نوع المكثف وخصائصه
يمكن تقسيم المكثفات إلى أربع فئات: مكثفات مبردة بالماء، ومكثفات مبخرة، ومكثفات مبردة بالهواء، ومكثفات مملوءة بالماء وفقًا لوسائل التبريد المختلفة الخاصة بها.
(1) مكثف مبرد بالماء
يستخدم المكثف المبرد بالماء الماء كوسيط تبريد، وارتفاع درجة حرارة الماء يزيل حرارة التكثيف. يتم إعادة تدوير مياه التبريد بشكل عام، لكن النظام يحتاج إلى أن يكون مجهزًا ببرج تبريد أو حوض تبريد. يمكن تقسيم مكثف تبريد الماء إلى نوع غلاف وأنبوب رأسي، ونوع غلاف وأنبوب أفقي يمكن تقسيم مكثف تبريد الماء إلى نوع غلاف وأنبوب رأسي، ونوع غلاف وأنبوب أفقي ونوع غلاف وفقًا لنوع الهيكل المختلف، والقشرة المشتركة و مكثف الأنبوب.
1. قذيفة عمودية وأنبوب مكثف
المكثف العمودي والأنبوبي، المعروف أيضًا باسم المكثف العمودي، هو مكثف مبرد بالماء يستخدم على نطاق واسع في نظام تبريد الأمونيا في الوقت الحاضر. يتكون المكثف العمودي بشكل أساسي من الغلاف (الأسطوانة) ولوحة الأنبوب وحزمة الأنبوب.
يدخل بخار مادة التبريد إلى الفجوة بين عوارض الأنابيب من مدخل البخار عند ثلثي ارتفاع الأسطوانة. يقوم ماء التبريد الموجود في الأنبوب وبخار مادة التبريد ذات درجة الحرارة المرتفعة خارج الأنبوب بتبادل الحرارة من خلال جدار الأنبوب، بحيث يتم تكثيف بخار مادة التبريد إلى سائل ويتدفق تدريجيًا إلى أسفل المكثف، ويتدفق إلى جهاز تخزين السائل من خلال أنبوب مخرج السائل. بعد امتصاص الحرارة، يتم تفريغ الماء إلى حوض الخرسانة السفلي، ثم يتم إرساله إلى برج مياه التبريد بواسطة مضخة المياه بعد التبريد وإعادة التدوير.
من أجل توزيع مياه التبريد بالتساوي على كل فتحة أنبوب، يتم تزويد خزان توزيع المياه الموجود أعلى المكثف بلوحة تسوية ويتم توفير تحويل مع أخدود متسلسلة عند كل فتحة أنبوب في الجزء العلوي من الأنبوب ، بحيث يتدفق ماء التبريد إلى أسفل الجدار الداخلي للأنبوب بطبقة ماء غشائية، والتي لا يمكنها فقط تحسين تأثير نقل الحرارة ولكن أيضًا توفير المياه. بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير غلاف المكثف العمودي أيضًا مع وصلات الأنابيب مثل أنبوب معادلة الضغط، مقياس الضغط، صمام الأمان وأنبوب تفريغ الهواء، وذلك للاتصال مع خطوط الأنابيب والمعدات المقابلة.
الخصائص الرئيسية للمكثف العمودي هي:
1. بسبب معدل تدفق التبريد الكبير ومعدل التدفق العالي، فإن معامل نقل الحرارة مرتفع.
2. يشغل التثبيت العمودي مساحة صغيرة ويمكن تركيبه في الهواء الطلق.
3. يتدفق ماء التبريد مباشرة ومعدل التدفق كبير، وبالتالي فإن جودة المياه ليست عالية، ويمكن استخدام مصدر المياه العام كمياه تبريد.
4. من السهل إزالة المقياس الموجود في الأنبوب، وليس من الضروري إيقاف نظام التبريد.
5. ومع ذلك، نظرًا لأن ارتفاع درجة حرارة مياه التبريد في المكثف العمودي يكون بشكل عام 2 ~ 4 درجة مئوية فقط، ويكون متوسط فرق درجة الحرارة اللوغاريتمي بشكل عام حوالي 5 ~ 6 درجة مئوية، فإن استهلاك المياه كبير. ونظرًا لأن المعدات موضوعة في الهواء، فمن السهل أن يتآكل الأنبوب، ومن السهل العثور على التسرب.
2. مكثف الغلاف والأنبوب الأفقي
المكثف الأفقي والمكثف الرأسي لهما هيكل قذيفة مماثل، ولكن هناك العديد من الاختلافات بشكل عام، والفرق الرئيسي يكمن في الموضع الأفقي للقذيفة وتدفق المياه متعدد القنوات. يتم إغلاق صفائح الأنبوب الموجودة على طرفي المكثف الأفقي بغطاء نهائي، ويتم صب الغطاء النهائي بفاصل مياه مصمم ومنسق، والذي يقسم حزمة الأنابيب بأكملها إلى عدة مجموعات أنابيب. بهذه الطريقة، يدخل ماء التبريد من الجزء السفلي من الغطاء النهائي، ويتدفق عبر كل مجموعة أنابيب بالتسلسل، ويتدفق أخيرًا من الجزء العلوي من نفس الغطاء النهائي، ويستغرق 4 ~ 10 رحلات عودة. بهذه الطريقة، يمكن زيادة معدل تدفق مياه التبريد في الأنبوب، وذلك لتحسين معامل نقل الحرارة، وبخار التبريد ذو درجة الحرارة العالية من الجزء العلوي من الغلاف إلى حزمة الأنابيب ومياه التبريد في أنبوب للتبادل الحراري الكافي.
يتدفق السائل المكثف إلى أسطوانة التخزين من أنبوب المخرج السفلي. على الطرف الآخر من الغطاء الطرفي للمكثف يوجد أيضًا صمام عادم دائم ومحبس ماء. يوجد صمام العادم في الجزء العلوي ويفتح عند تشغيل المكثف لتصريف الهواء في أنبوب التبريد وجعل مياه التبريد تتدفق بسلاسة. تذكر عدم الخلط بينه وبين صمام العادم لتجنب وقوع الحوادث. قم بتصريف كافة المياه المخزنة في ماسورة مياه التبريد عند توقف المكثف، وذلك لتجنب تجمد وتشقق المكثف بسبب تجمد الماء في الشتاء. يحتوي غلاف المكثف الأفقي أيضًا على عدد من وصلات الأنابيب المتصلة بمعدات أخرى في النظام، مثل مدخل الهواء، مخرج السائل، أنبوب الضغط، أنبوب تفريغ الهواء، صمام الأمان، وصلة قياس الضغط وأنبوب تفريغ الزيت.
لا تستخدم المكثفات الأفقية على نطاق واسع في أنظمة تبريد الأمونيا فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا في أنظمة تبريد الفريون، لكن هيكلها مختلف قليلاً. أنبوب التبريد لمكثف الأمونيا الأفقي يستخدم أنبوب فولاذي سلس سلس، في حين أن أنبوب التبريد لمكثف الفريون الأفقي يستخدم عمومًا أنبوب نحاسي منخفض الضلع. ويرجع ذلك إلى انخفاض معامل إطلاق الحرارة للفريون. ومن الجدير بالذكر أن بعض وحدات التبريد الفريون بشكل عام غير مجهزة بأسطوانة تخزين السوائل، ولكنها تستخدم فقط بضعة صفوف من الأنابيب الموجودة في الجزء السفلي من المكثف، والتي تستخدم أيضًا كأسطوانة تخزين السوائل.
تختلف المكثفات الأفقية والرأسية، بالإضافة إلى الموقع وتوزيع المياه، كما يختلف ارتفاع درجة حرارة الماء واستهلاك المياه. مياه التبريد للمكثف العمودي هي * الجاذبية التي تتدفق أسفل الجدار الداخلي للأنبوب، والتي يمكن أن تكون ضربة واحدة فقط، لذا للحصول على معامل نقل حراري كبير بدرجة كافية K، من الضروري استخدام كمية كبيرة من الماء. يستخدم المكثف الأفقي مضخة لضغط مياه التبريد داخل أنبوب التبريد، بحيث يمكن تحويلها إلى مكثف متعدد الأشواط، ويمكن أن يحصل ماء التبريد على معدل تدفق كبير بما يكفي وارتفاع في درجة الحرارة (Δt=4 ~ 6°C) . لذلك يمكن للمكثف الأفقي الحصول على قيمة K كبيرة بما فيه الكفاية مع كمية صغيرة من ماء التبريد.
