کندانسور یک نوع مبدل حرارتی است، که باعث خنک شدن سیال کاری می‌شود. کندانسورها انواع مختلفی دارند. یکی از اصلی‌ترین دسته‌بندی‌های کندانسورها، بر حسب نوع سیال خنک‌کننده می‌باشد. که می‌توان کندانسورها را به دو نوع هوایی (هواخنک) و آبی (آب‌خنک) تقسیم کرد. در این مقاله قصد داریم با کندانسورهای آبی یا همان آب‌خنک بیشتر آشنا شویم.
کندانسور چیست؟
در بسیاری از فرآیندهای صنعتی از جمله سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌های سردخانه، فرآیندهای شیمیایی و پتروشیمی و … حرارت اضافه‌ای در سیال کاری آن سیستم وجود دارد که باید دفع شده تا سیال خنک و قابل استفاده مجدد شود. وسیله‌ای که کار دفع حرارت یا به عبارت دیگر کار خنک‌سازی سیال کاری را انجام می‌دهد، کندانسور یا چگالنده نام دارد.
سیال در حالت گاز داغ وارد کندانسور شده و با طی کردن سه مرحله ترمودینامیکی به مایع با دمای کمتر تبدیل می‌شود. ابتدا کاهش دمای گاز صورت می‌گیرد، سپس تبدیل گاز به مایع و در مرحله آخر کاهش دمای مایع انجام می‌شود. پس از خروج از کندانسور سیال کاری مجدداً آماده استفاده در سیکل تبرید خواهد بود.
کندانسورها برای انجام کار سرد‌سازی سیال به یک سیال دیگر نیاز دارند، تا انرژی حرارتی سیال کاری را به آن منتقل کنند. به همین دلیل کندانسورها بر حسب سیال خنک‌کننده خود، به دو دسته تقسیم می‌شوند، کندانسور هوایی که با استفاده از جریان هوا عمل خنک‌سازی را انجام می‌دهد و کندانسورهای آبی که از آب برای این کار بهره می‌برند. در ادامه قصد داریم با انواع کندانسورهای آبی و روش کارشان آشنا شویم.
معرفی کندانسور آبی
همان طور که اشاره شد در کندانسورهای آبی، سیال خنک‌کننده آب است. در کندانسورهای آبی، آب با دمای نسبتاً پایین در مجاورت سیال کاری (مثلاً گاز مبرد در سردخانه) قرار گرفته و گرمای آن را جذب می‌کند به این ترتیب سیال کاری از حالت گاز با دمای بالا به مایع با دمای پایین تبدیل می‌شود.
اما نکته مهم این است که خنک‌کننده یعنی آب و خنک‌شونده یعنی مبرد در مثال سردخانه، نباید با یکدیگر مخلوط شوند. پس کندانسورهای آبی باید به گونه‌ای طراحی شوند، که از اختلاط دو سیال خنک‌کننده و خنک‌شونده جلوگیری شود. به این منظور چهار نوع طراحی مختلف برای کندانسورهای آبی وجود دارد:
- کندانسورهای آبی پوسته لوله‌ای
- کندانسورهای آبی صفحه‌ای
- کندانسورهای آبی مارپیچی
- کندانسورهای آبی دو لوله‌ای
در ادامه به تشریح هر یک از انواع کندانسورهای آبی خواهیم پرداخت.
انواع کندانسور آبی
کندانسور آبی پوسته لوله‌ای
ساختار کندانسورهای پوسته لوله‌ای به این شکل است که دسته‌ای از لوله‌های مارپیچ در داخل یک پوسته بزرگ قرار گرفته‌اند. جریان گاز داغ از یک سمت لوله‌های وارد شده و با طی مسیر مارپیچی از سمت دیگر خارج می‌شود. در فضای داخلی پوسته و اطراف لوله‌ها جریان آب وجود دارد. با ورود گاز داغ به لوله‌های کندانسور، آب سرد در اطراف لوله‌ها جریان پیدا می‌کند، به این ترتیب بدون آنکه دو سیال با یکدیگر ترکیب شوند، انتقال حرارت صورت گرفته و گاز به مایع تبدیل و توسط لوله‌ها به ادامه سیکل هدایت می‌شود، آب داخل پوسته نیز که خود گرم شده از سمت دیگر پوسته به سمت برج خنک کننده تخلیه می‌شود تا گرمای خود را از دست بدهد و مجددا استفاده شود.
برای آنکه مدت زمانی که دو سیال خنک‌شونده و خنک‌کننده در مجاورت هم باقی می‌مانند افزایش یابد، لوله‌ها به شکل مارپیچی طراحی می‌شوند و همچنین از صفحاتی عمود بر جریان آب پوسته به جهت کاهش سرعت جریان آب استفاده می‌کنند، که به آنها بافل می‌گویند.
در برخی از کندانسورهای پوسته لوله‌ای، بر روی سطح لوله‌ها فین‌هایی جهت افزایش نرخ انتقال حرارت تعبیه شده است.
از ویژگی‌های کندانسورهای پوسته لوله‌ای می‌توان به قیمت مناسب نسبت به ظرفیت، استحکام و مقاومت بالا در برابر فشار و سادگی ساختار آنها اشاره کرد. کندانسورهای پوسته لوله‌ای پرکاربردترین نوع کندانسورهای آبی است. اما مشکل اصلی این نوع از کندانسورها رسوب املاح آب است که باعث کاهش راندمان کندانسور و بالا رفتن فشار رانش می‌گردد.
کندانسور آبی صفحه‌ای
ساختار کندانسورهای آبی صفحه‌ای متشکل است از تعداد زیاد از چند ده تا چند صد صفحه در مجاورت یکدیگر. این صفحات به طور کامل آب‌بند بوده و فاصله کمی بینشان وجود دارد. در فضای بین صفحات یکی در میان سیال خنک‌کننده و خنک‌شونده جریان دارند. به این ترتیب صفحات باعث انتقال حرارت بین سیال شده و در عین حال از ترکیب با یکدیگر جلوگیری می‌کنند. این صفحات نازک توسط دو صفحه بزرگتر از دو جهت در کنار هم محکم می‌شوند. صفحات نگه‌دارنده معمولا به وسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌شوند.
ویژگی اصلی این نوع کندانسور آبی، توان انتقال حرارت زیاد در ابعاد کوچک است، لذا در مواردی که محدودیت فضا وجود داشته باشد کندانسورهای آبی صفحه‌ای گزینه مناسبی هستند. عیب این کندانسورها از سوی دیگر کم بودن تحمل فشار کاری و همچنین هزینه بالای آنها است.
کندانسور آبی مارپیچی
این نوع از کندانسورهای آبی را می‌توان تقریباً نوع کوچک شده کندانسورهای پوسته لوله‌ای دانست. یک لوله مارپیچی در داخل یک لوله بزرگتر قرار دارد. گاز داغ در لوله کوچکتر و سیال خنک‌کننده یعنی آب در لوله بزرگتر جریان دارند. به این ترتیب دو سیال می‌توانند بدون اختلاط، با یکدیگر تبادل حرارتی داشته باشند. ظرفیت این نوع کندانسورها کمتر و ساختار آن ساده‌تر است.
کندانسور آبی دو لوله‌ای
طراحی کندانسورهای آبی دو لوله‌ای به این شکل است که دو لوله با قطر های متفاوت در داخل یکدیگر به طور هم مرکز قرار گرفته‌اند. در لوله داخلی با قطر کم سیال خنک‌شونده و در لوله خارجی با قطر بزرگتر سیال خنک‌کننده جریان دارد. ساختار ساده و ظرفیت انتقال حرارت کم از مشخصات این نوع کندانسور است.
جمع‌بندی
کندانسورها یکی از مهم‌ترین اجزای مورد استفاده در سیکل‌های حرارتی و برودتی است. وظیفه کندانسور کاهش دمای سیال عامل است به طوری که بتوان از آن سیال مجدداً استفاده کرد. کندانسور یا چگالنده بر حسب سیال خنک‌کننده به دو دسته آبی و هوایی تقسیم می‌شوند که در این مقاله به بررسی نوع آبی کندانسورها و انواع آنها پرداختیم. این کندانسورها در انواع سیستم‌های برودتی، تهویه مطبوع، پتروشیمی، نیروگاهی و … کاربرد دارند. امیدورایم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت اطلاع از قیمت و خرید انواع کندانسورهای آبی و هوایی با کارشناسان فروش دی تماس بگیرید.