کندانسور آبی

کندانسور آبی یا آب خنک (Water cooled condenser) یکی از رایج ترین انواع کندانسور است که در این بخش به بررسی آن می پردازیم. در کندانسورها، بواسطه دفع حرارت (Heat Rejection) از جریان بخار، سه فرآیند ترمودینامیکی به ترتیب زیر پدید می آیند:

• کاهش دمای بخار داغ (Desuper Heating)
• چگالش (Condensing)
• کاهش دمای مایع اشباع (Subcooling)

کندانسورها از جمله مؤلفه های مهم و اصلی در تمام تجهیزاتی هستند که از سیکل تبرید تراکمی بخار استفاده می کنند.

همان­گونه که از نام کندانسور مشخص می ­باشد، فرایند ترمودینامیکی غالب، چگالش بخار ورودی به کندانسور است. کندانسور آبی، نوعی مبدل حرارتی است که با دفع مستقیم گرمای بخار به آبِ خنک (تولیدشده توسط برج خنک کننده)، فرآیندهای نامبرده را محقق می ­سازد.

نحوه عملکرد کندانسور آبی

کندانسور آبی، عمدتاً به شکل مبدل حرارتی پوسته و لوله طراحی و تولید می شود. چنانکه بخار داغ یا اشباع وارد پوسته مبدل شده و در تماس با جداره سرد لوله هایی قرار می گیرد که جریان آب خنک از درون آن ها عبور می کند. جریان آبی که توسط برج خنک کننده تولید شده است.

لوله­ های کندانسور آبی، معمولاً از جنس مس و از نوع CLF (مخفف عبارت Condensing Low Fouling) می باشند. لوله هایی که به منظور افزایش سطح تبادل حرارت از بیرون به صورت فین دار و جهت کاهش میزان رسوب گذاری آب، از داخل به صورت شیاردار ساخته می شوند.

گرمای جریان بخار ورودی به پوسته، بعد از جداره لوله، به جریان آب خنک داخل لوله ها، منتقل می­ گردد. نهایتاً، جریان آب پس از گرم شدن به برج خنک کننده بازگشته و مجدداً تا دمای مورد نیاز خنک می شود.

تصویر شماتیک عملکرد کندانسور آبی در چیلر تراکمی آب خنک

با توجه به استفاده از جریان آب برج به عنوان سیال خنک کننده (Coolant) در کندانسور آبی، دمای چگالش (دمایی که در آن فاز جریان مبرد از بخار به مایع تبدیل می شود) بستگی به دمای مرطوب محیط (Wet bulb) خواهد داشت. بطوریکه هرچه دمای مرطوب محیط کمتر باشد (محیط رطوبت کمتری داشته باشد)، چگالش در دمای پایین تری اتفاق می افتد. ضمن آنکه هرچه کندانسور بزرگتر باشد (سطح انتقال حرارت لوله ها و حجم آب در گردش بیشتر باشد) نیز دمای چگالش پایین تر خواهد بود. دمای چگالش پایین تر بمنزله افزایش ظرفیت حرارتی کندانسور می باشد.

استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای به عنوان کندانسور آبی چندان رایج نیست؛ زیرا با توجه به تمیز نبودن آب خروجی از برج خنک کننده (مدار باز) و فاصله بسیار کم بین صفحات این مبدل ها، براحتی با رسوب گذاری آب، گرفتگی ایجاد شده و راندمان کندانسور را به شدت کاهش می دهد.

کاربرد کندانسور آبی

کاربرد کندانسور آبی را می ­توان در سه حوزه مختلف مورد ارزیابی قرار داد:

1- تهویه مطبوع: یکی از پرمصرف ترین کاربردهای کندانسور آبی، استفاده از آن در چیلرهای تراکمی (آب خنک) و چیلرهای جذبی می باشد. البته بکارگیری چنین سیستم هایی محدود به اقلیمی است که رطوبت زیادی نداشته باشد.

کاربرد کندانسور آبی در چیلرهای تراکمی و جذبی

2- تبرید: در سردخانه ها و تونل های انجماد، کندانسور آبی استفاده رایجی دارد و در ظرفیت های متنوعی ساخته می شود. در واقع کندانسور آبی، در کندانسینگ یونیت هایی بکار گرفته می شود که مبرد سرد (فرئونی یا آمونیاکی) مورد نیاز اواپراتور هوایی در سردخانه ها را تأمین می کند.

کاربرد کندانسور آبی در کندانسینگ یونیت برای سردخانه بالای صفری

3- برودت صنعتی: در بسیاری از فرایندهای صنعتی مانند پتروشیمی ­ها، خطوط تولید اسید سولفوریک و … حجم بخار آب قابل توجهی تولید می­ شود که جهت ایجاد امکان استفاده مجدد از آن بایستی چگالش پیدا کند. استفاده از کندانسورهای بخار، که می تواند از نوع آبی باشد، شرایط را برای بازیابی بخار آب موجود در خطوط تولید فراهم می­ کند.

کندانسور آبی صنعتی (کندانسور بخار)

در مکان های نزدیک به رودخانه یا آب دریا، استفاده از کندانسور آبی، به ویژه در مصارف صنعتی، اتفاق مرسومی است. چراکه حجم قابل توجهی از منابع آبی در دسترس بوده و می توان بدون هیج گونه مصرف آب و برقی، ظرفیت حرارتی لازم را در کندانسور ایجاد نمود. البته، به علت کثیفی زیاد آب دریا و خورنده بودن آن، بایستی از لوله هایی با جنس مس و نیکل (90% مس و 10% نیکل) در ساخت کندانسور استفاده شود.