Condensador (termodinàmica)

Condensador (termodinàmica)

Archiu:Condensadores CAPS 0

Condensador gelat per aire per a sistema de refrigeració industrial per compressió en R22.

El condensador termodinàmic és utilisat moltes voltes en l'indústria de la refrigeració, l'aire acondicionat o en l'indústria naval i en la producció d'energia elèctrica, en centrals tèrmiques o nuclears.

La condensació es pot produir ben utilisant aire per mig de l'us d'un ventilador o en aigua (esta última sol ser en circuit tancat en torre de refrigeració, en un riu o la mar). La condensació servix per a condensar el vapor, despuix de realisar un treball termodinàmic; per eixemple, una turbina de vapor o per a condensar el vapor comprimit d'un compressor de fredor en un circuit frigorífic. Cap la possibilitat de seguir gelant eixe decorregut, obtenint-se líquit subenfriado en el cas de l'aire acondicionat.

Adopta diferents formes segons el decorregut i el mig. En el cas d'un sistema decorregut/aire, està compost per un tubo de diàmetro constant que curva 180° cada certa llongitut i unes làmines, generalment d'alumini, entre les que circula l'aire.

Un condensador és un cambiador de calor latent que convertix el vapor (en estat gaseós) en vapor en estat líquit, també conegut com fase de transició. El propòsit és condensar l'eixida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para aixina obtindre màxima eficiència i igualment obtindre el vapor condensado en forma d'aigua pura de tornada a la caldera. Condensando el vapor de l'extractor de la turbina de vapor, la pressió de l'extractor, que està per damunt de la pressió atmosfèrica, és reduïda fins a estar per baix de la pressió atmosfèrica, incrementant la caiguda de pressió del vapor entre l'entrada i l'eixida de la turbina de vapor. Esta reducció de la pressió en l'extractor de la turbina de vapor, genera més calor per unitat de massa de vapor entregat a la turbina de vapor, per conversió de poder mecànic.

Funció del condensador

La funció principal del condensador en una central tèrmica és ser el foc fret o sumidero de calor dins del cicle termodinàmic del grup tèrmic. Per tant, la seua missió principal és condensar el vapor que prové de l'escape de la turbina de vapor en condicions pròximes a la saturació i evacuar la calor de condensació (calor latent) a l'exterior per mig d'un decorregut d'intercanvi (aire o aigua).

En el cas d'una màquina frigorífica, el condensador té per objectiu el malbarat de la calor absorbida en el evaporador i de l'energia del compressor.

Ademés, el condensador rep els següents fluix:

• Les porgues dels calfadors i atres elements, que una volta gelades són incorporades al circuit de condensado.
• L'aire que procedix d'entrades furtivas en els diversos elements del cicle aigua-vapor, a través dels tancaments de la turbina de vapor o en l'aigua de reposició al cicle. Est deu ser extret i enviat a l'exterior per mig d'eyectores o bombes de buit.
• El vapor procedent de l'escape de la torbe-bomba d'aigua d'alimentació si l'hi ha en l'instalació.
• El vapor dels by-passes de turbina de vapor, que en determinats modos d'operació transitoris (arrancades, parades, dispars, canvis bruscs de càrrega) conduïxen directament al condensador tot el vapor generador en la caldera una volta atemperat.
• L'aigua d'aportació al cicle per a repondre les porgues, fonamentalment la porga contínua. Esta aigua és desmineralizada i prové del tanc de reserva de condensado.

Les condicions en l'interior del condensador són de saturació, és dir, està a la pressió de saturació corresponent a la temperatura de condensació del vapor. Esta pressió és sempre inferior a l'atmosfèrica, és dir, es pot parlar de buit.

Disposició constructiva d'un condensador en centrals tèrmiques

Els condensadores que ampren aire com a decorregut refrigerante, cridats aerocondensadorés, tenen un baix rendiment i, per tant, necessiten de grans superfícies per a ser instalats. Est és el motiu de que l'us d'este tipo de condensadores no estiga generalisat, passant a usar-se només en els casos en els que no hi haja disponibilitat d'aigua.

Nos centrarem, per tant, en els condensadores d'aigua com a decorregut refrigerante. Els condensadores de les centrals tèrmiques són cambiadores de calor tubulars, de superfície, del tipo carcassa i tubo en els que l'aigua (decorregut refrigerante) circula pels tubos i el vapor (decorregut gelat) circula pel costat de la carcassa. Els tubos estan disposts de forma horisontal, en una menuda pendent per a poder ser drenados en facilitat i agrupats en paquets.

Les parts més significatives d'un condensador són:

• Coll. És l'element d'unió en l'escape de la turbina de vapor. Té una part més estreta que s'unix a l'escape de la turbina de vapor ben directament per mig de soldadura o be a través d'una junta d'expansió metàlica o de goma que absorbix els esforços originats per les dilatació i l'espente de la pressió atmosfèrica exterior. La part més ampla va soldada a la carcassa del condensador.
• Carcassa o cos. És la part més voluminosa que constituïx el cos pròpiament dit del condensador i que alberga els paquets de tubos i les plaques. Sol ser d'acer al carbono.
• Caixes d'aigua. Colector a l'entrada i a l'eixida del aigua de refrigeració (aigua de circulació) en l'objecte de que esta es repartixca de forma uniforme per tots els tubos d'intercanvi. Solen ser d'acer al carbono en un recobriment de protecció contra la corrosió que varia des de la pintura tipo epoxi (per a l'aigua de riu) fins al engomado(per al aigua de mar). Solen anar entornellats al cos del condensador.
• Tubos. Són els elements d'intercanvi tèrmic entre l'aigua i el vapor. La seua disposició és perpendicular a l'eix de la turbina. Solen ser d'acer inoxidable (aigua de riu) i titani (aigua de mar).
• Plaques de tubos. Són dos plaques perforades que soporten els dos extrems dels tubos. Constituïxen la paret de separació física entre la zona de l'aigua de les caixes d'aigua i la zona de vapor de l'interior de la carcassa. Solen ser d'acer al carbono en un recobriment (cladding) de titani en la cara exterior quan el decorregut de refrigeració és aigua d'mar. La estanqueidad entre els extrems dels tubos i les plaques de tubos es conseguix per mig del abocardado dels extrems dels tubos i per mig d'una soldadura de sagellat.
• Plaques soporte. Plaques perforades situades en l'interior de la carcassa i travessades perpendicularmente pels tubos. La seua missió és alinear i soportar els tubos, aixina com impedir que estos vibren per la seua gran llongitut. El seu número depén de la llongitut dels tubos. Solen ser d'acer al carbono.
• Pou calent. Depòsit situat en la part inferior del cos que arreplega i acumula l'aigua que resulta de la condensació del vapor. Té una certa capacitat de reserva i contribuïx al control de nivells del cicle. D'este depòsit aspiren les bombes d'extracció de condensado.
• Zona de refredat d'aire. Zona situada en l'interior dels paquets de tubos, protegida de la circulació de vapor per mig d'unes chapes per a conseguir condicions de subenfriamiento. D'esta manera, l'aire dissolt en el vapor se separa del mateix i per mig d'un sistema d'extracció d'aire pot ser tret a l'exterior.
• Sistema d'extracció d'aire. Dispositius basats en eyectorés que ampren vapor com a decorregut motriu o bombes de buit d'anell líquit. La seua missió, en abdós casos, és succionar i extraure l'aire de l'interior del condensador per a mantindre el buit. Estos dispositius aspiren de la zona de refredat d'aire.