کندانسور هوایی یا برج خنک کننده هوایی (Air Cooled Condensers) یا ایرکولر، دستگاهی است که در داخل آن کویل به کار رفته است. در این برج، آب سیستم وارد کویل شده و همزمان هوا به وسیله فن از روی کویل به جریان در می‌آید و موجب خنک شدن کویل می‌شود.
در پروسه فعالیت برج خنک کننده هوایی، تبخیر آب صورت نمی‌گیرد و به اصطلاح با دمای خشک هوا کار می‌کند؛ به همین دلیل این نوع برج خنک کننده را برج هوایی می‌نامند. به مانند سایر کولینگ تاورها، این نوع کولینگ تاور نیز دارای اشکال مختلفی است که در ادامه این مطلب از کارا فناور اطلس پارسی، به بررسی آن می‌پردازیم.
کندانسور هوایی چیست؟
کندانسور هوایی یا کندانسور هوا خنک، وسیله‌ای برای کاهش دمای سیالات صنعتی است که با روش هوا خنک، سیال درون کویل کندانسور را طی فرایندی خنک کرده و راندمان بالایی نیز دارد. سیستم خنک کاری کندانسور به نحوی طراحی شده که هیچ گونه اتلاف آب نداشته باشد. این سیستم بر خلاف کندانسور آبی یا تبخیری، بدون نیاز به آب دمای سیال موردنظر را کاهش می دهد. در واقع می‌توان گفت که کندانسور هوایی، سیستم خنک کننده خشک یا درای کولر شناخته می‌شود و با گذر هوای محیطی، گرمای نهان درون کویل را جذب کرده و گرمای مازاد را به هوای محیط انتقال می‌دهد و می‌تواند آبگرم مدار را تا سطح (dry-bulb)، خنک کند.
عملکرد کندانسور هوایی چگونه است؟
در سیستم‌های هوا خنک، آب داغ یا بخار اشباع داخل لوله‌های مسی یا استیل کویل کندانسور با سرعتی در حدود 2 الی 6 فوت بر ثانیه جریان دارد. حداقل یا حداکثر حرکت سیال داخل تیوب، به میزان توان پمپ و همچنین نیاز سیرکولاسیون گردشی آب وابسته است. تیوب‌ها با مهندسی پوسته لوله، گرمای اضافی را جذب می‌کند. البته از فین پلیت نیز برای افزایش سطح تبادل حرارت و انتقال بهتر، استفاده می‌شود. دراین مرحله، پروانه فن کندانسور هوایی با تبدیل جریان الکتریکی به نیروی مکانیکی باعث عبور جریان هوای تازه از روی رادیاتور شده و باعث کاهش دمای سیال درون تیوب می‌شود. اساس کار عملکردی کندانسور بر منبای هوا خنک طراحی شده و هر چه دمای هوا پایین تر باشد میزان اختلاف دما یا (دلتاتی) افزایش می‌یابد.
انواع کندانسور هوایی
انواع کندانسور هوایی با توجه به نوع ساختار ظاهری و عملکرد آنها، تقسیم بندی می‌شوند. این تمایزات در میزان دلتا – تی (ΔΤ) و تحمل فشار هر کدام از انواع کندانسور هوایی،هستند. اما به طور کلی تمامی انواع بر اساس کاهش دمای آب طراحی شده‌اند و وظیفه اصلی هر کندانسور، جذب گرمای اضافه از سیالات مایع است. اما نوع ساختار، در عملکرد چگالنده موثر بوده و می‌تواند تعیین کننده راندمان خنک کنندگی باشد. بطور کلی سه تیپ کندانسور هوا خنک وجود دارد که شامل ( V-type / Flat / Standing) هستند.
کندانسور هوایی وی تایپ V-type
کندانسور هوایی وی تایپ یکی از انواع سیستم‌های هوا خنک بوده که شامل دو کویل مسی با مدار بسته مجزا است. راندمان خنک کاری این سیستم بالاتر است؛ زیرا دارای سطح مقطع بیشتر بوده و حجم دبی بالاتری را در هر ساعت خنک می‌کند. این کندانسور، قابلیت تغییر آرایش مداربندی را دارد که این موضوع از موارد مهم در محاسبه ظرفیت و تعیین دلتا – تی است. کندانسور وی تایپ را می توان با دو آرایش (Full-circuit / Half-circuit) محاسبه و طراحی کرد. نوع ساختاری و پلت فرم استراکچر کندانسور هوا خنک همچنین نحوه قرارگیری کویل بر روی سازه سبب نام گذاری دستگاه با نام وی تایپ شده است که این امر تغییری در اساس کار دستگاه ایجاد نکرده است.
کندانسور هوایی تخت Flat
ویژگی کندانسورهای هوایی تخت این است که با افزایش مدار گردشی آب، می‌توان تا چهار مدار مجزا با دماهای مختلف را با کمک هوای محیط خنک کرد. از دیگر مزایای کندانسور افقی تخت، باید به نوع ساختار و عملکرد یکپارچه آن اشاره نمود که سیال گرم با آرایشی منظم در طول کویل به صورت یکنواخت در حرکت است و دلتا – تی بسیار مناسبی را ایجاد خواهد کرد. غالباً از کندانسور هوایی تخت برای خنک کردن ژنراتور تحت عنوان رادیاتور ژنراتور به دلیل تحمل فشار بالا و همچنین مقاومت در دمای کاری بالاتر از 100 درجه سانتیگراد، استفاده می‌کنند.
کندانسور هوایی ایستاده یا عمودی Standing
کندانسورهای ایستاده یا عمودی یکی دیگر از انواع کندانسور هوایی بوده که در فضاهای کم و کوچک موثر است. این نوع کندانسور غالباً در سیستم‌های خنک کننده سردخانه و یونیت کندانسینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. آبگرم یا دیگر سیالات را نیز می‌توان در این دستگاه خنک کرد که البته این مورد در صنایع تهویه مطبوع، کارایی بالایی نیز دارد. سیال داغ یا بخار اشباع از کلکتور پایینی وارد شده و پس از طی مسیر تعیین شده از کلکتور بالایی، خنک و خارج می‌شود. البته قابل ذکر است که این عمل موجب کند کردن جریان خطی با حداقل سرعت می‌شود. به همین منظور آب درون تیوب‌ها مدت زمان بیشتری مانده و حجم هوای بیشتری از روی کویل عبور داده می‌شود. همین عامل باعث افزایش ΔΤ و خنک شدن کامل سیال می‌گردد.
محاسبه و طراحی برج خنک کننده هوایی
به دلیل اینکه در این نوع برج خنک کننده، تبخیر صورت نمی گیرد، اساس محاسبه و طراحی کندانسور هوایی، دمای خشک محیط است؛ بنابراین از این برج خنک کندر جایی استفاده می‌شود که دمای آب ورودی بسیار بالا است و نیاز است که در ابتدا آن را تا دمای خشک پایین آورد.
در بسیاری از صنایع ابتدا ایرکولر را در مسیر آب سیستم قرار می‌دهند تا آن را از دماهای بالا به حدود دمای خشک هوا برساند. سپس با استفاده از کولینگ تاور مرطوب، دمای آن را به نزدیک دمای مرطوب می‌رسانند. دلیل هم جلوگیری از تبخیر شدید آب و انرژی در سیستم و جلوگیری از رسوب است.
محاسبه ظرفیت کندانسور هوایی
ظرفیت کندانسور هوایی، تابعی از سطح کندانسور و مقدار هوا دهی فن یا فن‌های آن است. به این معنی که هرچه میزان سطح، بیشتر باشد، انتقال گرما نیز بهتر و با سرعت بیشتری انجام می‌گیرد. بنابراین واحدهای خنک کننده پرظرفیت نیاز به کندانسورهای با اندازه بزرگ‌‌تر و فن‌های بیشتر هستند که غالباً باعث استفاده از دو یا چند کندانسور متصل به یکدیگر می‌شود.
“از برج خنک کننده هوایی (کندانسور هوایی)، در مناطقی که مقدار آب بسیار کم و دمای ورودی بسیار بالا است، استفاده می‌گردد.”
کاربردهای کندانسور هوایی
- تهویه مطبوع: در چیلر و سیستم‌های تهویه مطبوع، از جمله در کولر گازی، داکت اسپلیت و همین طور VRF نیز از کندانسور هوایی جهت دفع حرارت سیال مبرد و چگالش آن استفاده می‌گردد.
- تبرید: سیستم های برودتی مانند آبسردکن‌ها، یخچال‌های خانگی، فروشگاهی و صنعتی
- برودت صنعتی: در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند صنایع پتروشیمی، خطوط تولید اسید سولفوریک و… .
مزایا و معایب کندانسور هوایی
در کولینگ تاور هوایی به دلیل اینکه آب سیستم فقط در درون کویل حرکت می‌کند، رسوب بوجود نخواهد آمد. در این نوع برج از پروانه‌های قوی برای جریان بالای هوا بر روی کویل‌ها استفاده می‌شود. این کولینگ تاور به نام های برج خنک کننده صنعتی تر، ایرکولر یا کندانسور هوا خنک نیز شناخته می‌شود.
مزایای برج خنک کن هوایی
مزایای کندانسورهای هوایی:
- بدون نیاز به مصرف آب
- مشکلاتی همچون یخ زدگی، رسوب گذاری و خوردگی ندارند
- به عملیات سختی گیری آب نیاز ندارند
- به تجهیزاتی همچون پمپ و شبکه لوله کشی آب که غالباً باعث حجیم‌‌تر و گران‌‌تر شدن نسبت به شبکه لوله کشی مبرد می‌گردد، نیاز ندارد.
- برای جلوگیری از انتقال ارتعاش و سرو صدا به داخل فضاها به راحتی در فضای باز قابل نصب است.
- هزینه نصب و راه اندازی نسبت به کندانسورهای آبی که نیازمند برج خنک کننده هستند، کمتر است.
- در اقلیم‌های گرم و مرطوب قابل استفاده است
- هزینه تعمیر و نگهداری کم
- عدم محدودیت استفاده برای اکثر سیستم‌های تراکمی
توجه داشته باشید که تعمیر کولر گازی در تهران برای تشخیص درست آسیب دیدگی قطعات، به تخصص نیاز دارد.
معایب کندانسورهای هوایی
معایب کندانسورهای هوایی شامل موارد زیر است.
- دمای زیاد تقطیر
- هزینه نسبتاً زیاد تامین مبرد به دلیل افزایش طول لوله کشی مبرد
- سر و صدای نسبتاً بالا
- سطح اشغال زیاد به ویژه در واحدهای با ظرفیت بالا
کندانسورهای هوایی از نظر ارتفاع و فاصله نسبت به چیلر (کمپرسور و اواپراتور) دارای محدودیت بوده و به همین دلیل غالباً توصیه شده است که میزان فاصله بیش از ۱۵ متر نباید باشد. در غیر اینصورت سازنده برج خنک کن باید با توجه به افزایش طول و حجم لوله کشی مبرد، در میزان مبرد و همچنین ظرفیت تراکم کمپرسور، تجدید نظر نماید. فاصله بیش از اندازه کندانسور از ورودی اواپراتور ممکن است منجر به کاهش میزان فشار مبرد شود. در این حالت، احتمال تبدیل مبرد به گاز قبل از عبور از شرایط انبساطی و ورود به اواپراتور وجود دارد. در حالت کلی، برای نصب کندانسور در فاصله بیشتر از ۱۵ متر، حتماً باید با نظر سازنده دستگاه خنک کننده انجام گیرد.
در مورد کندانسورهای هوایی باید به این موضوع نیز توجه کرد که کاهش بیش از اندازه دمای هوای بیرون مزیتی برای تقطیر گاز داغ مبرد به حساب نمی‌آید و می‌تواند باعث ایجاد اختلال در سیستم سرمایشی شود. زیرا در این حالت فشار کندانسور با افت روبرو شده و از فشار پشت شیر انبساطی نیز کاسته می‌شود. با کاهش میزان فشار، مقدار مبرد کمتری وارد اواپراتور شده و در نتیجه ظرفیت سرمایشی نیز کاهش خواهد یافت و مقدار بخار مکش شده بوسیله کمپرسور یا خروجی از اواپراتور نیز بیشتر داغ می‌شود.
در ساخت این نوع برج خنک کن نیاز به بسیاری از قطعات متداول برج خنک کننده معمولی از جمله تشت، دیواره‌ها، سیستم توزیع آب و … نمی‌باشد. جهت مطالعه بیشتر در این مورد می‌توانید به مطلب “برج خنک کننده مدار بسته“ مراجعه فرمایید.
شرکت کارا فناور اطلس پارسی (بادران تهویه صنعت)
تلفن تماس: ۰۲۱۲۶۷۰۹۹۱۸ / ۰۲۱۲۶۷۰۹۳۶۸ / ۰۲۱۲۲۶۴۵۸۹۰ / ۰۲۱۲۶۶۰۲۷۷۶
تماس فوری / واتس اپ۰۹۲۱۳۶۰۲۶۹۰
وب سایت رسمی:Badrantahvieh.net
ایمیل:badran.tahvieh@gmail.com
گروه تلگرام:Cooling tower
