کمبود ظرفیت در کندانسورهای آبی
در هر سیستم تبرید و تهویه مطبوع که بر پایه خنککاری با آب طراحی شده باشد، کندانسور آبی یکی از مهمترین بخشهای چرخه محسوب میشود. بخش بزرگی از راندمان چیلر، ثبات عملکرد سردخانه و حتی عمر کمپرسور، وابسته به این است که حرارت مبرد بهدرستی از داخل کندانسور به آب منتقل شود. هر زمان این انتقال حرارت دچار اختلال شود، کمبود ظرفیت کندانسور رخ میدهد و تأثیرات آن بلافاصله در کل سیستم دیده میشود.
در شرایط نرمال، مبرد داغ از کمپرسور وارد کندانسور میشود، با آب در حال گردش تماس گرمایی پیدا میکند و دمای آن تا حد لازم پایین میآید تا تبدیل به مایع شود. این فرایند به شدت وابسته به دبی آب کندانسور، کیفیت آب و وضعیت داخلی لولههای کندانسور است. وقتی جریان آب کمتر از حد لازم باشد، آب نمیتواند حرارت کافی را جذب کند و کانالهای انتقال حرارت در مدتزمان کوتاهی اشباع میشوند. در این وضعیت، دمای آب خروجی بالا میرود اما مبرد هنوز بخش زیادی از حرارت خود را نگه داشته و در نتیجه فشار HP چیلر بهسرعت افزایش پیدا میکند. این فشار بالا همان چیزی است که معمولاً بهعنوان نشانه اولیه کاهش راندمان چیلر مشاهده میشود.
گاهی مشکل از مقدار آب نیست و همهچیز ظاهراً درست کار میکند اما کندانسور باز هم توان کافی برای خنک کردن مبرد را ندارد. در چنین شرایطی معمولاً حجم مبردی که وارد کندانسور میشود بیش از نیاز واقعی سیستم است. این اتفاق معمولاً پس از شارژ بیش از حد مبرد یا عملکرد غیر دقیق شیر انبساط رخ میدهد. وقتی مبرد بیش از اندازه وارد کندانسور شود، لایه تقطیر افزایش مییابد و ظرفیت انتقال حرارت پاسخگوی این حجم نخواهد بود. نتیجه آن یک کندانسور ظاهراً سالم اما با راندمان پایین است که دائماً سیستم را به سمت فشار بالا سوق میدهد.
یکی دیگر از عواملی که بهصورت پنهان ظرفیت کندانسور را کاهش میدهد، ورود گازهای غیرقابل تقطیر به مدار تبرید است. وجود هوا یا نیتروژن در مدار باعث میشود بخشی از فضای داخلی کندانسور اشغال شود و مبرد فضای لازم برای تقطیر کامل نداشته باشد. این گازها معمولاً در بالاترین قسمت کندانسور جمع میشوند و مانند یک مانع عمل میکنند. در نتیجه حرارت مبرد به آب منتقل نمیشود و دمای مبرد خروجی همچنان بالا باقی میماند. این پدیده یکی از دلایل افزایش فشار و کاهش محسوس راندمان سیستم HVAC است، حتی وقتی دبی آب کاملاً مناسب باشد.
اما شاید مهمترین و رایجترین علت افت ظرفیت کندانسور، رسوبگیری کندانسور ناشی از سختی آب است. هرچقدر آب سختتر باشد، سرعت تشکیل رسوب بیشتر است و این رسوبها به سرعت جداره داخلی لولهها را میپوشانند. جالب است بدانیم تنها ۱ میلیمتر رسوب میتواند انتقال حرارت را تا نصف کاهش دهد. با تشکیل این لایه رسوبی، عملاً حرارت نمیتواند از مبرد به آب منتقل شود و کندانسور مثل یک سطح عایق رفتار میکند. به همین دلیل در سیستمهایی که آب ورودی سختی بالایی دارد، رسوبزدایی کندانسور یا نصب سختیگیر آب چیلر از ضروریترین اقدامات نگهداری محسوب میشود.
وقتی ظرفیت کندانسور کاهش پیدا کند، نشانههای آن بهصورت زنجیرهای در کل سیستم نمایان میشود. فشار بالای کمپرسور اولین نشانه است. دمای آب خروجی افزایش مییابد، بار سرمایشی سیستم افت میکند و در چیلرها معمولاً دمای آب سرد خروجی به مقدار تنظیمشده نمیرسد. در سردخانهها این افت راندمان باعث افزایش دمای محیط یا دیر سرد شدن بار محصول میشود. ادامه کار با چنین شرایطی نهتنها مصرف انرژی چیلر را بالا میبرد، بلکه کمپرسور را در معرض کار سنگین و استهلاک سریع قرار میدهد.
برای بازگشت کندانسور به عملکرد پایدار، معمولاً کافی است جریان آب تنظیم شود، مسیرهای آب بررسی شود، رسوبها شستوشو شوند و وضعیت مبرد از نظر وجود هوا یا اضافهبودن مقدار آن کنترل شود. این اقدامات منجر میشود که کندانسور دوباره بتواند حرارت را به شکل کامل دفع کند و سیستم با بازده حرارتی بهتر کار کند.
در مجموع، ظرفیت کندانسور چیزی نیست که تنها یک عامل آن را تعیین کند. مجموعهای از وضعیت آب، شرایط مبرد، سلامت شیرهای کنترلی، و کیفیت لولهها همگی در کنار یکدیگر تعیین میکنند که کندانسور چه مقدار حرارت را میتواند دفع کند. هر تغییری در این شرایط، بهصورت مستقیم خود را در فشار کندانسور، کیفیت سرمایش چیلر و مصرف انرژی سیستم تبرید نشان میدهد. به همین دلیل نگهداری صحیح کندانسور و رسیدگی دورهای به آن، یکی از مهمترین مراحل سرویس سیستمهای چیلر، سردخانه و تجهیزات HVAC است.
