مقالات

به روزترین مقالات در زمینه برج های خنک کننده
کندانسور هوایی چیست و چگونه کار می کند؟

کندانسور هوایی چیست و چگونه کار می کند؟

فوریه 27, 2021

کندانسور هوایی یا هوا خنک به نوعی مبدل حرارتی گفته می شود که با ورود گرمای بخار به آن به واسطه کندانسور به هوای محیط انتقال می یابد. در واقع کندانسور هوایی یک روش سرمایش خشک محسوب می شود و بر خلاف کندانسورهای تبخیری و آبی برای دفع حرارت از آب استفاده نمی شود. دمای چگالش در کندانسور های هوایی معمولاً تابعی از دمای حباب خشک محیط محسوب می شود. در این مقاله ضمن معرفی کندانسور هوایی، به بررسی عملکرد آن، سبک های موجود و سطح کاربردی که دارد خواهیم پرداخت.


کندانسور هوایی چیست
کندانسور هوایی که مشهور به هوا خنک است به واسطه جریان هوای فن ها و بدون مصرف آب و به صورت مستقیم می تواند عمل تقطیر را انجام دهد. در واقع به همین دلیل است که به آن کندانسور فن دار گفته می شود. هوا با سرعت و دبی بالا از لای لوله های مجهز به پره های مختلف به واسطه فن عبور می کند. گرمای گاز یا بخار داغ جاری در لوله ها قرار می گیرد و به هوای اتمسفر منتقل می شود. زمانی که خنک سازی صورت می گیرد سبب می شود که فاز سیال از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد. این روش تقطیر یا کندانسور نامیده می شود.
کندانسورهای هوایی دارای ردیفی از لوله های پره دار هستند که به صورت منظم در کنار هم قرار می گیرند. این محصول معمولاً دارای یک یا چند فن محوری هستند و سبب می شود که هوا در عرض لوله ها دمیده شود.
معمولاً چیزی که برای کندانسور هوایی در نظر گرفته می شود، فرایندهای ترمودینامیکی است. در کندانسورهای هوایی از طریق دفع حرارت از جریان بخار معمولاً سه فرآیند ترمودینامیکی به شکل زیر صورت می گیرد که شامل کاهش دمای بخار داغ، چگالش و کاهش دمای مایع اشباع است. در واقع فرایند غالب به صورتی است که سبب می شود چگالش بخار ورودی به کندانسور وارد شود. کندانسور هوایی معمولاً دستگاهی است که هوا خنک سبب دفع مستقیم حرارت به هوای محیط می شود.
انواع کندانسور هوایی
کندانسور هوایی از نظر طرح تنوع کمتری دارند و در سه مدل v شکل و افقی و عمودی ساخته می شوند. در مدل وی شکل معمولاً بخار داغ ا بالا وارد لوله های مرکزی کندانسور می شود و در نهایت در داخل ردیفی از تیوب ها به شکل مورب حرکت می کند.
از سوی دیگر فن ها در بالای آن جاسازی شده اند و سبب می شود که هوا از پایین کشیده شود و به سمت بالا ارسال شود.
سیال گازی شکل زمانی که درجه حرارت بالا می رود سبب می شود که گرما از دست برود و در نهایت به مرور زمان در داخل لوله ها تغییر فاز داد و از طریق بخش پایین کندانسور هوایی خارج خواهد شد.
نام دیگر برای این دستگاه درای کولر نیز گفته می شود.
کندانسور هوایی با کویل فین و تیوب
یکی از مدل های کندانسور هوایی با ساختار کویل های فین و تیوب هستند که دارای تعداد قابل توجهی لوله و فیت هستند. لوله هایی که برای این کندانسورها استفاده می شود از جنس مس هستند و قابلیت هدایت حرارتی بالایی دارند. از سوی دیگر گرمای جریان عبوری از داخل لوله ها سبب می شود که از جداره رد شود.
در این مدل فن های محوری وجود دارد که سبب ایجاد جریان اجباری هوا می شود و در نهایت قابلیت هوا در انتقال حرارت جابجایی کافی نخواهد بود. برای اینکه سطح حرارت بین لوله و همینطور جریان هوای عبوری از روی کویل ها بیشتر شود تعداد زیادی از صفحات فین استفاده می شود که شامل جنس آلومینیوم بوده و در فاصله کمی سبب افزایش سطح تبادل کننده حرارت است. این روند سبب می شود که گرما از بخار داغ یا اشباع داخل لوله ها به هوای محیط رفته و دفع صورت بگیرد.

کندانسور هوایی با کویل میکرو کانال
این مدل از کندانسورها به نوبه خود در سطح پیشرفته کار می کنند و دارای ساختاری مشابه کویل های فین و لوله هستند. جریان گرم بخار از داخل کانال های بسیار کوچک از جنس آلومینیوم عبور می کند و فین های آلومینیومی نیز به شکل فشرده در بین کانال ها قرار می گیرد. مقطع کانال ها بسیار کوچک هستند و سبب انتقال حرارت از جریان بخار به جداره کانال می شود.
در این روش فاصله ای که بین مرکز جریان بخار و دیواره کانال وجود دارد بسیار محدودتر است و نسبت به روش لوله و فین گزینه مناسب تری به نظر می رسد. از سوی دیگر کویل های میکرو کانال سطح جانبی مخصوصی دارند که سبب می شود که کویل های کندانسور تا 23 درصد به نسبت کویل های لوله و فین در ظرفیت های مشابه کاهش داشته باشند. معمولاً از فین های فشرده بین کانال ها استفاده شده است به طور یکه از این نوع کویل ها در محیط هایی که درگیر غبار است استفاده نمی شود و چندان مناسب نیست در واقع امکان گرفتگی کویل ها و کاهش راندمان کندانسور بسیار وجود دارد.
عملکرد کندانسور هوایی
شرایط کارکرد کندانسور هوایی به این صورت است که بخار داغ یا اشباع به واسطه لوله های کویل وجود عبور می کنند. لوله ها فین گذاری هستند و این کار برای افزایش سطح انتقال حرارت صورت می گیرد. در این روش گرمای جریان خار عبوری از جداره لوله ها وارد فین های مختلفی می شود، فین ها تعبیه شده هستند. تعدادی فن های محوری وجود دارد که به وسیله آنها جریان هوای محیط به شکل اجباری از روی کویل ها عبور می کند و پس از اینکه گرمای فین ها جذب شد به محیط آزاد باز می گردد.
سیال خنک کننده در کندانسور هوایی همان جریان خوای محیط هستند که سبب می شود دمای چگالش به دمای خشک محیط مربوط شود. چگالش در دمای پایین تر زمانی رخ می دهد که کندانسورها بزرگتر باشند. در واقع هرچه سطح انتقال حرارت کویل ها بیشتر و تعداد فن های محوری بیشتر باشد سبب می شود که دمای چگالش پایین بیاید. دمای چگالش پایین تر به معنی افزایش ظرفیت حرارتی برای کندانسور خواهد بود.

جریان هوا در کندانسورها به دو صورت دنبال می شود:
روش اول به واسطه تامین هوا در کندانسور هوایی است که به صورت طبیعی دنبال می شود. اگر جریان هوای طبیعی در کندانسور هوایی کم باشد، مقدار هوایی که جریان می یابد کم می شود و تقطیر بیشتر صورت می گیرد. در این مدل از کندانسورها ظرفیت کمی وجود دارد و برای یخچال ها و فریزرهای خانگی گزینه خوبی است. کندانسورهای هوایی به واسطه جریان طبیعی هوا معمولاً از نوع صفحه ای با لوله های پره دار هستند. از سوی دیگر اگر از لوله های پره دار استفاده شود مقاومت آن در مقابل جریان آزاد کاهش می یابد. پره ها فاصله زیادتری نسبت به هم دارند و زیاد بودن فاصله پرده ها سبب می شود که کندانسورها کمتر کثیف شوند.
روش دوم تامین هوا به واسطه کندانسور هوایی است که شامل فن و دمنده می شود و کندانسورهای هوایی به فن یا دمنده مجهز هستند و می توانند طبق نصبی که دارند شامل دو گروه شوند.
گروه اول کندانسور هوایی نصب شده روی شاسی بوده و دسته دوم کندانسور هوایی است که دور از کمپرسور نصب می شود.
کندانسور هوایی که روی شاسی کندانسورهای هوایی نصب می شوند دارای کمپرسور و محرک هستند که روی شاسی مشترکی نصب می شوند و در واقع یک قطعه مکمل واحد تقطیر خنک شونده با هوا محسوب می شوند.

کندانسور هوایی کجا استفاده می شود؟
سه حوزه مهم برای کندانسور هوایی تعریف شده است.
دسته اول تهویه مطبوع است. در واقع یکی از پرمصرف ترین سیستم های تهویه مطبوع چیلرهای تراکمی هستند و بهره برداری و هزینه های پایین سرویس و نگهداری آنها، سبب شده تا مورد استقبال قرار بگیرد. این مدل از کندانسورهای هوایی به طور کلی سیستم های پرکاربرد محسوب می شود که در مصارف تهویه مطبوع گزینه خوبی هستند. در کولرهای گازی، داکت اسپیلت ها و وی آر اف ها از کندانسورهای هوایی استفاده می شود تا دفع حرارت سیال مبرد به خوبی صورت می گیرد و سطح چگالش آن مشخص شود.
دسته دوم تبرید است. بسیاری از سیستم های برودتی مثل آبسردکن ها و یخچال های خانگی و همینطور تجهیزات فروشگاهی در این دسته قرار دارند. در واقع این محصولات به واسطه ابعاد و ظرفیت محدودی که دارند مناسب ترین گزینه برای اعمال فرآیند چگالش در سیکل کاری محسوب می شوند و گزینه مناسبی هستند.
دسته سوم برودت صنعتی است. در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مثل پتروشیمی ها و همینطور خطوط تولید اسید سولفوریک مقدار بخار آبی که تولید می شود بسیار زیاد است و برای اینکه مجدداً استفاده شود نیاز به چگالش دار. استفاده از کندانسورهای بخار از نوع هوایی سبب می شود که شرایط برای بازیابی بهار آب در خطوط تولید فراهم شود.

نتیجه گیری
کندانسور هوایی به واسطه جریان هوا می توان عملکرد مناسبی داشته باشد قدرت کندانسور هوایی نیز بر اساس سطح عملکرد و نوع قطعاتی که دارد مشخص می شود. این دستگاه به طور کلی دارای شاسی های مخصوصی است که می تواند در بخش های مختلف اجرا شود. البته که محرک ها و کمپرسورهای به کار رفته برای کندانسور هوایی به صورتی است که می توان روی بام و دیوار نی نصب و اجرا شود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و استعلام قیمت سیستم های تهویه مطبوع و انتخاب مناسب ترین سیستم برای پروژه های خود با مهندسین ما تماس بگیرید.
مهندس فتح پور: 5188-149-0912
دفتر: 021-2290-2169 کارخانه: 7119-5658-021

نویسنده: