Kondenser ve kirlenme katsayısı

3-2 Kondenser

Soğutma sisteminde soğutucu akışkanın evaporatörden aldığı ısı ve kompresörde sıkıştırma işleminden eklenen ısı kondenserde sistemden uzaklaştırılır. Böylece soğutucu akışkan sıvı hale gelir ve evaporatörden ısı almak için tekrar basınçlandırılıp genleştirilebilir.

Bu yüzey üzerinde buhar ve gazların yoğuşması, yüzeyin özelliklerine bağlı olarak damla veya film oluşumu ile yoğuşma durumunda çok daha yüksek ısı geçirgenlik katsayıları elde edilebilmekte ve bunun tercih edilmesi gerekmesine rağmen, soğutucu akışkan özellikleri ve ekonomik faktörlerin yoğuşturucu imalatını sınırlaması nedeniyle damla oluşumlu yoğuşma pratikte nadiren kullanılmaktadır. Bunun yerine film tarzı yoğuşma kullanılır. Kondenserdeki ısı değişimi 3 aşamada gerçekleşir;

Aşırı ısı giderimi

Soğutucu akışkanın soğutulması

Aşırı soğutma

Kondenser tasarımına bağlı olarak, aşırı soğutma alanı kondenser alanının %0-10'unu kullanacaktır. Aşırı ısının giderilmesi için kondenser alanının %5'i bu işleme tahsis edilmelidir. Bu 3 ısı transfer şekline bağlı olarak, kondenserdeki ısı transfer katsayıları ve sıcaklık aralıkları da farklı olacaktır. Bununla birlikte, aşırı ısıtma sırasında, daha yüksek ortalama sıcaklık aralığına rağmen daha düşük bir ısı transfer katsayısı olacaktır, ancak aşırı soğutma sırasında, tam tersine, sıcaklık aralığı daha düşük ve ısı transfer katsayısı daha yüksek olacaktır. Yoğuşma sırasında her iki değer de alt + üst seviyeler arasında olacaktır.

Yapılan deneylerde ısı transfer katsayısındaki bir artış ve sıcaklık farkındaki bir azalma (ya da tam tersi) yaklaşık olarak aynı çarpım sonucunu vermektedir. Bu değerlerin ortalamasını kullanmak mümkündür. Kondenserlerin hesaplanmasında tek bir ısı transfer katsayısı ve tek bir ortalama sıcaklık aralığı değerleri uygulanabilir. Yaptıkları işe göre kondenser çeşitleri;

Su soğutmalı kondenserler

Hava soğutmalı kondenserler

Evaporatif (su-hava soğutmalı) kondenserler 3 grupta incelenebilir

Bakır borulu kondenserler (halojen soğutucu akışkanlar) genellikle küçük bir duvar kalınlığına sahiptir. Bakırın ısıl geçirgenliği de yüksek olduğundan, yoğuşmanın kondenserin toplam ısı katsayısı üzerindeki etkisi küçüktür ve bu katsayı daha çok dış ve iç film katsayılarının değerine bağlıdır. Ancak yüksek et kalınlığına ve düşük ısı iletkenliğine sahip demir borular kullanıldığında (örneğin amonyak kondenserlerinde), boru içindeki iletken ısı transferi de genel ısı transfer katsayısı üzerinde oldukça etkilidir. Ayrıca su soğutmalı kondenserlerin kullanıldığı hatlar için kirlenme katsayısı da dikkate alınmalıdır.

3-2-A Kirlenme Katsayısı

Kullanılmış suyun zamanla su tarafındaki ısı transfer yüzeylerinde oluşturacağı kalıntıların ısı transferini azaltıcı etkisinin dikkate alınması amaçlanmıştır. Kirlenme katsayısına etki eden faktörler aşağıdaki gibidir;

Kullanılan suyun içindeki safsızlıklara göre kalitesi,

Yoğuşma sıcaklığı,

Kondenserdeki boruları temiz tutmak için uygulanan önleyici bakım derecesi, özellikle 50 °C'nin üzerindeki yoğuşma sıcaklıkları için kirlenme katsayısı uygulamanın gerektirdiğinden biraz daha yüksek alınmalıdır. 38°C'nin altındaki yoğuşma sıcaklıkları için değerler normalin biraz altında alınabilir. Düşük su geçiş hızı da kirlenmeyi hızlandırır. 1 m/s'den daha düşük hızlardan kaçınılmalıdır.

Yüzey kalıntıları periyodik olarak temizlenmezse kirlenme hızlanacaktır. Isı transfer katsayısı giderek azalacak ve kondenser gerekli kapasiteyi daha yüksek yoğuşma sıcaklıklarında sağlayacaktır. Bu da sistemin daha fazla kirlenmesine yol açacaktır. Yüzey kalıntılarının içeriği olarak toz, boruların ıslak yüzeylerindeki kaplama ve yüzeylerden kopan parçacıklar, kaplama yüzeyinin aşınması sonrası oluşacak demir oksit (korozyon) parçacıkları, sistemin zayıflamasına sistem filtrelerinin tıkanmasına ve gerekli kapasiteye ulaşmada direnç göstermesine neden olacaktır.