أنواع ومبدأ عمل المكثف

المكثف هو أحد معدات التبادل الحراري الرئيسية في وحدة التبريد.وتتمثل مهمتها في تفريغ بخار المبرد عالي الضغط من الضاغط ، والذي يتم من خلاله إطلاق الحرارة إلى الوسط البيئي وتبريدها ، وتكثيفها في سائل مشبع ، أو حتى سائل شديد البرودة.

وفقًا لوسيلة التبريد المختلفة وطريقة التبريد المستخدمة بواسطة المكثف ، هناك ثلاثة أنواع من المياه المبردة ، والمبردة بالهواء ، والمبردة بالهواء المائي.

وضع تبريد المكثف:

مبرد بالهواء ، مبرد بالماء ، مبرد بالتبخير (مبرد بالماء والهواء)

وفقًا لوضع تدفق الهواء خارج الأنبوب في المكثف المبرد بالهواء:

مكثف تبريد الهواء بالحمل الطبيعي ، مكثف تبريد بالهواء الحراري القسري

أولاً ، مكثف مبرد بالماء

يستخدم هذا النوع من المكثفات الماء كوسيط تبريد لسحب الحرارة المنبعثة عندما يتكثف المبرد.يمكن استخدام مياه التبريد مرة واحدة أو إعادة تدويرها.

عند استخدام المياه المتداولة ، يجب تجهيز أبراج التبريد أو المسابح الباردة لضمان تبريد الماء باستمرار.وفقًا لهيكلها المختلف ، يوجد بشكل أساسي نوع الأنبوب والأنبوب ونوع الأنبوب والمبادل الحراري للوحة المستخدمة الآن.

غلاف أفقي وأنبوب مكثف

1. مكثف شل وأنبوب:

تستخدم المبردات المختلفة في معدات التبريد ، كما تختلف خصائصها الهيكلية أيضًا.بشكل عام ، تكون المكثفات ذات الغلاف الرأسي والأنبوب مناسبة لوحدات تبريد الأمونيا الكبيرة ، بينما تستخدم المكثفات ذات الغلاف الأفقي والأنبوب عمومًا في وحدات التبريد الكبيرة والمتوسطة أو الفريون.يتم تثبيت لوحة الأنبوب وأنبوب نقل الحرارة بشكل عام عن طريق طريقة التمدد ، وذلك لتسهيل إصلاح واستبدال أنبوب نقل الحرارة.

2. خصائص الغلاف الأفقي ومكثف الأنبوب:

معامل نقل الحرارة العالي ، استهلاك أقل لمياه التبريد ، سهولة التشغيل والإدارة ؛لكن متطلبات مياه التبريد عالية الجودة.يستخدم هذا النوع من الأجهزة على نطاق واسع في وحدات التبريد الكبيرة والمتوسطة في الوقت الحاضر.

غلاف عمودي وأنبوب مكثف

1 - أنبوب مخرج السائل ؛2 - موصل قياس الضغط ؛3 - أنبوب السحب ؛4 - خزان توزيع المياه.5 - وصلة صمام الأمان ؛6 - أنبوب موازنة الضغط ؛7 - أنبوب فارغ8 - الأنابيب

3. غلاف المكثف:

إنه مكثف مبرد بالماء مصنوع من أنابيب بأقطار مختلفة يتم قصها معًا وثنيها في شكل حلزوني أو شكل ثعبان.كما هو مبين في الشكل ، يتكثف بخار مادة التبريد بين الجلب ، ويتم سحب المكثف من الأسفل.يتدفق ماء التبريد من الأسفل إلى الأعلى في الأنبوب ذي القطر الصغير ، مكونًا نوع تيار معاكس مع المبرد ، وبالتالي يكون تأثير نقل الحرارة أفضل.

مكثف أنبوب

4. مكثف لوحة:

مكثف اللوح مصنوع من سلسلة من الصفائح المموجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، والتي تشكل قناة سائل بارد وساخن على جانبي لوحة نقل الحرارة ، وتقوم بنقل الحرارة عبر جدار اللوحة في عملية التدفق.

يبلغ سمك لوحة نقل الحرارة حوالي 0.5 مم ، ويكون تباعد الألواح عمومًا 2-5 مم.

مبادل حراري للوحة صغير الحجم وخفيف الوزن وعالي في كفاءة نقل الحرارة وأقل حاجة إلى المبرد وموثوقية عالية وقد استخدم على نطاق واسع في السنوات الأخيرة.لكن حجمه الداخلي صغير ، يجب التخلص من سائل التبريد المكثف في الوقت المناسب ، ومتطلبات جودة مياه التبريد عالية ، ويصعب تنظيفها ، والتسرب الداخلي ليس من السهل إصلاحه.

يرتفع ماء التبريد لأعلى ولأسفل ، ويدخل بخار المبرد من الأعلى ، ويتدفق المبرد السائل من الأسفل.

الثاني ، مكثف تبريد الهواء

يستخدم المكثف الهواء كوسيط تبريد.يتكثف المبرد في الأنبوب ، ويتدفق الهواء خارج الأنبوب لامتصاص الحرارة المنبعثة من بخار مادة التبريد في الأنبوب.نظرًا لانخفاض معامل انتقال الحرارة للهواء ، غالبًا ما يتم وضع الزعانف خارج الأنبوب (جانب الهواء) لتعزيز نقل الحرارة خارج الأنبوب.هناك نوعان من التدفق الحر للهواء والتدفق القسري للهواء.

1. مكثف تبريد الهواء مع التدفق الحر للهواء:

يستخدم المكثف الهواء المتدفق خارج الأنبوب لامتصاص الحرارة المنبعثة من المبرد.يؤدي التغيير في الكثافة إلى التدفق الحر للهواء ويزيل باستمرار حرارة تكثيف بخار مادة التبريد.لا يحتاج إلى مروحة ، ولا ضوضاء ، ويستخدم أكثر في وحدات التبريد الصغيرة.كما هو موضح في الصورة أدناه:

مكثف مبرد بالهواء مع تدفق هواء قسري: كما هو موضح في الشكل أدناه ، يتكون من مجموعة واحدة أو أكثر من الأنابيب المجعدة ذات الزعانف.يدخل بخار المبرد أنبوب الثعبان من المجمع العلوي ، ويتم استخدام الزعنفة الخارجية للأنبوب لتقوية نقل الحرارة من جانب الهواء والتعويض عن معامل نقل الحرارة المنخفض لسطح الهواء.

من حيث الهيكل ، كلما زاد عدد صفوف الأنبوب على طول اتجاه تدفق الهواء ، كلما قل انتقال الحرارة للصف الخلفي ، بحيث لا يمكن الاستفادة الكاملة من قدرة نقل الحرارة.من أجل تحسين معدل استخدام منطقة التبادل الحراري ، من الأفضل اختيار 4-6 صفوف من الأنابيب.

2. مقارنة بين المكثف المبرد بالهواء والمكثف المبرد بالماء:

(1) في الأماكن التي تكون فيها مياه التبريد كافية ، يكون الاستثمار الأولي وتكلفة التشغيل لمعدات التبريد بالماء أقل من تلك الخاصة بالمعدات المبردة بالهواء ؛

(2) نظرًا لارتفاع درجة حرارة الهواء الخارجي في الصيف ، يمكن أن تصل درجة حرارة التكثيف عمومًا إلى 50℃.من أجل الحصول على نفس سعة التبريد ، يجب زيادة سعة ضاغط التبريد لمعدات التبريد بالهواء بنحو 15٪ ؛

(3) نظام معدات التبريد الذي يستخدم المكثف المبرد بالهواء بسيط ، والذي يمكن أن يخفف من نقص المياه ؛

ثلاثة ، مكثف تبخيري

1. المكثف التبخيري:

بالماء والهواء كوسيط تبريد.إنها تستخدم تبخر الماء لامتصاص الحرارة لتكثيف بخار المبرد في الأنبوب.يتم رفع الماء بواسطة المضخة ثم رشه على السطح الخارجي لأنبوب نقل الحرارة بواسطة الفوهة لتشكيل فيلم مائي.يتبخر جزء من الماء الذي يمتص الحرارة إلى بخار ماء ، ثم يتم إزالته بواسطة الهواء الداخل إلى المكثف.

قطرات الماء التي لا تتبخر تسقط في بركة تحتها.يتم ترتيب حاجز مائي فوق جسم الصندوق.تستخدم لمنع قطرات الماء من التسرب في الهواء.يظهر مبدأ هيكل المكثف التبخيري في الشكل.

2. خصائص المكثف التبخيري:

(1) باستخدام تبخير الماء للتخلص من حرارة التكثيف ، فإن مياه التبريد المستهلكة هي فقط إعادة شحن المياه المفقودة ، واستهلاك مياه التبريد صغير ؛

(2) درجة حرارة المصباح الرطب للهواء الداخل للمكثف التبخيري لها تأثير كبير على التبادل الحراري.لنفس درجة حرارة التكثيف وحجم الهواء ، كلما كانت درجة حرارة المصباح المبلل أصغر ، كلما زاد تبخر مياه التبريد ، وكان تأثير التكثيف أفضل.

(3) المكثف التبخيري له استهلاك قليل للمياه ، والهواء المطلوب أقل من 1/2 من النوع المبرد بالهواء ، لذلك فهو مناسب بشكل خاص للمناطق الجافة التي تعاني من نقص المياه.