رادیاتور کولر (کندانسور) خودرو

در سیستم هایی که شامل پدیده انتقال حرارت هستند، کندانسور (رادیاتور کولر) دستگاه یا واحدی است که در آن برای کندانس کردن (مایع کردن) یک ماده گازی شکل به حالت مایع از طریق خنک  شدن اقدام می شود. در چنین فرایندی، گرمای نهان از ماده آزاد شده و به محیط اطراف منتقل می شود. از کندانسورها در بسیاری از سیستم های صنعتی به منظور رهاسازی موثر حرارت استفاده می شوند. کندانسورها را می توان مطابق با طراحی های متنوعی ساخت و در ابعاد متعددی از مدل های کوچک (در ابعاد یک دست) تا مدل های بسیار بزرگ (در واحدهای صنعتی بزرگ و فرایندهای نیروگاهی) پیدا نمود. برای مثال یک یخچال از کندانسور برای خلاص شدن از گرمای جذب شده در داخل واحد به هوای بیرون از یخچال استفاده می-کند.

بیشتر بخوانید: رادیاتور آب خودرو

از کندانسورها در سیستم های تهویه مطبوع، فرایندهای صنعتی شیمیایی نظیر تقطیر، نیروگاه های بخار و دیگر سیستم های مبدل حرارتی استفاده می شود. استفاده از آب خنک کن یا هوای اطراف به عنوان خنک کننده شیوه ای مرسوم در بسیاری از کندانسورها می باشد.

تاریخچه کندانسورها

اولین کندانسور آزمایشگاهی، Gegenstromkuhler (کندانسور خلاف جریان)، در سال 1771 توسط شیمیدان سوئیسی-آلمانی کریستین وایگل (Ch. Weigel) اختراع شد. در اواسط قرن 19ام، شیمیدان آلمانی یوستوس لایبیش (J. Leibig) مدل های طراحی شده توسط وایگل و گوتلینگ (Gottling) را بهبود داده و کندانسور لابیش را معرفی نمود.

بیشتر بخوانید: رادیاتور بخاری (اواپراتور) خودرو

اصول عملکردی کندانسورها

یک کندانسور به منظور انتقال حرارت از یک سیال کاری (برای مثال آب در یک نیروگاه بخار) به یک سیال ثانویه یا هوای اطراف طراحی می شود. کندانسور به واسطه انتقال حرارت موثر رخ داده حین تغییر فاز که در این مورد کندانس بخار به مایع می باشد، کار می کند. بخار معمولأ در دماهای بالاتر از سیال ثانویه به کندانسور وارد می شود. با خنک شدن، بخار به دمای اشباع رسیده و مایع می شود و حین این فرایند مقادیر بزرگی گرمای نهان آزاد می کند. حین این فرایند در کندانسور، مقدار بخار کاهش یافته و میزان مایع افزایش پیدا می کند؛ در خروجی کندانسور، فقط مایع باقی مانده است. بعضی از طراحی ها شامل طول اضافه به منظور فوق سرد نمودن این مایع کندانس به دماهای پایین تر از اشباع هستند.

تعداد نامتناهی طراحی مختلف برای کندانسورها وجود دارد و در آن ها سیال کاری، سیال ثانویه، هندسه و مواد با یکدیگر فرق می کند. سیال های ثانویه مرسوم شامل آب، هوا، مبردها یا مواد تغییر فاز می باشند.

کندانسورها دو مزیت بزرگ نسبت به دیگر فن آوری های خنک کننده دارند:

• انتقال حرارت توسط گرمای نهان بسیار موثرتر از انتقال حرارت فقط توسط گرمای محسوس می باشد.
• دمای سیال کاری تقریبأ حین کندانس ثابت می ماند که این امر منجر به بیشینه شدن اختلاف دما بین سیال کاری و ثانویه می شود.

مثال هایی از کندانسورها

• یک کندانسور سطحی گونه ای است که در آن سیال کندانس شونده و بخارات به صورت فیزیکی از یکدیگر جدا هستند و هنگامی استفاده می شود که تماس مستقیم دلخواه نباشد. یک مبدل پوسته و لوله ای در خروجی تمام توربین های بخار در نیروگاه های برق حرارتی وجود دارد. معمولأ، آب خنک کننده در سمت لوله و بخار در سمت پوسته به مبدل وارد شده و بیرون لوله های انتقال حرارت عمل کندانس رخ می دهد. مایع کندانسه قطره قطره سقوط کرده و در کف که معمولأ به چاه داغ معروف است، جمع می شود. سمت پوسته معمولأ در فشار خلاء یا خلاء نسبی تولید شده توسط اختلاف حجم مخصوص بین بخار و کندانسه کار می کند. به طور عکس، بخار را می توان در سمت لوله وارد کرده و آب خنک کننده در اطراف آن جریان داشته باشد.
• در علم شیمی، کندانسور (رادیاتور کولر) یک دستگاه برای خنک کاری بخارات داغ می باشد و آن ها را به مایع تبدیل می کند. مثال ها شامل کندانسور لایبیش، گراهام و آلین می باشد. این کندانسورها را نباید با واکنش کندانس که دو جزء را به وسیله اضافه نمودن واکنش و یک واکنش حذفی به یک مولکول تبدیل می کند اشتباه گرفت.
• در تقطیر آزمایشگاهی، برگشت و تبخیر چرخان، چندین نوع از کندانسورهای مرسوم استفاده می شوند. کندانسور لایبیش یک لوله مستقیم ساده در یک ژاکت آب خنک-کننده می باشد و ساده ترین نوع (و ارزان ترین) کندانسور است. کندانسور گراهام یک لوله حلزونی در ژاکت آب است و کندانسور آلین چند سری تنگ شدگی در داخل لوله خود دارد که هر کدام از آن ها مساحت سطحی که تجمع بخار می تواند در آن اتفاق افتد را بیشتر می کنند. با پیچیدگی ظاهری بیشتر این مدل های آخر گران تر   می باشند. این سه نوع کندانسور ابزارآلات شیشه ای آزمایشگاهی هستند و معمولأ از شیشه ساخته می  شوند. کندانسورهای تجاری در دسترس معمولأ از جنس شیشه بوده و با ابعاد استاندارد 100، 200 و 400 میلیمتری عرضه می شوند. کندانسورهای هواخنک ژاکت ندارند، در حالی که کندانسورهای آب خنک دارای یک ژاکت مخصوص آب هستند.

• از کندانسورهای بزرگ تر نیز در تقطیر در مقیاس صنعتی برای خنک سازی بخار تقطیر شده به مایع مقطر استفاده می شوند. به طور معمول، سیال خنک کننده در سمت لوله و بخار مقطر در سمت پوسته جریان داشته و مایع مقطر در کف مبدل جمع شده و یا از آن جاری می شود.
• یک واحد کندانسور استفاده شده در سیستم های تهویه مطبوع مرکزی معمولأ یک واحد مبدل حرارتی برای خنک کاری و تقطیر بخار مبرد ورودی به مایع، یک کمپرسور برای بالا بردن فشار مبرد و حرکت آن و یک فن برای دمیدن هوای بیرون به قسمت مبدل و خنک کاری مبدل درون آن دارد. ساختار مرسوم برای چنین واحد کندانسوری به شکل زیر می باشد: قسمت مبدل حرارتی دور واحد کار گذاشته شده و کندانسور درون آن می باشد. در این قسمت مبدل حرارتی، سیال از چندین گذرگاه لوله ای که توسط پره های انتقال حرارتی احاطه شده اند عبور می کند و هوا از بیرون به درون این قسمت چرخش می کند. یک فن موتوردار درون واحد کندانسور و نزدیک بالا وجود دارد که با پوشش شبکه ای از سقوط احتمالی اجسام به داخل آن جلوگیری می شود. از فن به منظور بیرون راندن هوای موجود بین قسمت مبدل حرارتی از اطراف و بیرون فرستادن آن از شبکه استفاده می شود. این واحدهای کندانسور در بیرون از ساختمانی که قصد خنک سازی آن می باشد، نصب شده و با لوله کشی یکی برای ورود بخار مبرد و دیگری برای خروج مایع مبرد از واحد به ساختمان و واحد اواپراتور متصل شده اند.
• در کندانسور تماس مستقیم، بخار داغ و سیال خنک در یک تانک با همدیگر مخلوط شده و دیگر توسط یک مانع مانند دیواره لوله مبدل حرارتی از یکدیگر جدا نیستند. بخار گرمای نهان خود را از دست داده و به مایع تبدیل می شود، در حالی که مایع این گرما را جذب کرده و دمای آن افزایش پیدا می کند. بخار و مایع ورودی معمولأ دارای یک ماده قابل کندانس هستند، مانند اسپری آب که برای خنک کردن هوا و افزودن رطوبت به آن استفاده می شود.

دیگر انواع کندانسورها

سه نوع کندانسور در سیستم های HVAC موجود است:

1. آب خنک
2. هواخنک
3. تبخیری

• هواخنک: اگر کندانسور در بیرون از واحد قرار داشته باشد، کندانسور هواخنک می-تواند راحت ترین چیدمان باشد. این نوع کندانسورها گرما را به بیرون منتقل کرده و برای نصب بسیار راحت هستند. این نوع کندانسور در کاربردهای مرسومی نظیر یخچال های خانگی، فریزرهای ایستاده و در واحد های پکیج تهویه مطبوع خانگی استفاده می شوند. یک مشخصه عالی در کندانسور هواخنک این است که آن ها برای تمیز کردن بسیار راحت می باشند. از آن-جا که کثیفی می تواند سبب مشکلات عمده ای در راندمان کندانسور شود، بسیار توصیه می شود که آن ها را عاری از آلودگی نگه دارید.
• آب خنک: اگر چه در هنگام نصب مقداری گران تر است، اما این کندانسورها راندمان بالاتری دارند. اکثرأ برای استخرهای شنا استفاده می شوند. این کندانسورها با جریان آب شهری لوله کشی می شوند، و نیازمند سرویس و نگهداری دوره ای می باشند. همچنین آن ها نیازمند یک برج خنک کن به منظور نگهداری آب هستند. به منظور جلوگیری از خوردگی و تشکیل لجن، کندانسورهای آب خنک نیازمند تامین دائم آب تغذیه و همینطور عملیات بر روی آب هستند. بسته به نوع کاربرد، شما می توانید از کندانسورهای لوله در لوله، پوسته کویل یا پوسته لوله ای استفاده نمایید. تمامی آن ها اساسأ یک خروجی به شما می دهند اما این کار را با روش های مختلفی انجام می دهند.
• تبخیری: در حالی که این گزینه از دیگر گزینه ها کمتر محبوب است، هنگامی استفاده می شوند که آب تامینی برای کندانسور آب خنک ناکافی بوده یا دما پایین تر از حالتی باید باشد که بتوان با کندانسور هواخنک به آن دست یافت. کندانسورهای تبخیری را می توان درون یا بیرون یک ساختمان و تحت شرایط معمول و با عملکرد در دمای کندانس پایین استفاده کرد. معمولأ این نوع کندانسورها در واحدهای تهویه مطبوع تجاری بزرگ استفاده می شود. اگرچه که موثر هستند اما نمی توان آن ها را جزو موثرترین ها دسته بندی نمود.

معادله دمای خنک کن (کندانسور)

برای یک کندانسور تک مسیره ایده آل که در آن خنک کن چگالی ثابت، ظرفیت حرارتی ثابت، آنتالپی آن با دما رابطه خطی داشته، انتقال حرارت سطح مقطع کامل بوده و انتقال حرارت طولی در آن صفر باشد و لوله کشی در آن محیط ثابت، ضخامت ثابت و هدایت حرارتی ثابت داشته باشد و سیال تقطیرپذیر کاملأ مخلوط شده باشد و در دمای ثابت باشد، دمای خنک کن طبق رابطه زیر در درون لوله تغییر می کند:

که در آن:

• x  فاصله از ورودی خنک کن
• T(x)  دمای خنک کن و T(0) دمای آن در ورودی
• TH  دمای سیال داغ
• NTU  تعداد واحدهای انتقال
• m  نرخ جریان جرمی خنک کن (یا دیگری)
• c  ظرفیت حرارتی خنک کن در فشار ثابت به ازای واحد جرم (یا دیگری)
• h  ضریب انتقال حرارت لوله خنک کن
• P  محیط لوله خنک کن
• G  هدایت حرارتی لوله خنک کن (معمولأ به صورت UA نشان داده می شود)
• L  طول لوله خنک کن

می باشد.

برای دریافت اطلاعات در مورد قیمت انواع لوازم یدکی به خصوص لوازم یدکی هیوندای و لوازم یدکی کیا میتوانید از طریق شماره های درج شده در سایت با ما در ارتباط باشید.