หลักการทำงานและประสิทธิภาพของคอนเดนเซอร์แบบระเหย

คอนเดนเซอร์แบบระเหยเป็นคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำและโครงสร้างบูรณาการหอทำความเย็นของอุปกรณ์ บทบาทหลักคือการควบแน่นก๊าซทำความเย็นร้อนที่ปล่อยออกมาจากคอมเพรสเซอร์ให้เป็นของเหลวอิ่มตัว สารทำความเย็นไหลในท่อคอนเดนเซอร์แบบระเหย พื้นผิวของท่อถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของฟิล์มน้ำ และอากาศเย็นจะไหลในชั้นนอกของท่อ ซึ่งประกอบด้วยสองส่วน: ความร้อนถ่ายเทมวลและการถ่ายเทความร้อนแบบพา ซึ่งเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนด้วยการแลกเปลี่ยนความร้อนและมวล น้ำหล่อเย็นจะถูกส่งไปยังส่วนบนของคอยล์ควบแน่นโดยปั๊มหมุนเวียน และพ่นไปยังพื้นผิวด้านนอกของกลุ่มท่อควบแน่นผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างฟิล์มน้ำและไหลลงด้านล่าง เมื่อน้ำที่อยู่ตรงกลางฟิล์มน้ำระเหย ความร้อนจะถูกดูดซับ และไอน้ำสารทำความเย็นอุณหภูมิสูงและความดันสูงในท่อจะควบแน่นเป็นของเหลว อากาศเข้ามาจากด้านล่างกล่อง ไหลขึ้นด้านบนไปตามส่วนล่างของกลุ่มท่อควบแน่น และพาไอน้ำออกไปนอกท่อคอนเดนเซอร์ เมื่ออุณหภูมิของอากาศต่ำกว่าอุณหภูมิของน้ำ ก็สามารถมีบทบาทในการทำความเย็นได้เช่นกัน น้ำที่ไม่มีการระเหยยังคงกลับคืนสู่สระก้นถัง และใช้บอลวาล์วลูกลอยเพื่อรักษาระดับน้ำในระดับหนึ่ง และวงจรจะทำงานตามนั้น

จะเห็นได้ว่าในคอนเดนเซอร์แบบระเหยความร้อนของไอน้ำสารทำความเย็นจะถูกถ่ายโอนไปยังอากาศผ่านฟิล์มน้ำผ่านผนังของคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อน กระบวนการถ่ายเทความร้อนและมวลของคอนเดนเซอร์แบบระเหยประกอบด้วยสองส่วน คือ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสารทำความเย็นกับฟิล์มน้ำ และความแตกต่างของอุณหภูมิและความเข้มข้นของมวลระหว่างฟิล์มน้ำกับอากาศ ในที่นี้ฟิล์มน้ำ (การก่อตัว การกำจัดสิ่งสกปรก ความหนา และการกระจายตัว) เป็นกุญแจสำคัญต่อประสิทธิภาพของคอนเดนเซอร์แบบระเหย

ผลการถ่ายเทความร้อนของคอนเดนเซอร์แบบระเหยจะถูกเปรียบเทียบกับคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ และอุณหภูมิการควบแน่นค่อนข้างต่ำ เนื่องจากความสามารถในการควบแน่นของคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศถูกจำกัดโดยอุณหภูมิกระเปาะแห้งของสภาพแวดล้อม และอุณหภูมิการควบแน่นของ คอนเดนเซอร์แบบระเหยสามารถอยู่ใกล้กับอุณหภูมิกระเปาะเปียกของสภาพแวดล้อม และอุณหภูมิกระเปาะเปียกมักจะต่ำกว่าอุณหภูมิกระเปาะแห้ง 8 องศา ดังนั้นอุณหภูมิการควบแน่นจึงต่ำกว่า และผลการถ่ายเทความร้อนจะดีกว่าอย่างมาก ของคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ เมื่อเปรียบเทียบกับคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีหอทำความเย็น คอนเดนเซอร์แบบระเหยส่วนใหญ่อาศัยความร้อนแฝงของการระเหยของน้ำเพื่อนำภาระความร้อนที่ควบแน่นออกไปเนื่องจากการถ่ายเทความร้อนและการแลกเปลี่ยนถ่ายเทมวลระหว่างสารทำความเย็นและน้ำหล่อเย็นเสร็จสมบูรณ์ โดยเฉพาะอุณหภูมิการควบแน่นในฤดูร้อนจะต่ำและการใช้น้ำก็ลดลงอย่างมาก ตามทฤษฎี ปริมาณการใช้น้ำเพียง 5-10% ของประเภทระบายความร้อนด้วยน้ำ และในความเป็นจริงคือเพียงประมาณ 15% เท่านั้น ดังนั้นอุปกรณ์ทั้งหมดจึงมีโครงสร้างที่กะทัดรัด ปริมาตรน้อย และมีขนาดเล็ก

การใช้คอนเดนเซอร์แบบระเหยจะช่วยลดอุณหภูมิการควบแน่นของระบบทำความเย็น ดังนั้นกำลังอินพุตของคอมเพรสเซอร์จึงลดลง และการใช้พลังงานทั้งหมดของคอนเดนเซอร์ก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน จึงสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากอุณหภูมิการควบแน่นเพิ่มขึ้น 1 องศา การใช้พลังงานต่อความสามารถในการทำความเย็นหน่วยจะเพิ่มขึ้น 3-3.5% รายงานการทดสอบหลายฉบับแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน หากใช้คอนเดนเซอร์แบบระเหย การใช้พลังงานของหน่วยทำความเย็นจะลดลงประมาณ 10%