طراحی و ساخت کندانسور

کندانسور یا چگالنده وسیله‌ای است که جهت تغییر فاز مواد و تغییر حالت آنها از حالت بخار به حالت مایع استفاده می‌شود. به عبارتی سیال مذکور کندانس شده و به حالت مایع تبدیل می‌شود. با این که این وسیله عملکرد ساده‌ای دارد، اما ساخت آن نیاز به تکنولوژی‌های بالایی دارد. برای طراحی آن هم از نرم افزارهای طراحی به خصوصی استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی این وسیله پرداخته و با نحوه طراحی و ساخت کندانسور آشنا می‌شویم.

 

کندانسور چیست؟

کندانسور یا دستگاه تقطیر کننده (چگالنده)، به تغییر فاز سیالات از بخار به مایع می‌پردازد. این عمل هم به وسیله خنک کردن سیال از طریق گرفتن گرمای سیال انجام می‌شود. پس وظیفه کندانسور گرفتن حرارت از سیال گازی با درجه حرارت بالا توسط یک سیال دیگر همچون آب یا هوا است. برای مثال در یخچال‌های خانگی، کندانسور حرارت مبرد جاری در لوله‌های پشت یخچال را به روش هوا خنک می‌گیرد و حالت آن را از بخار به مایع تغییر می‌دهد.

کندانسورها در طرح‌های مختلفی نظیر هواخنک، نوع پوسته و لوله، صفحه‌ای و غیره تولید می‌شوند و از نظر ابعادی تنوع زیادی دارند. با این حال وظیفه تمام این کندانسورها یکسان است و همگی به منظور کندانس سیال به کار برده می‌شوند.

 

وظیفه کندانسور در سیکل تبرید

دستگاه‌های تهویه مطبوع که اکثر آنها با استفاده از سیکل تبرید تراکمی کار می‌کنند، شامل 4 جزء اصلی یعنی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط هستند. در این میان کندانسور نقش گرفتن گرما از مبرد، تبدیل حالت آن از گاز به مایع و انتقال آن به شیر انبساط را بر عهده دارد. در واقع وظیفه کندانسور در سیکل تبرید تراکمی، خنک کردن مبرد است. مبرد پس از اینکه در کمپرسور فشرده شود و به حالت گاز داغ پرفشار درآید، وارد کندانسور می‌گردد. کندانسور این گاز را از طریق آب یا هوا خنک کرده و سعی می‌کند در همان فشار فاز آن را از حالت گاز به مایع تغییر دهد.

 

نحوه کار کندانسور به چه صورت است؟

کندانسورها بر اساس ساختار خاص خود، شامل انواع مختلفی هستند. تمام کندانسورها با هدف تغییر فاز مبرد از گاز به مایع طراحی و ساخته می‌شوند. برای همین ساختار کلی آنها متشکل از شبکه لوله‌های مسی جهت عبور ماده مبرد و واحد خنک‌سازی است. از این رو تفاوت اصلی میان انواع سیستم چگالنده، در نحوه عملکرد واحد خنک‌سازی است.

 

تولید و ساخت کندانسور

تولید و ساخت کندانسور نیاز به دانش فنی و تجربه کافی در این زمینه دارد. در واقع طراحی و تولید کندانسور کار آسانی نبوده و هر شخصی نمیتواند از پس انجام این کار برآید. کندانسورها باید به شکل صحیحی ساخته شوند تا در کوتاهترین زمان سبب کاهش دمای سیال درون تیوب باندل شوند.

جهت طراحی و ساخت کندانسور در ابتدا باید طراحی اولیه متناسب با ظرفیت دستگاه انجام شود. پس از محاسبات دقیق، میتوان به سراغ مراحل تولید و تست کندانسور رفت. در رابطه با مهمترین نکاتی که در طراحی و تولید کندانسور باید مورد توجه قرار بگیرد، میتوان به ابعاد کندانسور، قطر لوله داخلی، جنس فین، فاصله بین فین‌ها و تعداد بازدید اشاره کرد.

 

انواع کندانسور و طراحی آنها

کندانسورها شامل انواع مختلفی هستند و هر یک به شکل خاصی کار می‌کنند. در این رابطه میتوان به کندانسور پوسته و لوله‌ای (شل اند تیوب)، کندانسور آب خنک، کندانسور هواخنک و کندانسور تبخیری اشاره کرد. هر یک از این کندانسورها بر اساس ویژگی‌ها و خصوصیات خاصی که دارند، در محیط‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی کندانسورها از نظر نحوه قرارگیری لوله‌ها، سایز لوله‌ها، تعداد ردیف لوله‌ها و فین‌ها، قطر فین‌ها، ضخامت و دیگر موارد در نرم افزارهای طراحی بررسی شده و سپس طرح اجرا می‌شود. در بخش‌های بعدی به نحوه طراحی و ساخت هر یک از کندانسورها می‌پردازیم.

 

طراحی و ساخت کندانسور هوایی

کندانسورهای هوایی برای خنک کردن سیال از هوای محیط استفاده می‌کنند. این کندانسورها گرما را از گاز یا سیال جذب کرده و به هوای محیط انتقال می‌دهند. پس از کاهش دمای گاز درون کندانسور و رسیدن به دمای تقطیر، به حالت مایع تبدیل شده و در نهایت از کندانسور خارج می‌شوند. نحوه طراحی این دسته از کندانسورها به دو شکل صورت می‌گیرد که عبارتند از:

• ساخت کندانسور هوایی با جریان طبیعی

در ساخت کندانسور هوایی با جریان طبیعی، از فن استفاده نمی‌شود. طراحی این کندانسورها به این صورت است که بر اساس ظرفیتی که دارند، از تعدادی لوله رفت و برگشتی در آنها استفاده می‌شود. جنس لوله‌ها هم اغلب از مس است که بر روی آنها ورق نازک آلومینیومی قرار می‌گیرد. به این قطعات فین گفته می‌شود. فین‌ها باید در فاصله مناسبی از هم قرار بگیرند تا هوا به راحتی از میان آنها عبور کند.

وجود فین در ساختار این کندانسورها باعث می‌شود تا سطح انتقال حرارت افزایش پیدا کرده و راندمان دستگاه بیشتر شود. ساخت کندانسور هوایی با جریان طبیعی اغلب در ظرفیت‌های پایین امکان دارد. از این رو برای ظرفیت‌های بیشتر از مدل‌های دیگر استفاده می‌شود.

• ساخت کندانسور هوایی با جریان اجباری هوا

طراحی این نوع کندانسور همچون نوع هوایی با جریان طبیعی است. با این حال چند تفاوت میان طراحی این کندانسورها وجود دارد که یکی از آنها این است که بر روی این کندانسورها از یک یا چند فن استفاده می‌شود. همچنین فاصله بین فین‌ها در این کندانسور کاهش پیدا کرده است. وجود فن در این کندانسور باعث شده تا جریان هوا با فشار زیادی از بین فین‌ها عبور کرده و گرمای کویل را به خود جذب نماید.

طراحی و ساخت کندانسور آبی

کندانسورهای آبی اغلب به شکل پوسته و لوله طراحی می‌شوند. در واقع این کندانسورها از یک پوسته که درون آنها تعداد زیادی لوله وجود دارد، تشکیل می‌شوند. فاصله لوله‌ها از هم بسیار کم است و فضای درون پوسته را به خوبی پر می‌کنند. گاز ورودی با عبور از بین لوله‌ها حرارت خود را به لوله منتقل کرده و از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود.

طراحی کندانسور پوسته و لوله به شیوه‌های متعددی قابل انجام است. اما عملیات رفت و برگشت آب درون لوله در هر صورت انجام می‌شود تا آب خنک همواره داخل این دستگاه جریان داشته باشد. پوسته آنها هم معمولا از جنس استیل یا مانیسمان و لوله‌های داخل آن از جنس مس یا استیل ساخته می‌شوند.

 

 

طراحی و ساخت کندانسور تبخیری

کندانسور تبخیری از یک کویل حرارتی، نازل‌های آب، پمپ آب، تشتک جمع‌آوری آب، فن، بدنه اصلی و قطعات کوچک دیگر تشکیل می‌شود که تمامی آنها در کنار هم برای عملیات کندانسینگ کار می‌کنند. طراحی و تولید کندانسور تبخیری هم به شیوه‌های مختلفی قابل انجام است. در تمام شیوه‌های طراحی این کندانسور، از عملیات تبخیر سریع، خنک‌سازی و تقطیر گاز استفاده می‌شود. طراحی کندانسور تبخیری به این صورت است که آب اضافه از روی کویل درون تشتک در زیر آن جمع‌آوری شده و مجدد توسط پمپ بر روی کویل پاشیده می‌شود. سپس از طریق شیر ورودی آب تبخیری جایگزین شده و وزش باد از روی سطح آب تشتک انجام می‌شود. این عمل سبب خنک شدن آب می‌شود.

طراحی کندانسورهای داکت اسپلیت

داکت اسپلیت از پرکاربردترین دستگاه‌های تهویه مطبوع است که شامل دو بخش داخلی و خارجی است. کندانسورهای داکت اسپلیت به صورت بالازن و روبرو زن طراحی می‌شوند. همچنین این کندانسورها به صورت یک ردیفه و دو ردیفه و در برخی دستگاه‌ها به صورت سه ردیفه تولید می‌شوند. تعداد ردیف کندانسور با توجه به ظرفیت کمپرسور مشخص می‌شود. در صورتی که طراحی کندانسور برای مناطق گرمسیری انجام شود، باید تعداد ردیف کندانسور و تراکم فین نسبت به مناطق معتدل بیشتر در نظر گرفته شود تا تبادل حرارت به خوبی با محیط انجام گردد.

 

جمع بندی

طراحی کندانسور یک امر تخصصی بوده و نیاز به دانش فنی و تجربه بالایی دارد. در طراحی این قطعات مواردی نظیر نحوه قرارگیری لوله‌ها، تعداد ردیف لوله‌ها و فین‌ها، قطر فین، سایز لوله‌ها و نحوه قرارگیری فین‌ها در نرم افزار پیاده‌سازی شده و سپس بر اساس طرح ساخت کندانسور انجام می‌شود. امکان ساخت کندانسور در ظرفیت‌های متنوع وجود دارد. در صورت نیاز به کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه با کارشناسان شرکت سرما پویش در ارتباط باشید.