كندانسورها

مقدمه
كندانسورها يكي از اجزاي يك سيستم برودتي مي باشند. اساس و عمل يك سيكل سرما سازي در يك سيستم برودتي همواره چنين مي باشد كه ماده سرما ساز در يك سيستم بسته تكرار مي شود و هر لحظه اثر خنك كنندگي بيشتر مي شود. در اين عمل مايع سرما ساز تبخير شده ، مجدداً به مايع تبديل مي گردد. اين عمل تا زماني ادامه مي يابد كه محيط به درجه حرارت مطلوب برسد.

تجهيزات توليد و توزيع سرما عبارتند از :
۱ ـ كمپرسور C Compressor 2 ـ تبخير كننده Evaporator
3 ـ كندانسور Condensor 4 ـ شير انبساط حرارتي
وظيفه كندانسور در يك سيستم برودتي :
در يك سيستم برودتي وظيفه كندانسور انتقال گرما از ماده سرمازا به محيط ديگري مثل هوا يا آب است. كه در داخل كندانسور گاز تحت فشار گرماي خود را به محيط پس مي دهد و از حالت گاز به مايع چگالش مي يابد.

طبقه بندي كندانسورها :
كندانسور ها را مي توان به سه دسته اصلي تقسيم كرد :
۱ ـ كندانسورهاي آبي Water cooled condensor
2 ـ كندانسورهاي هوايي Air cooled condensor
3 ـ كندانسورهاي تبخيري Evaporating condensor

كندانسورهاي آبي :
كندانسورهاي سرد شونده با آب انواع مختلفي دارند كه عبارتند از :
۱ ـ كندانسور آبي از نوع دو لوله اي
۲ ـ كندانسور آبي از نوع پوسته و لوله كه خود دو نوع مي باشد. الف ) افقي ب ) عمودي
۳ ـ كندانسور آبي از نوع پوسته و مارپيچ

كندانسور آبي از نوع دو لوله اي :
در اين كندانسورها آب به درون لولة داخل پمپ شده و مادة سرمازا در لولة خارجي جريان مي يابد . مانند شكل زير . براي بدست يابي به ضرايب انتقال حرارت بالاتر ، جهت حركت آب و ماده سرمازا در اين كندانسور غير همسو است. اگر چه كاربرد كندانسورهاي دو لوله اي در گذشته رواج داشته است ، ولي از آن جايي كه در اين مبدلهاي حرارتي تعداد زيادي واشر و فلانچ به كار مي رود تعمير و نگهداري آنها را با مشكل روبرو ساخته است.

كندانسور آبي از نوع پوسته و لوله افقي :
در اين كندانسورها ، ماده سرمازا در داخل پوسته جريان دارد (منبع) و آب به داخل لوله پمپ مي شود. اگر اين كندانسورها بصورت يك واحد با يك مسير عبور با لوله هاي موازي باشد به علت سرعت زياد جريان آب در اين لوله ضريب انتقال حرارتي خوب نيست. حال براي بالا بردن ضريب انتقال گرمايي از لوله هاي با طول بلند استفاده مي شود كه اين باعث افزايش حجم دستگاه و غير اقتصادي بودن آن مي گردد. لذا براي يافتن سرعت زياد ضرايب انتقال گرمايي بالاتر و لوله هاي كوتاهتر مي توان از چند مسير عبوري استفاده كرد.

كندانسورهاي لوله و پيوسته كه سرعت آب در آنها بين ۱ تا ۲ متر در ثانيه مي باشد كار مطلوب و بهتري ارائه مي دهند. حداكثر سرعت پيشنهاد شده براي اين كندانسورها ۵/۲ متر در ثانيه و جريان آب آن در هر ساعت ۱۰۰ ليتر براي هر كيلو وات بار سرد كنندگي مي باشد.

كندانسور آبي از نوع پوسته و لوله عمودي :
اگر كندانسورها داراي ماده سرما زايي شامل مخلوط بخار و گازهاي غير قابل ميعان باشند ، ما از كندانسور آبي عمودي استفاده مي كنيم . كه در اين كندانسورها بخار ما در داخل لوله ها مايع مي شود نه خارج آنها و آب از درون پوسته جريان مي يابد.

اين امر باعث انتقال مخلوط بخار و گاز درون لوله ها مي شود و از تشكيل هر گونه گاز بي اثر و راكدي كه باعث ايجاد پوشش روي سطح و انتقال گرما مي شود جلوگيري مي كند. پوشش در سر انتهايي كندانسور قرار دارد و قسمت مايع شده را از بخار مايع نشده و گاز جدا مي كند.

كندانسورهاي آبي پوسته و مارپيچ :
در اين كندانسورها ، در داخل پوسته يك لوله مارپيچي پره دار وجود دارد كه درون آب جريان دارد. اين نوع كندانسور ، كمترين حجم را دارد و ارزان قيمت مي باشد.

اطلاعات تكميلي در باره كندانسورهاي آبي :
كندانسورهايي كه با آب كار ميكنند ، براي آنها ميتوان بر مبناي سيستم گردش آب دو دسته در نظر گرفت :
۱ـ كندانسور آبي با سيستم دفع آبwaste – water- system ) (
2 ـ كندانسور آبي با سيستم گردش آب مجدد (recirculated – water system )
در سيستم نوع اول آب از كندانسور و گرم شدن ، به برج خنك كننده رفته سرد مي شود و مجدداً به كندانسور بر ميگردد .

در صورتي كه كندانسور آبي با گردش باز يا سيستم دفع آب در جايي نصب شود كه آب آن منطقه فاقد هر گونه املاح ، شن رسوبات گلي و موجودات بيولوژيكي باشد ، نيازي به سرويس كاري ندارد .
چنانچه همراه آب شن هاي درشت باشد در مدخل ورودي آب به كندانسور يك فيلتر نصب نموده و در فواصل زماني اين فيلتر را تميز نمود .
آب سخت را مي توان توسط دستگاههاي سخت گير به آب معمولي تبديل كرد البته روش شيميايي و آموزش دادن سختي آب مهم بوده و بايد آن را قبلاً مورد مطالعه دقيق قرار داد . چون ممكن است در چنين حالتي سيستم گردش بسته ، بيشتر مناسب باشد ، زيرا تنها حجم آب مورد مصرف

آزمايش شده و به همان تعداد محدود خواهد شد. از آنجا كه تأمين آب اغلب مشكل مي باشد لذا در اكثر موارد از كندانسورهاي آبي كه با سيستم گردش بسته خنك مي گردند استفاده مي شود.
كندانسورهاي كه گردش آب بصورت باز دارند بيشتر در مكانهايي استفاده مي شود كه منبع آب مناسب و راحتي در دسترس باشد. آب دريا با داشتن ۱۸ درجه سانتيگراد دما از اين نظر مناسب است (البته در بعضي درياها اين دما به ۲۴ درجه سانتيگراد مي رسد.) عليهذا آب دريا بهمراه خود مقداري موجودات بيولوژيكي دارد كه موجب گرفتگي احتمالي لوله ها مي شود. لذا درصورت

استفاده از آب دريا بايد احتياط كرده و شرايط خاصي را در نظر گرفته و تجهيزات لازم جهت جلوگيري از زنگ زدگي را نصب نمود. آب نزديك بنادر نيز خطر آلوده بودن به روغن را بهمراه خود دارد .
آب رودخانه ها و همچنين بعضي از درياچه ها ، اختلاف درجه حرارت زيادي دارند كه ممكن است از صفر درجه كه حالت انجماد دارد تا ۲۵ درجه سانتيگراد در تابستانها متغير باشد. مرسوم ترين نوع كندانسور آبي كه بصورت گردش باز استفاده مي شود از نوع پوسته لوله اي مي باشد. عليهذا براي مناطقي كه آب سنگيني دارند غالباً نوع چند لوله اي عمودي استفاده مي شود.

بدين ترتيب امكان تميز كردن و جرم گيري جدار داخل كندانسور ها فراهم شده و احتياج به باز كردن اجزاء داخلي آن نداريم. نكته قابل ذكر در مورد اين كندانسورها ارتفاع بلند و مستعد جهت زنگ زدگي و فساد آن است. علاوه بر اين چنانچه از آب دريا استفاده شود، مسئله نمك آب و ايجاد مشكل براي لوله هائي كه در معرض هوا هستند وجود دارد.
كندانسورهاي آبي بصورت مكانيكي (تراشيدن)و يا بوسيله مواد شيميايي جرم گيري مي شوند. تعداد دفعات آن بستگي به كيفيت آب دارد و در سيستم گردش بسته بايستي حداقل دو بار در سال كندانسور را با آب تميز شستشو داد.
جرم روي كندانسور موجب بالا رفتن فشار تقطير شده و لذا كار دستگاه را مختل مي كند. اگر كندانسور از كار بيفتد مدار سرد كننده با خطر تخريب مواجه خواهد شد.

هنگاميكه اختلاف دماي مايع ورودي و مايع كندانسور بالاتر از حد نرمال برود كه معمولاً بين ۵ تا ۱۰ درجه سانتيگراد مي باشد بايد كندانسور را تميز كرد. در كندانسورهاي آبي، جريان آب توسط يك شير آب مخصوص كه با فشار كندانسور باز يا بسته مي شود، كنترل مي گردد. اگر فشار از مقدار متعارف كمتر شود، به همان ميزان شير بسته شده و در نتيجه از تقليل بيشتر گردش آب و عبور آن از ميان كندانسور مي كاهد.

در كندانسورهاي آبي ، جريان باد يا هوا اثري نداشته ولي بايد آنها را در مقابل گرماي تابستان و يخ زدن در هنگام زمستان محافظت نمود. بايد آنها را در محلي نصب نمود كه فضاي كافي جهت عوض كردن درپوش ها و جابجايي و تعمير لوله ها و سيستم آن وجود داشته باشد.
كندانسورهاي هوايي :
انواع مختلف اين نوع كندانسورها عبارتند از : ۱ ـ پره و لوله ي ۲ ـ صفحه اي

۱ ـ كندانسورهاي هوايي پره لوله اي :
در اين كندانسورها وجود پره بر روي لوله ها باعث مي شود كه در حجم كم سطح انتقال حرارت وسيعي فراهم گردد. لذا باعث تشديد انتقال حرارت مي گردد. در اين كندانسورها مي توان از يك پنكه يا باد بزن براي جابجايي اجباري هوا استفاده كرد. بادبزن در رسيدن به ضرايب بالاتر انتقال حرارت از طريق جابجايي در سطح كندانسور كمك مي كند. اين نوع در يخچالهاي خانگي مورد

استفاده قرار مي گيرد. در اين كندانسورها براي كاهش مقاومت در مقابل جريان آزاد هوا معمولاً پره ها را با فاصله زيادتري نسبت به هم قرار مي دهند. زياد بودن فاصله پره ها همچنين امكان كثيف شدن كندانسور در اثر كثافات را تقليل مي دهد.

۲ ـ كندانسورهاي هوايي صفحه اي :
اين كندانسورها فاقد پره هستند و بنابراين به سطح بزرگتري جهت انتقال حرارت نياز دارند در عين حال هزينه ساخت پايين تري داشته و به تعمير و نگهداري كمتري نياز دارند. اين نوع كندانسور نيز مانند كندانسورهاي پره و لوله در يخچالهاي خانگي كاربرد دارد.

در اين كندانسورها صفحه هاي فلزي معمولاً داراي سطوح موج دار هستند و داخل يك قالب جاي مي گيرند. ماده سرمازا از داخل چند صفحه متوالي عبور مي كند و با سيال سردي كه در فضاي مجاور اين سال مي باشد ، تبادل گرمايي انجام مي دهد. فاصله بين صفحات حدود ۵ ميليمتر مي باشد. اين صفحه ها را مي توان براي تميز كردن جدا كرد درصورت استفاده از تعداد صفحات بيشتر سطح بزرگتري جهت انتقال گرما مهيا مي شود بر عكس كندانسورهاي پوسته و لوله ،

كندانسورهاي صفحه اي به انجام همزمان چند كار هستند. مثلاً چند مايع مختلف از قسمتهاي مختلف كندانسور عبور كرده ، كاملاً از همديگر مجزا نگه داشته مي شود. كندانسورهاي صفحه اي براي سيالات با گرانروي بالا مناسب هستند.