کندانسور چیلر

کندانسور چیلر (Chiller Condenser) یکی از چهار قطعه اصلی آن است. کندانسور در واقع یک مبدل حرارتی (heat exchanger) است که در سیکل تبرید تراکمی دومین گام محسوب می شود. زمانی که گاز مبرد در کمپرسور فشرده و داغ می شود ، به کنداسور می رود. در کندانسور با استفاده از آب و یا جریان هوا ، گرما به محیط بیرون دفع شده و دمای مبرد را در فشار بالا پایین می آورند. مبرد نیز پس از این مرحله برای ورود به اواپراتور از شیر انبساط عبور می کند.

بیشتر بخوانید : چیلر چیست؟

در حقیقت این قطعه آن قدر مهم است که تفاوت در آن ، نوع دستگاه را کاملا متفاوت می کند. چیلر را بر اساس کندانسور به سه نوع چیلر تراکمی هوا خنک ، آب خنک و تبخیری تقسیم می کنند. دسته آخری کاربرد خود را از دست داده است و ما نیز به آن نمی پردازیم.

انواع کندانسور از نظر نحوه دفع گرما

دفع گرما به وسیله آب

در مبدل های آب خنک ، به برج خنک کننده نیاز است. مبرد داغ وارد کندانسور چیلر می شود. آب نیز در بین آن و برج خنک کننده در رفت و برگشت است. مبرد بدون تماس مستقیم ، گرمای خود را به آب خنک منتقل می کند. حال آب گرم به برج می رود تا گرما به محیط بیرون دفع شود. در این سیستم تبخیر آب زیادی داریم. به همین دلیل وجود یک منبع آب همیشگی ، الزامی است.

 

دفع گرما از طریق جریان هوا

تقریبا برای تمام ساختمان های مسکونی و تجاری و همچنین اکثر پروژهای صنعتی ، بهترین گزینه چیلر هوا خنک است. نحوه کار کندانسور هوا خنک به این صورت است که یک یا چند فن ، هوا را در بین کندانسور به جریان در می آورد. در حین عبور هوا و برخورد آن با بدنه ، گرمای مبرد نیز دفع می شود. کندانسور چیلر هوا خنک معمولا در بالاترین قسمت دستگاه و زیر فن هایی که بالای دستگاه نصب شده اند قرار دارد. البته در چیلر جلو زن ، فن ها و کندانسور ضلع کناری سیستم را به خود اختصاص داده اند.

به دلیل روش دفع گرمای این سیستم ها ، محل نصب آن ها باید در بیرون از ساختمان (پشت بام ، حیاط ، تراس و …) باشد. در حالی که چیلر آب خنک را می توان در موتورخانه نیز نصب نمود. البته طراحی دو تکه نیز وجود دارد که کندانسور کاملا از اجزاء دیگر جدا است و امکان قرار دادن باکس کمپرسور ، شیر انبساط ، اواپراتور و قطعات جانبی در موتورخانه وجود دارد. با توجه به این که با افزایش فاصله کمپرسور چیلر و کندانسور کارایی سیستم به شدت پایین می آید ، استفاده از دستگاه های دو تکه بسیار نادر است.

انواع کندانسور چیلر بر اساس شکل و ساختار

1- کندانسور آب خنک پوسته و لوله (Shell and Tube)

به دلیل طراحی انعطاف پذیر برای کار در طیف گسترده ای فشار و دما ، مبدل حرارتی شل اند تیوب یکی از محبوب ترین نوع در مبدل های حرارتی است.  این مدل دارای طراحی ساده ، ساختار مستحکم و هزینه خرید و نگهداری نسبتا پایینی است.

مجموعه ای از لوله ها (tubes) درون یک محفظه ی استوانه ای شکل (Shell) قرار گرفته اند. لوله ها از یک سری بافل (baffle) و دو صفحه عبور می کنند. یکی از صفحات ثابت است. اما صفحه دیگر را آزاد می گذراند تا در زمان گرم شدن فضای کندانسور و انبساط ، بتواند حرکت کند.

فضای پوسته و لوله ها دارای ورودی و خروجی مجزایی هستند. آب سرد در لوله ها در جریان است در حالی که مبرد داغ از فضای پوسته در حال عبور است. بافل ها علاوه بر محکم کردن لوله ها در جای خود ، باعث می شوند جریان مبرد نامنظم شود و تبادل حرارتی بهتر انجام گیرد. بدین ترتیب بدون مخلوط و تماس مستقیم ، گرمای مبرد به آب منتقل می شود.

 

2- کندانسور آب خنک صفحه ای یا پلیتی (plate condenser -Brazed plate condenser)

مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای کاربرد گسترده‌ای در سراسر دنیای مهندسی پیدا کرده‌اند. زیرا کارآمد و قوی هستند و نگهداری نسبتا آسانی دارند.

کندانسور صفحه ای از قطعات کمی ساخته شده است. دو سری صفحه که ، از یک سری مبرد و از دیگری آب عبور می کند. این صفحات یکی در میان قرار گرفته اند. گاز داغ از کمپرسور وارد سری اول از صفحات می شود. هر صفحه داغ توسط در بین دو صفحه حاوی آب سرد قرار دارد. به این صورت گرما از مبرد به آب منتقل می شود.

 

3- کندانسور هوا خنک فین اند تیوب (Fin and tube)

رایج ترین نوع چیلر ، چیلر هوا خنک است. این نوع برای کار به برج خنک کننده و آب نیازی ندارند و گرمای مبرد را مستقیما به محیط دفع می کنند. به همین دلیل باید در محیط بیرون و در شرایط جریان هوای مناسب قرار بگیرند.

لوله مسی (tube) ، انتقال حرارتی بسیار خوبی دارد. به همین دلیل برای دفع انرژی گرمایی مبرد ، آن را در مارپیچی (coil) از این لوله ها عبور می دهند. در حالی که هوا به وسیله فن در بین این لوله ها در جریان است. اما در اینجا مشکلی وجود دارد. هوا قدرت چندانی در انتقال گرما از جداره لوله های کندانسور را ندارد. برای رفع این مسئله ، از صفحات آلومینیومی (fin) استفاده می شود. این صفحات در اطراف تیوب ها ، به تعداد زیاد نصب می شوند و گرمای مبرد را به خود جذب می کنند. حال با عبور هوا از بین این صفحات ، به خاطر افزایش سطح تماس هوا و کندانسور ، گرمای بسیار بیشتری دفع خواهد شد.

4- کندانسور هوا خنک میکروکانال (microchannel condenser)

در کندانسور میکروکانال ، بخار داغ به جای عبور از لوله های مسی ، در کانال های بسیار نازک آلومینیومی عبور می کند. فین ها نیز به طور فشرده در بین کانال ها قرار دارند. این نوع کندانسور چیلر ، کارایی بالاتری نسبت به کویل فین و تیوب دارد. سبک تر و کم حجم تر نیز است. البته فشردگی ساختار آن باعث ایجاد یک اشکال می شود. در مناطقی که گرد و غبار زیادی در هوا وجود دارد ، به راحتی این فواصل مسدود می شود.