Ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο ατμού είναι ένας μηχανισμός που ψύχει και συμπυκνώνει τον εξάντλησης ατμό από έναν ατμομηχανή σε θερμοηλεκτρική εγκατάσταση ή άλλες εφαρμογές που χρησιμοποιούν ατμό. Το βασικό στόχος ενός επιφανειακού συμπυκνωτή ατμού είναι να αυξήσει την απόδοση της ατμομηχανής δημιουργώντας ένα περιβάλλον χαμηλής πίεσης στην έξοδο της ατμομηχανής και να ανακτήσει το καθαρό νερό από τον ατμό για επανάχρηση ως νερό προς την κατασκευή.
Ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο ατμού αποτελείται από ένα σκεύος που περιέχει ένα μεγάλο αριθμό λωρίδων, μέσα στις οποίες ρέει το ψυκτικό νερό. Ο εξάντλησης ατμός διασχίζει τις λωρίδες και μεταφέρει τη θερμότητα του στο ψυκτικό νερό, επιτρέποντας τη συμπύκνωση του ατμού σε υγρό νερό. Το συμπυκνωμένο νερό, γνωστό και ως συμπυκνωτήριο, συλλέγεται στο κάτω μέρος του σκεύους και εκτοξεύεται έξω από έναν εκτοξευτή συμπυκνωτή. Το ψυκτικό νερό, το οποίο απορροφά τη θερμότητα από τον ατμό, εξέρχεται από το σκεύος και περιστρέφεται μέσα σε έναν ψυκτικό πύργο ή άλλο σύστημα απόρριψης θερμότητας.
Ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο ατμού απαιτεί επίσης έναν εκτοξευτή αέρα που αφαιρεί τον αέρα και άλλα μη συμπυκνωτήρια αέρια από το σκεύος. Αυτό δημιουργεί ένα βάκουμ μέσα στο σκεύος, το οποίο χαμηλώνει την πίεση και τη θερμοκρασία του εξάντλησης ατμού και ενισχύει τη μεταφορά θερμότητας και τη διαδικασία συμπύκνωσης.
Υπάρχουν διαφορετικά είδη και σχεδιασμοί επιφανειακών συμπυκνωτήρων ατμού, ανάλογα με την κατεύθυνση ροής του ατμού και του ψυκτικού νερού, τον αριθμό διαδρομών του ψυκτικού νερού και άλλους παράγοντες. Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε μερικά από τα κοινά είδη επιφανειακών συμπυκνωτήρων ατμού και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
Ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο με διπλή ροή είναι ένα είδος επιφανειακού συμπυκνωτήριου στο οποίο το ψυκτικό νερό ρέει δύο φορές μέσα στις λωρίδες, μία φορά από το ένα άκρο στο άλλο και στη συνέχεια πίσω από το άλλο άκρο στο αρχικό. Ο εξάντλησης ατμός εισέρχεται από την κορυφή του σκεύους και ρέει πάνω από τις λωρίδες, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τα πλεονεκτήματα ενός επιφανειακού συμπυκνωτήριου με διπλή ροή είναι:
Έχει απλή σχεδίαση και κατασκευή.
Έχει υψηλό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας λόγω της αντίθετης ροής του ατμού και του ψυκτικού νερού.
Έχει χαμηλή πίεση πέρα από τις λωρίδες λόγω του μικρού μήκους των λωρίδων.
Τα μειονεκτήματα ενός επιφανειακού συμπυκνωτήριου με διπλή ροή είναι:
Απαιτεί περισσότερο ψυκτικό νερό από ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο με μία ροή για την ίδια ποσότητα ατμού.
Έχει υψηλότερο κίνδυνο παρακόλλησης των λωρίδων λόγω της μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας επαφής μεταξύ του ψυκτικού νερού και του τοίχου των λωρίδων.
Έχει χαμηλότερη απόδοση βάκουμ λόγω της υψηλότερης διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του εισερχόμενου και του εξερχόμενου ψυκτικού νερού.
Ένα πολυροή επιφανειακό συμπυκνωτήριο είναι ένα είδος επιφανειακού συμπυκνωτήριου στο οποίο το ψυκτικό νερό ρέει μέσα σε περισσότερες από δύο διαδρομές παράλληλα μέσα σε διαφορετικές τμήματα λωρίδων. Ο εξάντλησης ατμός εισέρχεται από την ένα πλευρά του σκεύους και ρέει πάνω από όλα τα τμήματα των λωρίδων, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τα πλεονεκτήματα ενός πολυροή επιφανειακού συμπυκνωτήριου είναι:
Έχει υψηλότερη ταχύτητα μεταφοράς θερμότητας από ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο με διπλή ροή λόγω της μεγαλύτερης επαφής μεταξύ του ατμού και του ψυκτικού νερού.
Έχει χαμηλότερη πίεση πέρα από τις λωρίδες λόγω του μικρότερου μήκους των λωρίδων σε κάθε διαδρομή.
Έχει υψηλότερη απόδοση βάκουμ λόγω της χαμηλότερης διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του εισερχόμενου και του εξερχόμενου ψυκτικού νερού.
Τα μειονεκτήματα ενός πολυροή επιφανειακού συμπυκνωτήριου είναι:
Έχει πιο περίπλοκη σχεδίαση και κατασκευή από ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο με διπλή ροή.
Απαιτεί περισσότερο ψυκτικό νερό από ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο με διπλή ροή για την ίδια ποσότητα ατμού.
Έχει υψηλότερο κίνδυνο παρακόλλησης των λωρίδων λόγω των περισσότερων διαδρομών του ψυκτικού νερού.
Ένα επιφανειακό συμπυκνωτήριο κατεύθυνσης κατάβασης είναι ένα είδος επιφανειακού συμπυκνωτήριου στο οποίο ο εξάντλησης ατμός εισέρχεται από την κορυφή του σκεύους και ρέει κατάβαση πάνω από τις λωρίδες. Το ψυκτικό νερό εισέρχεται από το ένα άκρο του σκεύους και ρέει μέσα στις λωρίδες σε μία κατεύθυνση. Το συμπυκνωμένο νερό συλλέγεται στο κάτω μέρος του σκεύους και εκτοξεύεται έξω από έναν εκτοξευτή συμπυκνωτή. Ο εκτοξευτής αέρα βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο του σκεύους, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
