Rodzaje skraplaczy stosowane w układach chłodniczych

Skraplacze odpowiadają za odprowadzanie ciepła z czynnika chłodniczego i z tego powodu są uznawane za jeden z czterech niezbędnych komponentów każdej instalacji chłodniczej. W zależności od rozmiaru oraz charakterystyki danego układu, można zastosować różne rodzaje kondensatorów. W niniejszym tekście przedstawimy te najpowszechniejsze i wytłumaczymy sposób ich działania.

W jaki sposób działają skraplacze?

Skraplacze stanowią jeden z głównych elementów konstrukcyjnych odpowiedzialnych za działanie układów chłodniczych. W dużym uproszczeniu zadaniem tego podzespołu jest odprowadzanie do otoczenia ciepła z czynnika chłodniczego, które powstaje w procesie sprężania oraz jest pobierane przez płyn roboczy w parowniku.

Skraplacze składają się z trzech stref. W pierwszej z nich, zwaną strefą chłodzenia, dochodzi do obniżenia temperatury czynnika chłodniczego, który ma jeszcze postać pary. W drugiej strefie, czyli skraplania, dochodzi do kondensacji, tj. przejścia płynu roboczego fazy gazowej w fazę ciekłą. Ostatnia strefa pozwala na pozbycie się energii cieplnej z czynnika chłodniczego, dzięki czemu zyskuje on temperaturę przechłodzenia.

Powietrzne i wodne, czyli podstawowy podział skraplaczy

Skraplacze dzieli się zazwyczaj na dwie grupy. Kryterium tego podziału to rodzaj zastosowanego chłodziwa, które odpowiada za odbieranie ciepła z czynnika chłodniczego. Stąd wyróżniamy skraplacze powietrzne (czyli chłodzone za pomocą powietrza) oraz wodne (czyli chłodzone za pomocą wody).

Charakterystyka skraplaczy chłodzonych powietrzem

Skraplacze powietrzne stanowią dość powszechne rozwiązanie, które stosuje się zarówno w urządzeniach chłodniczych wykorzystujących freon, jak też w przemysłowych instalacjach amoniakalnych. Skraplacze chłodzone powietrzem są tworzone z charakterystycznych rur ożebrowanych (popularne w starych grzejnikach), które układa się w tzw. wężownice, czyli gęsto spleciony wzór. Dla dodatkowego efektu chłodzenia korzysta się z rowkowanej faktury wewnątrz rur.

Ten rodzaj skraplacza cieszy się sporą popularnością, ponieważ stosowane w nim powietrze jest ogólnodostępne oraz darmowe. Niestety, chłodzenie za pomocą powietrza nie jest zbyt wydajne, co warunkuje konieczność tworzenia dużych wymienników, które w efekcie zajmują sporo miejsca. Działanie takiego naturalnego chłodziwa jest też mocno uzależnione od warunków atmosferycznych – latem występują wysokie temperatury skraplania, z kolei zimą niskie. Z tego powodu konieczne jest stosowanie specjalnych systemów, które automatycznie kontrolują parametry pracy skraplacza.

Na tym minusy się nie kończą. Przy używaniu skraplaczy chłodzonych powietrzem należy też pamiętać o ich właściwym umiejscowieniu, a konkretniej odpowiedniej odległości od ścian oraz innych urządzeń. Dzięki temu umożliwimy podzespołowi swobodny dopływ i odpływ powietrza, który jest niezbędny do jego efektywnej pracy.

Nie mniej ważne jest też zwrócenie uwagi na prądy powietrzne panujące w miejscu instalacji – nie można dopuścić do sytuacji, kiedy wiatr będzie skierowany w przeciwnym kierunku niż ruch powietrza wywoływany przez wentylator – dodaje ekspert reprezentujący firmę Popularna z Warszawy, która jest dystrybutorem części zamiennych do sprzętów AGD, a także instalacji chłodniczych.

Skraplacze wodne – jak działają?

Skraplacze wodne, jak wskazuje zresztą sama ich nazwa, do odbierania ciepła ze skroplonego czynnika chłodniczego wykorzystują wodę. Takie rozwiązanie cechuje się większą wydajnością niż skraplacze powietrzne, ponieważ ciecz ma lepsze właściwości absorpcji energii cieplnej. Do niewątpliwych zalet tego urządzenia należy też możliwość połączenia go z naturalnym ciekiem wodnym lub własnym ujęciem wody, np. studnią głębinową, co pozwoli w zauważalny sposób zmniejszyć jego koszty eksploatacyjne.

Ze względu na rodzaj zastosowanego chłodziwa takie skraplacze można często spotkać na statkach, ponieważ mają one nieograniczony dostęp do wody. Należy tylko pamiętać, że woda wykorzystywana w układzie nie może być brudna i twarda – nawet drobne zanieczyszczenia i osadzający się stopniowo kamień mogą negatywnie wpłynąć na intensywność wymiany ciepła, obniżając efektywność pracy kondensatora.

Wyróżniamy dwie podstawowe konstrukcje skraplaczy wodnych, są to:

- skraplacze płaszczowo-rurowe poziome, które składają się z systemu rur osłoniętych płaszczem w kształcie walca. Osłona służy jako komora, do której wtłacza się parę czynnika chłodniczego. Urządzenia te są cenione ze względu na niski poziom zużycia wody,

- skraplacze płytowe, jak podpowiada nazwa, są zbudowane ze specjalnie wytłoczonych płyt. W sąsiadujących drobnych kanalikach przepływa woda oraz skraplający się czynnik chłodniczy. Takie rozwiązanie konstrukcyjne pozwala mocno zredukować rozmiar całego urządzenia – nawet 5-krotnie w porównaniu do skraplaczy płaszczowo-rurowych poziomych.