ایرنابازار- از موضوعات مهم درباره تهویه مطبوع، تفاوت اواپراتور و کندانسور است؛ زیرا هر دو سیستم، از انواع مبدل حرارتی هستند و وظیفه انتقال حرارت را بر عهده دارند. علت استفاده از کلمه مبدل حرارتی برای این تجهیزات این است که این دستگاه ها مبادله کننده حرارتی بین دو سیال هستند و افزایش یا کاهش دمای سیال مورد نظر و همچنین تغییر فاز آنها را باعث می شوند. به همین دلیل در این مقاله قصد داریم تا تفاوت های بین اواپراتور و کندانسور را مورد بررسی قرار دهیم.
اواپراتور (Evaporator)
یکی از اجزای سیکل تبرید، اواپراتور است که در این قطعه مایع مبرد وارد شده و گرمای سیال را جذب کرده و در انتها برای ایجاد سرمایش و برودت استفاده می شود. در واقع باید گفت که اواپراتور برای خنک کردن سیال یا هوای مورد استفاده در فرآیند تولید برودت کاربرد دارد.
اواپراتور، نوعی تبخیرکننده و مبدل حرارتی است که سیال را از فاز مایع به فاز گازی (بخار اشباع) تبدیل می کند. بعنوان مثال مایع مبرد وارد یکسری لوله (کویل) شده که بعلت دارا بودن فشار کم، با جذب کمترین حرارت از سیال درون پوسته، به نقطه جوش رسیده و تبخیر می شود. به این ترتیب مبرد با جذب گرمای محیط از حالت مایع به گاز تغییر فاز می دهد. اواپراتورها در انواع پوسته و لوله (Shell and Tube)، صفحه ای، هوا خنک و غرقابی ( flooded) در بازار وجود دارند، اگرچه در سیستم های تهویه مطبوع، نوع پوسته و لوله بیشترین کاربرد را دارد.
در کولرگازی و اسپلیت، کویل اواپراتور را در پنل داخلی نصب می کنند تا سیال مبرد با جذب هوای گرم محیط، آن را خنک کند. در دستگاه چیلر نیز اواپراتور که در واقع همان مبدل حرارتی پوسته و لوله است، با جذب گرمای آب آن را خنک می کند.
اواپراتورها انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
اواپراتور آبی (مرطوب)
اواپراتور صفحه‌ای (پلیتی)
اواپراتور هوایی (خشک)
کندانسور (Condenser)
نقش کندانسور در خنک کردن سیال در سیکل تبرید است. در کندانسور، بخار مبرد (گاز فریون) با درجه حرارت و فشار زیاد وارد لوله های آن شده و بخار داغ خنک شده و کندانس می شود. فرآیند خنک سازی مبرد از طریق هوا و بوسیله فن انجام می گیرد که در این صورت به آن کندانسور هوایی یا هواخنک گفته می شود (مانند اسپلیت ها یا چیلرهای هواخنک). اما اگر فرآیند خنک سازی بخار از طریق آب انجام شود، به آن کندانسور آبی یا آب خنک می گویند (مانند برج خنک کننده در چیلرهای آبی).
البته تمام فرآیند چگالش بر عهده کندانسور نیست، بلکه کمپرسور نقش مهمی را به عنوان متراکم کننده مولکول های گاز برعهده دارند. بخار مبرد قبل از ورود به کندانسور باید به اندازه کافی با فشار کمپرسور متراکم و گرم شده باشد تا امکان انتقال گرما به سیال خنک کننده (آب یا هوا) میسر شود. به همین جهت کندانسور و کمپرسور به همراه هم واحد چگالشی نام دارند و در واحدهای دو تکه (اسپلیت ها) نیز این دو بخش در کنار یکدیگر قرار دارند.
کندانسورها بر اساس نحوه خنک کردن ماده مبرد به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
کندانسور هوایی یا هواخنک
کندانسور آبی یا آب خنک
کندانسور هوایی یا هوا خنک
کندانسورهای هوایی در 2 ظرفیت کوچک و بزرگ در مناطق آب و هوای خشک و کم آب مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل دیگر استفاده از کندانسور هوایی، عدم امکان استفاده از کندانسور آبی در مناطق مرطوب است. بنابراین بدون در نظر گرفتن مقدار ظرفیت واحد خنک کننده، از کندانسور هوایی باید استفاده کرد.
ظرفیت کندانسور هوایی در واقع تابعی از سطح کندانسور و مقدار هوادهی فن یا فن ها است. به این صورت که هرچه سطح بیشتر باشد، تبادل گرمایی بیشتری نیز خواهیم داشت. به همین دلیل واحدهای خنک کننده ای که ظرفیت بیش تری دارند، بطور معمول به کندانسورهای بزرگ با فن های بیشتر نیاز دارند که این موضوع باعث می شود که چندین کندانسور را به صورت متصل شده با هم استفاده کنند.
مزایای کندانسور هوایی
بی نیاز به مصرف آب
عدم وجود مشکل یخ زدگی، رسوب و خوردگی
بی نیاز به پمپ و شبکه لوله کشی
تمیزی و آسایش بیشتر
هزینه های سرویس و نگهداری کمتر
کندانسور آبی یا آب خنک
کندانسوری که مبرد داغ را با استفاده از آب، خنک کرده و آن را از حالت گازی به حالت مایع تبدیل نماید، کندانسور آبی گویند. معمولاً از کندانسورهای آبی در ظرفیت های بالاتر استفاده می شود.
کندانسورهای آبی در سه نوع اصلی زیر هستند:
پوسته لوله
دو لوله ای
صفحه ای
کندانسورهای آب خنک غالباً به صورت مبدل های پوسته لوله یا شل اند تیوب (Shell and Tube) هستند. به این صورت که آب خنک از داخل دسته لوله ها (تیوب ها) و مبرد داغ از فضای پوسته عبور می کند. آب داخل لوله حرارت بخار داخل پوسته را جذب و دمای آن را کاهش داده و بخار تقطیر می شود؛ البته ممکن است بر عکس این حالت هم رخ دهد. در ادامه، مایع تقطیر شده در بخش پایین پوسته انباشته شده و از همان قسمت نیز تخلیه می شود. آب گرم شده از طریق پمپ سیرکولاتور وارد برج خنک کن شده و بعد از کاهش دما، دوباره وارد کندانسور آبی می شود.
نوع دیگری از کندانسورهای آبی که مورد استفاده کمتر و ساختار ساده ای هم دارد، کندانسور دو لوله ای است. این کندانسور از دو لوله هم مرکز تشکیل شده که مبرد داغ در لوله مرکزی و آب در لوله خارجی در جریان هستند.
در صورتی که آب خنک کننده به حد کافی تمیز نباشد و یا دارای خاصیت خورندگی باشد، باید فیلتر شود. البته باید با افزودن مواد شیمیایی به آن، خاصیت خورندگی آن را کاهش داد.
مزایای کندانسور آبی
راندمان بالاتر
مصرف برق پایین تر
عدم نیاز به استفاده از فضای باز و هوای آزاد جهت نصب آن
ابعاد کوچکتر
قیمت کمتر
تفاوت کندانسور و اواپراتور
تفاوت اواپراتور و کندانسور را می توان از جنبه های مختلف بررسی کرد. همانطور که گفته شد اواپراتور و کندانسور از تجهیزات مهم در سیستم های برودتی هستند که از لحاظ ساختاری شبیه به هم هستند.
در پاسخ به سوال تفاوت اواپراتور و کندانسور باید گفت که این دو سیستم، مکانیسم‌های کاری متفاوتی دارند. اواپراتور و کندانسور هر دو نوعی مبدل حرارتی می‌باشند، ولی با این تفاوت که جهت انتقال حرارت در آنها برعکس هم است. این تفاوت به این معنی است که در کندانسور فرآیند انتقال حرارت به صورت گرماگیر بوده و مبرد گازی به حالت مایع در می آید و سپس مایع به سمت اواپراتور منتقل می شود. ولی در اواپراتور فرآیند به صورت گرماده بوده و مبرد مایع با جذب حرارت تبخیر شده و به شکل گاز در می آید. در ادامه، این گاز دوباره جهت سرمایش به سمت کندانسور هدایت شده و این چرخه به همین صورت ادامه خواهد داشت.
سخن پایانی
در این مقاله در خصوص اواپراتور و کندانسور، و تفاوت بین آنها مطالبی ارائه شد که امیدواریم که با خواندن این مطالب درک بهتری از تفاوت‌های بین این دو بخش اساسی از سیستم‌های برودتی بدست آورده باشید. این 2 سیستم در طرح‌های گوناگونی طراحی و ساخته شده‌اند که کاربردهای گسترده ای در صنعت دارند. بنابراین پیش از انتخاب هر کدام باید از تفاوت‌های این دو نسبت به هم اطلاع پیدا کرده و آنها را با هم مقایسه کنید تا با ساختار و طرز کار هر یک از آنها بطور کامل آشنا شوید.