کندانسورها


دیوار صنعتی با دیوار صنعت


کندانسورها

کندانسورها نیز همچون اواپراتورها وسایل انتقال حرارت می باشند که در آنها حرارت بخار مبرد داغ از طریق سطوح لوله به عامل تقطیر ( مثلا آب یا هوا ) منتقل شده و در اثر آن بخار مبرد ابتدا تا دمای اشباع سرد و سپس به مایع تبدیل می شود . با وجود اینکه در سیستمهای دمای پایین گاهی از آب نمک یا مبرد های انبساط مستقیم به عنوان عامل تقطیر استفاده می کنند در اکثر موارد هوا یا آب و یا ترکیبی از آنها به کار برده می شود . به طوری کلی کندانسورها به سه نوع می باشند :

         ۱ ) خنک شونده با هوا ۲) خنک شونده با آب ۳) کندانسور تبخیری

در کندانسورهای هوایی از هوا به عنوان عامل تقطیر استفاده می کنند در حالی که در کندانسورهای آبی برای تقطیر مبرد از آب استفاده می شود . در دو کندانسور   فوق الذکر حرارت دفع شده به وسیله مبرد ، دمای عامل تقطیر را افزایش می دهد . در کندانسورهای تبخیری ، هم هوا و هم آب مورد استفاده قرار می گیرد. گرچه در کندانسورهای تبخیری ، دمای هوای عبوری افزایش می یابد اما تقطیر مبرد عمدتا از تبخیر آب پاشیده شده بر روی کندانسور ناشی می شود و وظیفه هوا افزایش شدت تبخیر با دفع بخار آب حاصل از تحول تبخیر می باشد .

میزان تبادل حرارتی در کندانسور برابر است با مقدار حرارتی که ماده مبرد در اواپراتور می گیرد به اضافه حرارتهای ناشی از اصطکاک در مسیری که از نقطه خروجی گاز از اواپراتور تا نقطه ورودی گاز به کندانسور ، طی می کند .

۱) کندانسورهای هوایی:

معمولا این نوع کندانسورها در سیستمهای سرما سازی با ظرفیت کم ( کوچک ) یا در محلهایی که به علت بالا بودن رطوبت یا به طور کلی بالا بودن درجه حرارت مرطوب هوا نتوان از کندانسورهای تبخیری استفاده کرد ، به کار گرفته می شوند. به منظور جلو گیری از کاهش سطح حرارتی ، کندانسور هوایی را باید به طور کلی تمیز نگه داشت .

۲) کندانسور آبی :

این کندانسور در تاسیسات بزرگ سرما سازی مورد استفاده قرار می گیرند . ساختمان این گونه متفاوت است . از جمله می توان با قرار دادن لوله های مارپیچ در داخل مخزنی که آب از آن عبور می کند ، کندانسور آبی ساخت و نوع متداول آن کندانسورهای آبی دو لوله است . این کندانسورها دارای مکانیزم ساده بود و تمیز کردن و شستشوی رسوبهای داخل لوله آب آن به راحتی انجام می پذیرد .

۳)کندانسورهای تبخیری :

از مجموع یک دستگاه برج خنک کن و کندانسور می توان کندانسور تبخیری ساخت . در بعضی مواقع مستقیما لوله های مارپیچ کندانسور را در داخل برج خنک کن قرار   می دهند این مجموعه را کندانسور تبخیری می نامند .

انتخاب کندانسورها :

انتخاب کندانسورها نیز از بین محصولات شرکت fincoil انجام می پذیرد . تعداد ۳کندانسور برای پروژه حاضر مورد نیاز است که به ترتیب یک کندانسور برای سالن دو مداره مشترک سالنهای ۴ و ۳ ، یک کندانسور برای سالن تک مداره ۱ و یک کندانسور برای سالن تک مداره ۲٫

با توجه به نرم افزار ارائه شده توسط شرکت fincoil داده های لازم جهت انتخاب کندانسورهای مورد نیاز عبارتند از : ۱) ظرفیت کندانسور (کیلو وات )   ۲) نوع مبرد       ۳) دمای تقطیر

   ۴) دمای هوای ورودی به کندانسور و رطوبت نسبی آن

با توجه به مورد ۴ واضح است که کندانسورهای انتخاب شده از نوع کندانسورهای هوایی یا خنک شونده با هوا هستند که پیش از این راجع به آن توضیح داده شد .

 

کندانسور سالن دو مداره : اطلاعات ورودی جهت انتخاب عباتند از :

۱) ۱۰۴/۸۴ات ظرفیت تبریدکه دربخش سیکل تبرید بدست آمد(مجموع دوسالن)

۲) مبرد R717(NH3)       ۳) دمای تقطیر             ۳۵ ˚c 4 ) هوای ورودی = ۲۵ ˚c و %۶۰ RH

مدل انتخاب شده عبارت است از :   SSA-3-3-914-470

کندانسور سالن ۱:

۱) ۷۵/۲۳ کیلو وات که در بخش سیکل تبرید بدست آمد

۲) R717(NH3)               ۳) دمای تقطیر ۳۵ ˚c =         ۴) هوای ورودی = ۲۵ ˚c و %۶۰ RH

مدل انتخاب شده عبارت است از : SZAE-1-2-914

جهت صرفه جویی و بهینه سازی هزینه های پروژه برای راهروی سردخانه به جای انتخاب یک سری کامل تجهیزات سیکل تبرید به غیر از اواپراتور که دمای آن متفاوت با سایر سالنها است برای سایر تجهیرات اصلی از جمله کمپرسور و کندانسور می توان از تجهیزات سایر سالنها کمک گرفت زیرا تجهیزات مذکور نیز دارای ظرفیت اسمی بالاتری از مقادیر مورد نیاز می باشد . یا اینکه می توان از اینکه واحد فن کویل استفاده کرد که در این صورت نیازی به کامل کردن سیکل تبرید نیست و به اواپراتورهای انتخاب شده برای راهرو در قسمت قبل نیز نیازی نخواهیم داشت .

 

وسایل انبساط دهنده :

اخرین قسمت از نجهیزات مهم در سیکل تراکم بخار بعد از کمپرسور ، اواپراتور و کندانسور قسمت انبساط دهنده است . این وسیله دو هدف دنبال می کند ، فشار مایع مبرد را کم کرده و جریان مایع مبرد به اواپراتور را تنظیم می کند . دو نوع رایج از وسایل انبساط دهنده مورد استفاده لوله های موئین و شیرهای انبساط هستند که به طور جداگانه بررسی می شوند .

 

لوله های موئین :

در تمام سیستمهای تبرید کوچک به کار می روند و کاربردشان برای ظرفیت سرمایش ۱۰ کیلو وات می باشد و ۱ تا ۶ متر طول دارد . مایع مبرد داخل لوله موئین می شود و در حین جریان یافتن درون لوله ، فشار آن به دلیل اصطکاک و شتاب افت می کند.

لوله موئین انتخاب شده و مورد استفاده باید بتواند خود را با تغییرات فشار تخلیه ، فشار مکش یا بار برودتی سازگار نماید . کمپرسور و وسایل انبساط دهنده باید به شرایط مکش و هم چنین به شرایط تخلیه برسند . شرایط تخلیه کمپرسور اجازه می دهد که جریان را به همان میزانی که ما بین اواپراتور انبساط دهنده وجود دارد پمپ کند . شرایط نامتعادل جریان بین این دو قسمت کمپرسور و انبساط دهنده موقتی است و نمی تواند دائمی باشد

انتخاب یک لوله موئین :

در طراحی یک واحد تبرید جدید ، لوله موئین نیز باید طراحی شود بدین معنی که باید قطر و طول را تعیین نمود به طوری که کمپرسور و لوله برای دمای تبخیر مورد نظر در یک نقطه تعادل عمل کنند میزان کردن نهایی طول غالبا با سعی و خطا به دست می آید . ابتدا لوله ای طولانی تر از حد مورد نیاز سیستم استفاده می شود که در نتیجه بعضا ایجاد تعادل را در نقطه ای با دمای تبخیری بسیار پایین حدس می زند ، سپس لوله به تدریج کوتاه می شود تا نقطه ی تعادل در دمای تبخیر مطلوب به دست آید .

شیرهای انبساط ترمواستاتیک (کنترل فوق گرم ) :

عمومی ترین وسیله انبساط دهنده در سیستم های مبرد با اندازه متوسط ، شیرهای انبساطی هستند که اصطلاحا آنها را شیرهای کنترل ترمو استاتیک می نامند . شیر انبساط نرخ جریان مایع مبرد را مطابق نرخ جریان تبخیر در اواپراتور تنظیم می کند . تعادل نرخ جریان بین کمپرسور و شیر کنترل فوق گرم ضروری است. فوق گرم شدن گاز مکیده شده ، به طوری که بیان خواهد شد شیر انبساط را به عمل وا می دارد . یک حباب حساس با مایع مانند همان مایع مبرد استفاده شده در سیستم تا اندازه ای پر شده   می شود . مایع داخل حباب به “سیال توان ” (powre fluid ) معروف است. فشار سیال توان در بالای دیافراگم رخ می دهد و فشار تبخیر به انتهای دیافراگم اعمال می شود . نیروی آرامی به وسیله یک فنر به شیر وارد می شود ، تا هنگامی که فشار بالای دیافراگم بر روی نیروی فنر و نیروی حاصل از فشار اواپراتور غلبه کند ، شیر را بسته نگاه می دارد . جایی که فشار بالای دیافراگم از فشار پایین آن بالاتر باشد در این حالت سیال توان باید در دمایی بالاتر از دمای اشباع اواپراتور باشد . عملکرد شیر مقداری ثابت از مایع را در اواپراتور نگه می دارد ، زیرا شیر با کاهش مقدار مایع باز شده و سطح تبخیر بیشتری برای پر کردن مایع مبرد در معرض عبور جریان قرار می گیرد

کاتالوگهای سازندگان شیرهای انبساطی نشان می دهند که معمولا ظرفیت سرمایشی با توجه به نرخ جریانی که شیر می تواند از خود عبور دهد چقدر است . به تعبیری برای تعیین ظرفیت مناسب مورد نظر تاسیسات ، باید در نظر داشت که ظرفیت برودتی تقریبا ۷۵ درصد ظرفیت حداکثر طراحی است. نرخ جریان گذرنده از شیر تابعی از تغییرات فشار در عرض شیر می باشد . شیر انبساط برای محدوده وسیعی از دمای اواپراتور عمل می کند . شیر انبساط برای سیستم دما پایین نه تنها باید جریان مبرد را برای دمای مورد نظر کنترل کند ، بلکه باید اواپراتور را در حداقل زمان عملکرد نیز تغذیه کند . با کاهش میزان فوق گرم تنظیم شده سیال عامل برای شیر انبساط ممکن است شرایط دما پایین به وقوع بپیوندد . یک راه برای مشکلات دما پایین استفاده از شیر با تغذیه عرضی است که دارای سیال توانی متفاوت از مایع مبرد سیستم می باشد . سیال توان طوری انتخاب می شود که خواصی شبیه مبرد داشته باشد و باید طوری باشد که فوق گرم بودن لازم برای باز کردن شیر به طور کامل در محدوده عمل تقریبا ثابت باشد.

انتخاب شیر انبساط ترمو استاتیک:

شیر انبساط ترمواستاتیک مورد نظر را از بین محصولات شرکت Danfoss که به عبارتی شناخته شده ترین شرکت در سطح بین المللی در زمینه تولید تجهیزات کنترلی سیستم تبرید است انتخاب میکنیم. شیرهای مورد نیاز عبارتند از : ۲ عدد شیر انبساط ترمو استاتیک برای سالن دو مداره جهت دو مرحله انبساط مایع از فشار بالای کندانسور به فشارهای پایین تر اواپراتورهای سردخانه زیر صفر و بالای صفر است. دو عدد شیر هم برای دو سیکل تک مرحله ای سالن های ۱ و ۲ مورد نیاز است. انتخاب مورد نظر با استفاده از کاتالوگهای ارائه شده توسط شرکت Danfossبه این صورت است:

اطلاعات مورد نیاز جهت انتخاب عبارتند از: ۱)افت فشار درون شیر بر حسب بار

۲)ظرفیت تبرید در اواپراتور مورد نظر ۳) دمای اپراتور

 

سالن دو مداره: برای شیر فشار بالا داریم:

۱)افت فشار درون شیر فشار بالا:  که برابر ۸ بار در نظر میگیریم.

۲)ظرفیت تبرید ۸۰۶/۳۰ کیلو وات

۳)دما برابر ۳- درجه سانتیگراد

توضیح اینکه برای محاسبه بر حسب بار، هر ۱۰۱ کیلو پاسکال (طبق توضیحات کاتالوگ) برابر با یک بار در نظر گرفته میشود و در انتها برای در نظر گرفتن افت فشار مقدار ۵/۰ بار از آن کم میکنیم.

بار۵/۸ بار

شیر انبساط فشار بالای انتخاب شده عبارت است از:

TEA20-18

برای شیر فشار پایین داریم:

۱) افت فشار بر حسب بار که مطابق حالت قبل محاسبه میشود برابر ۲۶/۲ بار

۲) ظرفیت تبرید برابر با ۰۴۷/۵۲ کیلو وات

۳) دما برابر ۲۲- درجه سانتیگراد

بار۷۶/۲ بار

مدل انتخاب شده عبارت است از:

TEA 20-20

سالن ۱ و ۲: برای دو سالن داده های ورودی برابرند:

۱) افت فشار برابر ۵/۸ بار

۲)ظرفیت تبرید ۲۰ کیلووات

۳)دما برابر ۵/۳- درجه سانتیگراد

دو شیر انتخاب شده از این مدال می باشند:

TEA 20-5

به این ترتیب چهار عضو اصلی سیستم تبرید سردخانه که لازمه تکمیل سیکل تبرید می باشند همانطوری که در صفحات قبل ذکر شد انتخاب شدند. در ادامه نیز بعضی از تجهیزات کمکی سیستم را انتخاب میکنیم.

سایر تجهیزات:

اینک به شرح مختصری درباره بعضی از تجهیزات یک سیستم که به جهت بالابردن ظرفیت تبرید و راندمان سیکل و اطمینان از عملکرد سیستم به کار می روند می پردازیم:

۱)رسیور(receiver): رسیور مایع مبرد خروجی از کندانسور را دریافت نموده و آنرا برای زمانی که احتیاج است در خود نگه میدارد. رسیور معمولا به صورت یک مخزن استوانه ای ساخته می شود تا در مقابل فشارهای زیاد ناشی از ماده مبرد، مقاومت نماید و نیز اندازه آن باید به مقدار کافی بزرگ باشد تا علاوه بر گنجایش تمام مایع مبردی که به سیستم شارژ   می گردد، فضای اضافه نیز داشته باشد. در سیستم های صنعتی معمولا رسیور ها را زیر کندانسور ها قرار میدهند تا از وزن مایع جهت تخلیه به آن استفاده شود. می توان به جهت ثابت نگه داشتن دماهای مورد نیاز اواپراتور ها به کمک شیرهای انبساط دستی یا اتوماتیک میزان مایع لازم جهت اپراتور ها را از رسیور به آنها رساند. در همین زمان رسیور تقریبا به همان اندازه، مایعی را که به اپراتور میفرستد همان مقدار را هم از کندانسور دریافت نموده که بدین ترتیب سطح مایع در رسیور تقریبا ثابت می ماند. (این عمل به کمک کنترلهای مربوطه صورت می گیرد.) به جهت معین نمودن میزان مایع در رسیور می توان از شیشه مدرج استفاده نمود. در ته رسیور ها معمولا یک چاهک جهت جمع آوری روغن یا رسوبات حاصله تعبیه گردیده که به کمک مجرایی میتوان آنها را به خارج هدایت نمود. این چاهک فقط برای سیستم هایی موثر است که ماده مبرد آنها دارای وزن مخصوص کمتری نسبت به روغن موجود در آنها بوده و نیز قابلیت ترکیب با آنها را نیز داشته باشد. مانند آمونیاک. بدین ترتیب میتوان عمل جداسازی آنها را به خوبی انجام داد. در ضمن این چاهک ها مجهز به بغل هایی جهت کاهش تلاطم بوده تا رسوبات و روغن از هم جدا شده و روغن تخلیه شده را دوباره به مصرف برسانیم.

رسیور مورد نیاز پروژه را از بین محصولات شرکت m&m Refrigeration انتخاب می کنیم که با توجه به فرمولهای داده شده در کاتالوگها برای انتخاب رسیور حجم داده شده در بین نمونه های موجود تقریبا برابر ۲۰۰ فوت مکعب بدست می آید و مدل انتخاب شده عبارتست از:                                               VR-54-176

۲)اینترکولر(intercooler): در سیستمهای تراکم دومرحله ای از وسیله ای به نام اینتر کولر استفاده می گردد. به جهت تنوع اینترکولر ها در انتخاب آنها در یک سیستم تبرید باید به وظایفی که از آنها انتظار می رود توجه نمود. مهمترین وظیفه ای که در انواع مختلف اینترکولرها مشترک میباشد این است که با جذب حرارت از گاز گرم شده خروجی از کمپرسور فشار پایین (Super heated gas) باعث کاهش دمای آن شده که در نتیجه کمپرسور با فشار بالا گاز را با دمای کمتری مکش نموده و نهایتا گاز پس از خروج از این کمپرسور با دمای کمتری وارد کندانسور می گردد، در نتیجه این عمل اثرات نامطلوبی را که بالا و پایین بودن بیش از حد دمای گاز حاصل خواهد شد جلوگیری می شود. وظایف کلی اینترکولرها عبارتند از:

۱) کاهش دمای گاز داغ خروجی از کمپرسور فشار ضعیف

۲) سرد کن مایع خروجی از کندانسور (Subcooling)

۳) ذخیره ماده مبرد اضافی شارژ شده به سیستم به کمک کنترلهای مربوطه

۴) عمل کردن بعنوان جدا کن مایع برای اوپراتورهایی که به آن متصل شده اند و در دمای آن کار می کنند

۵) نگهداری ماده مبرد شارژ شده در سیستم مادامی که موتور خانه خاموش باشد

اینترکولرها انواع مختلفی داشته که می توان آنها را در سیستم های مختلف به کار برد. در سیستم هایی که از یک اواپراتور استفاده می کنند معمولا نوع کویلی به کار برده می شود. که اساس کارخنگ نمودن گاز خروجی از کمپرسور مرحله اول و اضافه نمودن ظرفیت تبرید در اثر انبساط مرحله اول مایع خروجی از کندانسور و دیگر موارد قبلی ذکر شده. در سیستم هایی که از دو اپراتور استفاده میکنند از اینتر کولرهای عمودی استفاده میشود.اینترکولرهای مورد نیاز را نیر از بین محصولات شرکتm&m Refrigeration انتخاب میکنیم. با توجه به حجم محاسبه شده برای رسیور ها که برابر ۲۰۰ فوت مکعب محاسبه شده بود مدل انتخاب شده برای اینترکولر مورد نیاز عبارت است از:

VI- 84- 143

در حالت کلی انتخاب اینترکولر مبنای قطر لوله مکش سیلندر فشار قوی صورت میگیرد.

۳) جمع کننده (Accumulator): در زمان خاموش بودن سیستم ، جمع کننده خط مکش ، از برگشت مبرد به کمپرسور جلوگیری میکند. این امر بخصوص در یخچالها و فریزرهای خانگی به دلیل مقدار کم مبرد قابل کنترل نیست و هنگامی که کمپرسور خاموش می شود مقداری مبرد به کمپرسور بازمی گردد. جمع کننده مورد نظر را نیز از بین محصولات شرکت m&m Refrigeration انتخاب میکنیم و مدل انتخاب شده عبارت است از:

VA – ۸۴- ۱۴۳

۴) مایع گیر: اگر در هنگام مکش کمپرسور مقداری مایع داخل آن شود به علت غیر قابل تراکم بودن مایع، خطرات زیادی برای کمپرسور و سیستم ایجاد خواهد شد. لذا باید از وسیله ای استفاده نمود که مانع از ورود مایع به کمپرسور گردد. این وسیله مایع گیر بوده که علاوه بر انجام عمل فوق، وظیفه نگهداری تغییرات در میزان ماده مبرد را به جهت تغییرات بار و هم چنین ارسال مایع به اواپراتور را نیز دارد. در سیستم هایی که از اینترکولر استفاده میگردد این وسیله کاربرد ندارد چرا که اینترکولر علاوه بر انجام تمام وظایف مایع گیر وظایف دیگری نیز دارد که قبلا توضیح داده شد.

۵) فیلتر: برای جلوگیری از ورود ذرات خارجی به داخل دستگاههای حساس از جمله کمپرسور از فیلتر استفاده میکنیم. این ذرات می توانند در اثر زنگ زدگی، سائیدگی سطوح داخلی، گرد و غبار و غیره ایجاد شوند. فیلترهای بخار در خط لوله مکش کمپرسور و قبل از آن قرار می گیرند. فیلترهای مایع قبل از شیر انبساط و دیگر وسایل کنترل نصب میشوند. برای تصفیه مایع و بخار آمونیاک از توری سیمی استفاده می شود. برای تمیز کردن فیلترها دریچه هایی در آن تعبیه شده اند که امکان تمیز کردن مرتب شبکه ها را میدهند.

۶) رطوبت گیر: علاوه بر ذرات خارجی ممکن است مقداری رطوبت نیز در سیستم نفوذ نماید. اگر این رطوبت به صورت قطرات آزاد آب درآید، در شیر انبساط یخ زده و کار آن را مختل می کند. علاوه بر آن وجود رطوبت به مقدار کم باعث تشکیل اسید ضعیف و یا رسوب در سیستم میشود که خود مشکلاتی در پی دارد. در بهره برداری از تاسیسات باید سعی شود که حتی المقدور از نفوذ رطوبت به سیستم جلوگیری شود و در صورت نفوذ آن را از ماده مبرد جدا نمود. در سیستم های آمونیاکی به دلیل اینکه آمونیاک با آب ترکیب شده و همدیگر را جذب می نمایند وجود رطوبت به میزان کم تغییر اساسی در کار سیستم به وجود نمی آورد. از این رو گذاشتن رطوبت گیر در سیستم های آمونیاکی چندان ضروری به نظر نمی رسد.

 

نکات ایمنی در کاربرد سیستم های آمونیاکی:

همانطوری که در قسمت “انواع مبردها” به شرح مختصری در مورد خواص آمونیاک پرداختیم مشخص گردید آمونیاک گازی سمی بوده و وجود بیش از ۵/۰ درصد آن در هوا خطرات زیادی به همراه خواهد داشت. لذا باید تدابیر لازم جهت جلوگیری از بروز خطرات احتمالی انجام گیرد. از جمله آموزش استفاده از ماسک گاز، چگونگی حمل ظروف آمونیاکی و نیز مشخص نمودن محلهای استقرار ماسکهای گاز و منابع آب نوشیدنی به افراد می باشد. برای جوشکاری داخی و خارج دستگاههایی که با آمونیاک کار میکنند به علت ایجاد مخلوط گازهای قابل انفجار باید محل به خوبی تهویه شود و یا ظروف از گازهای غیر قابل اشتعال پر شوند.

قبل از راه اندازی یا شارژ دستگاه تبرید باید از کار صحیح شیرهای اطمینان مطمئن شوید. برای گرم کردن ظروف یا مکانی که آمونیاک در آن قرار گرفته است هیچ وقت از شعله مستقیم استفاده نشود. به هنگام تعمیر سیستم اگر نیاز به تخلیه آمونیاک و جمع نمودن آن در ظروف مخصوص به خود بود باید دقت کافی به عمل آید زیرا اگر دما افزایش یابد و فضای کافی برای گاز تولید شده نباشد ظروف منفجر می شوند. سیلندرها باید همیشه برچسب نوع و مقدار و تاریخ داشته باشند و تنها ظروف مخصوص آمونیاک مورد استفاده قرار می گیرند.

ارسال نظر

1 × 4 =