کندانسور یک جزء ضروری در هر سیستم تهویه مطبوعی (HVAC) است. هدف آن جذب گاز مبرد پرفشار است که از کمپرسور ساطع می‌شود و آن را به حالت مایع تبدیل می‌کند. مبرد خنک می‌شود و سپس در دما و فشار عملاً ثابت متراکم می‌شود. در خروجی کندانسور، مبرد در حالت مایع در فشار بالا و با دمای کمی کمتر از دمای میعان قرار می‌گیرد.
کندانسورها در دو نوع هوا خنک و آب خنک وجود دارند. در کندانسورهای هوا خنک، هوا از بین لوله‌ها جریان می‌یابد و گرمای مبرد را جذب می‌کند. کندانسورهای هوا خنک رایج‌ترین نوع کندانسور هستند و در یخچال‌ها، کولرهای گازی، داکت اسپلیت و سایر سیستم‌های تبرید استفاده می‌شوند.
در کندانسورهای آب خنک، آب از طریق لوله‌ها جریان می‌یابد و گرمای مبرد را جذب می‌کند. کندانسورهای آب خنک معمولاً در سیستم‌های تبرید صنعتی استفاده می‌شوند که ظرفیت بالایی دارند. کندانسور یکی از اجزای اصلی سیستم‌های تبرید است و عملکرد صحیح آن برای کارکرد صحیح سیستم ضروری است.
پیش از این و در مقاله‌ای جداگانه در رابطه با کندانسور آب خنک صحبت نمودیم. در این مقاله تصمیم داریم به موضوع کندانسورهای هوا خنک و نحوه عملکرد آن‌ها بپردازیم. پس در ادامه با تهویه آسمان همراه باشید تا به تمامی سوالات شما در این زمینه پاسخ دهیم.
فهرست مطالب
کندانسور هوا خنک یا هوایی چیست؟
کندانسور هوا خنک (Air-cooled chiller)، نوعی مبدل حرارتی است که از هوا برای خنک کردن سیال داغ، استفاده می‌کند. این سیال داغ می‌تواند از فرآیندهای مختلف صنعتی، مانند تولید برق، تهویه مطبوع یا فرآیندهای شیمیایی، حاصل شود. در کندانسور هوا خنک، برخلاف کندانسورهای آبی که از آب برای خنک کردن سیال استفاده می‌کنند، از هوا به عنوان سیال خنک کننده استفاده می‌شود. این امر مزایای متعددی را به همراه دارد، از جمله:
- کاهش مصرف آب: کندانسورهای هوا خنک به آب خنک کننده نیاز ندارند، که این امر می‌تواند در مناطقی که آب کم است، صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف آب به همراه داشته باشد.
- کاهش هزینه‌های عملیاتی: کندانسورهای هوا خنک به طور کلی هزینه‌های عملیاتی کمتری نسبت به کندانسورهای آبی دارند، زیرا نیازی به پمپ‌های آب، برج‌های خنک کننده و سایر تجهیزات مرتبط با سیستم‌های خنک کننده آبی نیست.
- کاهش ردپای محیطی: کندانسورهای هوا خنک به طور کلی ردپای محیطی کمتری نسبت به کندانسورهای آبی دارند، زیرا از مواد شیمیایی و فرآیندهای مضر برای محیط زیست استفاده نمی‌کنند.
- سهولت نصب: کندانسورهای هوا خنک به طور کلی نصب آسان‌تری نسبت به کندانسورهای آبی دارند.
ارتباط بین کندانسورهای هوا خنک و چیلرها
کندانسور در سیستم چیلر صنعتی به عنوان یک انتقال دهنده حرارت بین فرآیند و محیط خارجی عمل می‌کند. چیلرهای هوا خنک رایج‌ترین نوع چیلرها در بازار هستند که بیشترین کاربرد و استفاده را دارند. در کندانسور این چیلرها، گاز مبرد از طریق فن و هوایی که از طریق آن دمیده می‌شود، خنک می‌شود. هنگامی که گرما دفع شد، مبرد تغییر فاز داده و به مایع تبدیل می‌شود تا دوباره در سیستم به گردش درآید.
قیمت کندانسور قطعاً بر قیمت چیلر تاثیرگذار است. ظرفیت چیلر هر چقدر که باشد، استفاده از کندانسور در آن اجباری است. تفاوتی نمی‌کند از چیلر 20 تن استفاده می‌کنید یا از چیلر 90 تن یا حتی چیلر 120 تن، در تمام آن‌ها باید از کندانسور متناسب با ظرفیت خودش بهره برد.
اجزای تشکیل دهنده چیلر هوا خنک
چیلر هوا خنک از چهار قسمت مهم تشکیل شده که عبارتند از:
- کمپرسور (Compressor): وظیفه کمپرسور این است که مبرد گازی را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به شدت افزایش دهد و از طریق لوله به سمت کندانسور ارسال کند.
- کندانسور (Condenser): وظیفه کندانسور خنک کردن مبرد و تبدیل آن از حالت گازی به مایع است.
- شیر انبساط (Expansion Valve): شیر انبساط میزان ورود مبرد به اواپراتور و میزان سوپرهیت شدن گاز خروجی از اواپراتور را کنترل می‌کند.
- اواپراتور (Evaporator): یک مبدل حرارتی است که در آن مبرد وارد کویل شده و چون فشار پایینی دارد، با جذب حرارت اطراف، به نقطه جوش خود رسیده و تبخیر می‌گردد و بدین ترتیب از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز می‌دهد.
به غیر از این چهار جزء اصلی، چیلر به قطعات دیگری نیز نیاز دارد که بدون آن‌ها قادر به فعالیت نیست. تصویر زیر نمایانگر تعدادی از این قطعات است که هر کدام در مقالاتی دیگر به تفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
ارتباط بین کندانسورهای هوا خنک و داکت اسپلیت
داکت اسپلیت یک سیستم تهویه مطبوع است که هم برای گرم‌کردن محیط منزل و محل کار و هم برای خنک‌کردن محیط می‌توان از آن استفاده کرد. بدین‌ترتیب برای گرمایش و سرمایش می توان از داکت اسپلیت‌ها برای فصول سرد و گرم سال استفاده نمود. به داکت اسپلیت‌ها، اسپلیت‌های کانالی نیز گفته می‌شود زیرا به کارگیری کانال برای هدایت هوا در این سیستم تهویه، موجب افزایش کارایی و استفاده‌ی آن برای چند اتاق به‌طور همزمان می‌شود. این خصوصیت یکی از مواردی است که آن را با اسپیلت‌های دیواری متمایز کرده به‌ویژه اینکه وجود کانال‌های تهویه باعث می‌شود که هوای خنک (یا هوای گرم) به‌طور یکنواخت در تمام اتاق‌ها توزیع گردد.
برای نصب و نگهداری داکت اسپلیت مناسب فضای دلخواه شما، نصب اصولی این دستگاه‌ها را مطابق با ظرفیت سرمایش و گرمایش انجام داده و برای نگهداری آن نیز مواردی مانند تمیزکردن دستگاه و لوازم آن، سرویس‌های دوره‌ای و تعویض فیلترها و … را بهتر است با مشورت سرویس‌کاران مجاز انجام دهید. برای مساحت‌های مختلف، دستگاهی با ظرفیت مناسب به‌کار ببرید تا قادر به تامین بار (ظرفیت) حرارتی فضای موردنظر باشد. ظرفیت حرارتی که همان ظرفیت سرمایش و گرمایش است از مهم‌ترین فاکتورهایی است که باید در هنگام خرید در نظر گرفت. ظرفیت برودتی دستگاه بر اساس Btu/hr بیان می‌شود و گاهی اوقات نیز از واحد تن تبرید برای بیان ظرفیت سرمایش استفاده می‌کنند. انواع مختلف ظرفیت‌های داکت اسپلیت عبارتند از:
- داکت اسپلیت 12000
- داکت اسپلیت 18000
- داکت اسپلیت 24000
- داکت اسپلیت 30000
- داکت اسپلیت 36000
- داکت اسپلیت 48000
- داکت اسپلیت 60000
در سیستم‌های تهویه مطبوع داکت اسپلیت، کندانسور هوا خنک نقشی اساسی در خنک کردن سیال مبرد و تکمیل فرآیند خنک سازی ایفا می‌کند. این نوع کندانسور از هوا برای دفع گرمای سیال مبرد داغ و گازی که از کمپرسور خارج می‌شود، استفاده می‌کند. دستگاه داکت اسپلیت از دو بخش هواساز و کندانسور تشکیل شده است که بخش هواساز، درون ساختمان محل سکونت یا کار نصب شده و با بخش کندانسور، توسط تعدادی از لوله‌های مسی به هم متصل شده‌اند. کندانسور نیز در یونیت خارجی دستگاه نصب می‌شود.
انواع کندانسور هوا خنک (هوایی)
کندانسورهای هوایی یا هوا خنک، سربازان خط مقدم در نبرد با گرما، در انواع مختلفی برای پاسخگویی به نیازهای متنوع خنک‌سازی ارائه می‌شوند. انتخاب نوع مناسب، به عوامل متعددی از جمله حجم بخار عبوری، میزان دفع حرارت مورد نیاز، فضای موجود، نوع کاربرد و پارامترهای دیگر بستگی دارد. در این میان، می‌توان کندانسورهای هوایی را بر اساس شکل چیدمان کویل‌ها به سه دسته اصلی تقسیم کرد:
- کندانسور هوایی با کویل V شکل: این نوع کندانسور، با چیدمان V شکل کویل‌ها، فضایی فشرده را اشغال می‌کند و برای مکان‌هایی با محدودیت فضا ایده‌آل است.
- کندانسور هوایی با کویل افقی: چیدمان افقی کویل‌ها در این نوع کندانسور، ظرفیت خنک‌سازی بالا را به ارمغان می‌آورد و برای کاربردهای صنعتی مناسب است.
- کندانسور هوایی با کویل عمودی: کندانسورهای عمودی، با جهت‌گیری عمودی کویل‌ها، راندمان خنک‌سازی را بهینه می‌کنند و برای مناطق با فضای باز محدود کاربرد دارند.
علاوه بر این، نوع کویل نیز دسته‌بندی دیگری برای کندانسورهای هوا خنک ارائه می‌دهد:
1. کویل فین و تیوب (Fin & Tube Coil):
این نوع کویل از لوله‌های مسی با هدایت حرارتی بالا و فین‌های آلومینیومی برای افزایش سطح تبادل حرارت تشکیل شده است.
مزایا:
- انتقال حرارت کارآمد به دلیل سطح تماس زیاد بین لوله‌ها و هوا
- قیمت مناسب
معایب:
- حجم نسبتاً بزرگ
- حساسیت به گرد و غبار و آلودگی
2. کویل میکرو کانال (Micro Channel Coil):
این نوع کویل از کانال‌های بسیار کوچک آلومینیومی و فین‌های فشرده برای انتقال حرارت بهینه استفاده می‌کند.
مزایا:
- ابعاد کوچکتر در مقایسه با کویل‌های Fin & Tube با ظرفیت مشابه
- انتقال حرارت سریع‌تر به دلیل فاصله کم بین جریان بخار و جداره کانال
معایب:
- قیمت بالاتر
- حساسیت بیشتر به گرفتگی در محیط‌های آلوده
انتخاب نوع مناسب کندانسور هوا خنک، به مثابه انتخاب ابزار مناسب برای هر کار است. با در نظر گرفتن نیازهای خنک‌سازی، فضای موجود و شرایط محیطی، می‌توان بهترین سرباز را برای خنک‌سازی مطلوب و بهینه محیط خود انتخاب کرد.
جمع‌بندی
در دنیای امروز، چیلرهای تراکمی به عنوان یکی از کارآمدترین و محبوب‌ترین سیستم‌های تهویه مطبوع، جایگاه ویژه‌ای یافته‌اند. این محبوبیت به دلیل مزایای متعددی از جمله سهولت در استفاده، هزینه‌های پایین نگهداری، کارایی در هر شرایط آب و هوایی و … است. در میان انواع چیلرهای تراکمی، چیلرهای هوا خنک به دلیل مزایای خاص خود، به طور گسترده مورد استقبال قرار می‌گیرند.
چیلرهای هوایی برخلاف چیلرهای آبی، نیازی به آب برای خنک کردن مبرد ندارند. این امر در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود. چیلرهای هوایی به طور کلی قابل اعتماد و بادوام هستند.
چیلرهای هوایی در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله ساختمان‌های مسکونی و تجاری، مراکز داده، بیمارستان‌ها، کارخانجات صنعتی و نیروگاه‌ها استفاده می‌شوند. در قلب هر چیلر هوا خنک، کندانسور هوایی قرار دارد. این بخش وظیفه خنک کردن مبرد داغ و گازی که از کمپرسور خارج می‌شود را بر عهده دارد. در کندانسور هوایی، از هوای محیط برای خنک کردن مبرد استفاده می‌شود. چیلرهای هوا خنک و کندانسورهای هوایی، به عنوان ارکان اصلی تهویه مطبوع مدرن، آسایش و خنکی را در گرم‌ترین روزهای سال به ارمغان می‌آورند.
علاوه بر موارد ذکر شده، در بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع دیگر مانند کولر گازی، داکت اسپلیت و VRF نیز از کندانسور هوایی جهت دفع حرارت سیال مبرد و چگالش آن استفاده می‌شود.
