کندانسور چیست؟

در سیستم­های دارای انتقال حرارت، کندانسور یا چگالنده (Condenser) دستگاه و یا واحدی است که برای کندانس کردن ماده ­ای از حالت گازی به مایع که معمولا این کار به وسیله سرد کردن آن انجام می­شود. در این کار حرارت نهان (Latent Heat) ماده گرفته می­شود و به سیال خنک­ کن (Coolant) کندانسور داده می­شود.

 

 

کندانسورها نوعی مبدل حرارتی هستند که در آن­ها حرارت بخار داغ به یک سیال دیگر همانند هوا یا آب منتقل و در اثر آن بخار ابتدا تا دمای اشباع سرد و سپس به مایع تبدیل می­شود. با وجود اینکه در بعضی از سیستم­های تبرید گاهی از آب نمک یا مبردهای انبساط مستقیم به عنوان عامل جذب حرارت یا تقطیر استفاده می­کنند ولی بیشتر هوا یا آب و یا ترکیبی از آن­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. کندانسورها از نظر سیال و فرآیند خنک ­کاری به سه دسته تقسیم می­شوند:

1 ) کندانسورهای خنک شونده با هوا یا کندانسورهای هوایی (Air-cooled condensers)

این دسته از کندانسورها از هوا به عنوان عامل تقطیر استفاده می­کنند.

 

2 ) کندانسورهای خنک شونده با آب (Water-cooled condensers)

در این نوع از کندانسورها که در تصویر پایین به نمایش گذاشته شده ­اند برای تقطیر مبرد از آب استفاده می­شود.

 

 

3 ) کندانسورهای تبخیری (Evaporative condensers)

هم هوا و هم آب به عنوان عامل خنک­ کن مورد استفاده قرار می­گیرند. این نوع کندانسورها به برج خنک کننده معروف هستند. تصویر زیر یک برج خنک کننده گالوانیزه را نمایش می دهد که فن های فلزی هوا را از قسمت پایینی برج مکش می کند و پس از برخورد با قطرات آب که در اثر ثقل به پایین برج ریخته می شوند از قسمت بالایی، تخلیه هوا صورت می گیرد و آب خنک در تشت برج جمع آوری می گردد.

 

در کندانسورهای خنک شونده با آب و هوا، حرارت دفع شده به وسیله بخار، دمای سیال خنک کن را افزایش می­دهد. در کندانسورهای تبخیری اگرچه دمای هوای عبوری مقداری افزایش می­یابد اما تقطیر مبرد بیشتر از تبخیر آب پاشیده شده بر روی کندانسور ناشی می­شود و وظیفه هوا دور کردن بخار آب حاصل از تبخیر و افزایش شدت تبخیر می­باشد.

در کندانسورهای هوایی از هوا به عنوان عامل تقطیر استفاده می­شود. جریان هوا در یک کندانسور هوایی ممکن است بصورت طبیعی، یا به وسیله فن دمنده انجام شود. در صورتی که جریان هوا طبیعی باشد، مقدار هوای جریان یافته در کندانسور کم بوده و سطح تقطیر بیشتری لازم است. این کندانسورها به دلیل ظرفیت کم فقط در کاربردهای کوچک و بیشتر در یخچال ها فریزرهای خانگی مورد استفاده قرار می­گیرند. کندانسورهای با جریان طبیعی هوا که در یخچال­های خانگی به کار می­روند معمولا از نوع صفحه­ای یا لوله­ای پره­ دار هستند.

در صورت استفاده از لوله­ های پره­ دار برای کاهش مقاومت در مقابل جریان آزاد هوا، معمولا پره­ ها را با فاصله زیادتری از هم قرار می­دهند. زیاد بودن فاصله پره­ ها همچنین امکان کثیف شدن کندانسور در اثر ورود آلاینده­ها را کاهش می­دهد. کندانسورهای صفحه ای در پشت یخچال­ها نصب می­شوند بطوریکه جریانی از هوای محیط بر سطوح آن­ها ایجاد می­شود، در حالی که کندانسورهای لوله­ای پره­ دار در پشت یخچال یا تحت زاویه­ای در زیر آن نصب می­گردند.

 

 

در سال­های اخیر استفاده از کندانسورهای هوایی در سیستم­های تهویه مطبوع متوسط و کوچک به شدت افزایش یافته است. مهمترین دلیل این استقبال احتمالا این است که این نوع کندانسور ها به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز ندارند.

این عامل معمولا عوامل دیگری مانند هزینه برق مصرفی، دوام و عمر کمپرسور و بازده سیستم را دست کم در نظر بسیاری از صاحبخانه ها و خریداران سیستم تهویه مطبوع کوچک تحت­ الشعاع قرار می­دهد. بیشتر واحدهایی که توان آن­ها کمتر از 10 hp است با هوا خنک می­شوند. در واحدهای تا 20 hp استفاده از دستگاه­های خنک شونده با هوا معمول است و در واحدهای خیلی بزرگ مجهز به کندانسورهای خنک­ شونده با هوا را برای آب و هوای بیابانی به کار برده ­اند.

کندانسورهای هوایی معمولا برای کار با دمای تقطیر حدود 17 تا 22 درجه سانتی­گراد بالاتر از دمای محیط طراحی شده ­اند. یکی از معایب عمده دستگاه­های خنک­ شونده با هوا همین است، زیرا در آب و هوای گرم که دمای محیط بعد از ظهرها به 43 درجه سانتی گراد نیز می­رسد، دمای تقطیر ممکن است 66 درجه سانتی­گراد باشد که مطابق با فشار psia 249 برای 12R- و یا فشار psia 369 مربوط به 22R- است.

توان الکتریکی مورد نیاز برای تامین این چنین فشارهایی بسیار بالا می­باشد. در چنین شرایطی دمای آب احتمالا از 24 درجه سانتی­گراد بالاتر نمی­رود. دمای تقطیر در کندانسور آبی با فشار تقطیر حدود psia 130 برای 12R- یا با فشار تقطیر حدود psia 210 برای 22R- در حدود 38 درجه سانتی­گراد است. مزایای کندانسور آبی در اینجا کاملا روشن می­شود که عبارتست از مصرف برق کمتر و دوام و عمر بیشتر کمپرسور.

در کندانسور آبی گرمای ماده سرمازا به وسیله آب جذب می­شود و سپس گرمای آب به یکی از روش­های زیر دفع می­شود:

• در صورت امکان تامین آب تازه با قیمت ارزان، آب گرم خروجی از کندانسور وارد رودخانه یا دریاچه شده و دوباره آب سرد تازه وارد کندانسور می­شود.
• با وارد کردن آب خروجی از کندانسور به یک چاه خشک، آب گرم به زمین منتقل می­شود. در جاهایی که ماسه ­ای باشد و آب را بکشد، می­توان چاهی به قطر 61 سانتی متر و عمق 100 متر حفر کرد و دیواره آن را آجرچینی کرد و سپس آن را برای دفع کامل آب گرم کندانسورهای 3 تا 10 تنی به کار برد. آب­ بها در بسیاری از مناطق عامل تعیین کننده ­ای است و اغلب کشورها اجازه نمی­دهند که آب ضایع شود.
• به وسیله برج خنک کن، استخر پاشش، گرمای آب به هوای اطراف منتقل می­شود. برای بسیاری از تاسیسات سومین مورد بهترین روش است. برج خنک کننده و استخر پاشش آب را در تماس کامل با هوای در حال وزش قرار می­دهد. آب از طریق انتقال گرمای محسوس که دمای خشک هوای در حال وزش را بالا می­برد تا حدودی خنک می­شود ولی دلیل اصلی خنک شدن آب، مبادله­ ی گرمای نهان تبخیر بخش کوچکی از آن است.