلی در باره کندانسورهای آبی :

کندانسورهایی که با آب کار میکنند ، برای آنها میتوان بر مبنای سیستم گردش آب دو دسته در   نظر گرفت :

1 کندانسور آبی با سیستم دفع آبwaste – water- system ) (

2 کندانسور آبی با سیستم گردش آب مجدد (recirculated – water system )

در سیستم نوع اول آب از کندانسور و گرم شدن ، به برج خنک کننده رفته سرد می شود و مجدداً به کندانسور بر میگردد .

در صورتی که کندانسور آبی با گردش باز یا سیستم دفع آب در جایی نصب شود که آب آن منطقه فاقد هر گونه املاح ، شن رسوبات گلی و موجودات بیولوژیکی باشد ، نیازی به سرویس کاری ندارد .

چنانچه همراه آب شن های درشت باشد در مدخل ورودی آب به کندانسور یک فیلتر نصب نموده و در فواصل زمانی این فیلتر را تمیز نمود .

آب سخت را می توان توسط دستگاههای سخت گیر به آب معمولی تبدیل کرد البته روش شیمیایی و آموزش دادن سختی آب مهم بوده و باید آن را قبلاً مورد مطالعه دقیق قرار داد . چون ممکن است در چنین حالتی سیستم گردش بسته ، بیشتر مناسب باشد ، زیرا تنها حجم آب مورد مصرف آزمایش شده و به همان تعداد محدود خواهد شد. از آنجا که تأمین آب اغلب مشکل می باشد لذا در اکثر موارد از کندانسورهای آبی که با سیستم گردش بسته خنک می گردند استفاده می شود.

کندانسورهای که گردش آب بصورت باز دارند بیشتر در مکانهایی استفاده می شود که منبع آب مناسب و راحتی در دسترس باشد. آب دریا با داشتن 18 درجه سانتیگراد دما از این نظر مناسب است (البته در بعضی دریاها این دما به 24 درجه سانتیگراد می رسد.) علیهذا آب دریا بهمراه خود مقداری موجودات بیولوژیکی دارد که موجب گرفتگی احتمالی لوله ها می شود. لذا درصورت استفاده از آب دریا باید احتیاط کرده و شرایط خاصی را در نظر گرفته و تجهیزات لازم جهت جلوگیری از زنگ زدگی را نصب نمود. آب نزدیک بنادر نیز خطر آلوده بودن به روغن را بهمراه خود دارد .

آب رودخانه ها و همچنین بعضی از دریاچه ها ، اختلاف درجه حرارت زیادی دارند که ممکن است از صفر درجه که حالت انجماد دارد تا 25 درجه سانتیگراد در تابستانها متغیر باشد. مرسوم ترین نوع کندانسور آبی که بصورت گردش باز استفاده می شود از نوع پوسته لوله ای می باشد. علیهذا برای مناطقی که آب سنگینی دارند غالباً نوع چند لوله ای عمودی استفاده می شود.

بدین ترتیب امکان تمیز کردن و جرم گیری جدار داخل کندانسور ها فراهم شده و احتیاج به باز کردن اجزاء داخلی آن نداریم. نکته قابل ذکر در مورد این کندانسورها ارتفاع بلند و مستعد جهت زنگ زدگی و فساد آن است. علاوه بر این چنانچه از آب دریا استفاده شود، مسئله نمک آب و ایجاد مشکل برای لوله هائی که در معرض هوا هستند وجود دارد.

کندانسورهای آبی بصورت مکانیکی (تراشیدن)و یا بوسیله مواد شیمیایی جرم گیری می شوند. تعداد دفعات آن بستگی به کیفیت آب دارد و در سیستم گردش بسته بایستی حداقل دو بار در سال کندانسور را با آب تمیز شستشو داد.

جرم روی کندانسور موجب بالا رفتن فشار تقطیر شده و لذا کار دستگاه را مختل می کند. اگر کندانسور از کار بیفتد مدار سرد کننده با خطر تخریب مواجه خواهد شد.        

هنگامیکه اختلاف دمای مایع ورودی و مایع کندانسور بالاتر از حد نرمال برود که معمولاً بین  5     تا 10 درجه سانتیگراد می باشد باید کندانسور را تمیز کرد. در کندانسورهای آبی، جریان آب توسط یک شیر آب مخصوص که با فشار کندانسور باز یا بسته می شود، کنترل می گردد. اگر فشار از مقدار متعارف کمتر شود، به همان میزان شیر بسته شده و در نتیجه از تقلیل بیشتر گردش آب و عبور آن از میان کندانسور می کاهد.

در کندانسورهای آبی ، جریان باد یا هوا اثری نداشته ولی باید آنها را در مقابل گرمای تابستان و    یخ زدن در هنگام زمستان محافظت نمود. باید آنها را در محلی نصب نمود که فضای کافی جهت عوض کردن درپوش ها و جابجایی و تعمیر لوله ها و سیستم آن وجود داشته باشد.

کندانسورهای هوایی :

انواع مختلف این نوع کندانسورها عبارتند از : 1 پره و لوله ی      2 صفحه ای

1 کندانسورهای هوایی پره لوله ای :

در این کندانسور ها وجود پره بر روی لوله ها باعث می شود که در حجم کم سطح انتقال حرارت وسیعی فراهم گردد. لذا باعث تشدید انتقال حرارت می گردد. در این کندانسورها می توان از یک پنکه یا باد بزن برای جابجایی اجباری هوا استفاده کرد. بادبزن در رسیدن به ضرایب بالاتر انتقال حرارت از طریق جابجایی در سطح کندانسور کمک می کند. این نوع در یخچالهای خانگی مورد استفاده قرار    می گیرد. در این کندانسورها برای کاهش مقاومت در مقابل جریان آزاد هوا معمولاً پره ها را با فاصله زیادتری نسبت به هم قرار می دهند. زیاد بودن فاصله پره ها همچنین امکان کثیف شدن کندانسور در اثر کثافات را تقلیل می دهد.