Evaporatif Kondenser

Evaporatif soğutucu olarak da bilinen evaporatif kondansatör, soğutma sistemlerinde kullanılan bir cihazdır. Bobinlerin dışındaki sprey suyunun kısmen buharlaşmasıyla çalışır, bu da bobinlerin içindeki yüksek- sıcaklıktaki gaz halindeki soğutucu akışkandan ısıyı emer. Bu işlem, soğutucu akışkanı gaz halinden sıvı duruma kadar kademeli olarak soğutur ve yoğunlaştırır.

1. Evaporatif Kondenserin Bileşenleri

Bir buharlaşmalı kondansatör, diğer parçaların yanı sıra bir soğutma bobini tertibatı, su besleme ekipmanı, vantilatör (fan), su saptırma plakası ve mahfazadan (muhafaza) oluşur:

Soğutma bobini düzeneği, ince çelik plakalardan yapılmış dikdörtgen bir mahfaza içine yerleştirilmiş, dikişsiz çelik borulardan yapılmış bir dizi serpantin bobinden oluşur.

Vantilatörler kasanın her iki yanına veya üstüne monte edilir.

Muhafazanın alt kısmı aynı zamanda dolaşan soğutma suyu için bir su deposu görevi de görmektedir.

2. Evaporatif Kondenserin Çalışma Prensibi

Yoğunlaştırılması gereken yüksek- sıcaklıktaki buhar, ısı değiştirici serpantinlerinin üst kısmında bulunan giriş yoluyla soğutma serpantinlerine beslenir.

Bobinlerin içinde, yüksek-sıcaklıktaki buhar ısıyı serbest bırakır, soğur ve sıvı halinde yoğunlaşmak üzere faz değişimine uğrar.

Isı eşanjör bobinlerinin dışında, dolaşan sprey suyu soğutma ortamı olarak görev yapar. Bu sprey su, bobinlerin dış yüzeyinde düzgün bir su filmi oluşturur.

Su filmi, bobinlerin içindeki sıcak buharın açığa çıkardığı ısıyı emer ve buharlaşır.

Daha sonra bir fan, su buharını buharlaşmalı kondansatörden dışarı çeker veya üfleyerek bobinlerin içindeki ısıyı etkili bir şekilde uzaklaştırır.

3. Özellikler

Düşük su tüketimi:Dolaşımdaki su hacmi, su-soğutmalı kondansatörlerinkinden çok daha küçüktür (su-soğutmalı kondenserlerin yalnızca %5–%10'u) ve ilave-su ihtiyacı da düşüktür (su-soğutmalı kondenserlerin yalnızca 1/50–1/25'i). Bu, suyun kıt olduğu ve-kurak bölgelerde kullanıma uygun olmasını sağlar.

Düşük fan hava akışı:Fan hava akışı, hava-soğutmalı kondenserlerin gerektirdiğinin %50'sinden azdır.

Neme-bağlı ısı değişimi:Isı değişim verimliliği ıslak-tüp sıcaklığından- önemli ölçüde etkilenir. İklim ne kadar kuru olursa soğutma etkisi de o kadar iyi olur.

Uyarılmış-taslak ve zorunlu-taslak türleri:Uyarılı-çekimli evaporatif kondansatörler, havanın yoğunlaştırma bobinleri boyunca eşit bir şekilde akmasına izin vererek, zorlamalı-çekişli türlere göre daha iyi ısı transferi performansı sağlar. Ancak fan, yüksek-sıcaklık ve yüksek-nemli bir ortamda çalışarak arıza riskini artırır.

Enerji verimliliği ve maliyeti:Su pompası daha az güç tüketerek işletme maliyetlerini azaltır, ancak ilk yatırım maliyeti nispeten yüksektir.

Kireç oluşumu riski: Soğutma suyu sürekli olarak geri dönüştürüldüğü için kireç hızla oluşur. Bu nedenle yumuşatma işlemleriyle arıtılmış suya ihtiyaç vardır.

4. Evaporatif Kondenserlerin Pratik Uygulama Konuları

Meme tıkanması:Tıkanmış nozullar, yoğuşma bobini tertibatının eşit şekilde ıslanmasını önleyerek yoğuşma basıncının artmasına neden olur. Düzenli temizlik gereklidir.

Bobin ölçeklendirme:Bu sorunu çözmek için gelişmiş elektronik su kireç çözme cihazları kurulmalıdır. Ek olarak, dolaşan suyun hizmet ömrünün kontrol edilmesi ve atık suyun boşaltılması, kirlilik birikiminin azaltılmasına yardımcı olabilir.

Doğru su dağıtımı:Bobinler arasında eşit su dağılımının sağlanması önemli bir zorluktur.

Korozyon:Bileşenlerin korozyonu (örn. bobinler, kasa) önleyici tedbirlerin alınmasını gerektiren yaygın bir sorundur.

Giriş havasının ıslak- termometre sıcaklığı:Giriş havasının ıslak-bulb sıcaklığı (ts1) yerel meteorolojik koşullarla ilişkilidir ve soğutma verimliliğini doğrudan etkiler.

Hava akışı konfigürasyonu:Hava akışı gereksinimleri ts1 ile bağlantılıdır; daha yüksek bir ts1 daha büyük bir hava besleme hacmi gerektirir, bu da havalandırma için enerji tüketimini artırır. Bu nedenle, hava akışı konfigürasyonu enerji verimliliği ile performans gereksinimlerini dengelemelidir.

Su temini konfigürasyonu:Su besleme hacmi tüm ısı değişim yüzeyini ıslatmaya yeterli olmalıdır. Su tedarik hacminin keyfi olarak arttırılması, su pompasının enerji tüketimini artıracak, su sürüklenme kaybını artıracak ve işletme maliyetlerini artıracaktır.

5. Sınıflandırma

Evaporatif kondansatörün ısı değişimi esas olarak, buharlaşmanın gizli ısısını absorbe etmek için havadaki soğutma suyunun buharlaşmasına dayanır. Hava akışı yönüne göre indüklenmiş-cereyan ve zorlamalı-cereyan türleri olarak sınıflandırılabilir. Aşağıda yaygın yapısal sınıflandırmalar verilmiştir:

Bobin-tipi Evaporatif Kondenser

Serpantinlerin dış yüzeyine bir su filmi oluşturacak şekilde soğutma suyu püskürtülür. Bobinlerin içindeki ortamla ısı alışverişi yaptıktan sonra su, bobinlerin dışındaki hızlı-akışlı havayla doğrudan temas eder ve ısı alışverişi işlemini tamamlamak için ısı ve kütle aktarımına uğrar. Hava ısıyı ve su buharını uzaklaştırır. Hava akışı yalnızca ısı alışverişini hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda işlem boyunca havayı doymamış halde tutarak ısı ve kütle aktarımı için güçlü bir itici güç sağlar. Bobin-tipi evaporatif kondenser şu anda en yaygın kullanılan tiptir.

Plakalı-tipi Evaporatif Kondenser

Yapısında su ve hava, plakaların dışında ters yönde, eş zamanlı veya çapraz-akıntıyla akar; plakalar arasındaki boşluk ise yoğunlaşma ve drenaj alanı görevi görür. Özellikleri şunları içerir:

Plakalar arasında geliştirilmiş yoğuşma ısı transferi, sıvı filmin drenajını hızlandırır.

Plaka yüzeyinin geliştirilmiş ısı transfer yapısı sıvı akışını iyileştirir, su ile hava arasındaki ısı ve kütle transferini güçlendirir, ısı kapasitesini ve ısı transfer performansını önemli ölçüde artırır.

Ek bakım gerektirmeyen özel yapısı sayesinde artırılmış ısı transferi sağlanır.

Dikey Evaporatif Kondenser

Su ve hava, tüplerin içinde ters veya eş zamanlı olarak akarken, tüplerin dışındaki geniş alan, yoğuşma ve drenaj alanı görevi görür. Özellikleri şunları içerir:

Borular, yalnızca güçlü korozyon direncine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda mükemmel ısı değişim performansı sunan ve yoğunlaşmış sıvı filmin drenajını hızlandıran, paslanmaz çelikle geliştirilmiş ısı transfer borularıdır. Özellikle buhar yoğuşması için uygundurlar.

Enerji endüstrisinde kondansatörler, buhar türbini jeneratör üniteleri için temel yardımcı ekipmanlardan biridir ve performansları ünitenin çalışmasını doğrudan etkiler. Yoğuşturucunun- ana ısı transfer bileşenleri olan soğutma tüpleri- onun en kritik parçasıdır. Bu nedenle soğutma boruları için malzeme ve tip seçimi kondenser tasarımının anahtarıdır.