به عنوان تجهیزات اصلی یک سیستم تبادل حرارت، طراحی ساختاری کندانسور مستقیماً کارایی انتقال حرارت، پایداری عملیاتی و سهولت نگهداری آن را تعیین میکند. معمولاً شامل یک پوسته، بسته لوله انتقال حرارت، ورق لوله، لولههای ورودی و خروجی، اجزای پشتیبانی و دستگاههای هدایت جریان و آببندی لازم است. انتخاب مواد، چیدمان هندسی و هماهنگی فرآیند برای هر جزء، همگی بر افزایش انتقال حرارت، کاهش مقاومت جریان، و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد طولانی مدت تمرکز دارند.
پوسته مرز تحمل کننده فشار خارجی{0}} کندانسور است که اغلب یک مخزن تحت فشار استوانه ای یا مربعی است. موادی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ یا فولاد آلیاژی برای برآورده کردن الزامات فشار عملیاتی، دما و خورندگی رسانه هستند. در داخل پوسته، بافلها یا صفحات نگهدارنده برای هدایت مسیر جریان محیط خنککننده یا کار نصب میشوند، زمان ماندگاری را طولانیتر میکنند و تلاطم را افزایش میدهند و در نتیجه انتقال حرارت را افزایش میدهند. درپوشهای انتهایی پوسته دسترسی به تعمیر و نگهداری را فراهم میکنند و بازرسی و تمیز کردن بستههای لوله را تسهیل میکنند.
بسته لوله انتقال حرارت واحد اصلی تبادل حرارت است که از یک سری لوله های فلزی موازی تشکیل شده است. بسته به ویژگی های محیط، مواد لوله را می توان از مس، آلیاژهای مس{1} نیکل، فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم، متعادل کننده رسانایی حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، و مقاومت مکانیکی انتخاب کرد. چیدمان های رایج شامل چیدمان های دایره ای مثلثی، مربعی یا متحدالمرکز است که قطر و فاصله لوله باید بین ناحیه انتقال حرارت محاسبه شده و افت فشار متعادل شود. برای بهبود ضریب انتقال حرارت در سمت هوا یا پوسته، اغلب بالهها به بیرون لولهها اضافه میشوند تا سطحی کشیده را تشکیل دهند، که بهویژه در سازههای خنککننده هوا{4} یا غیرمستقیم معمول است. بسته نرم افزاری لوله در دو انتها به ورق لوله ثابت می شود، که برای قرار دادن و مهر و موم کردن انتهای لوله، و همچنین جداسازی سمت لوله از سمت پوسته، از عدم نشتی بین رسانه ها استفاده می کند.
ورق لوله معمولاً از همان مواد استحکام یا بالاتری مانند پوسته اصلی ساخته می شود و ضخامت و دقت سوراخ شدن آن باید به شدت کنترل شود تا از تمرکز تنش یا نشت در حین کار جلوگیری شود. سازه های آب بندی شامل مهر و موم های جوشی و مهر و موم های انبساط هستند. اولی استحکام و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می دهد، در حالی که دومی جداسازی و نگهداری را تسهیل می کند. برای تجهیزات فشار بالا یا قطر بزرگ، فلنج ها یا حلقه های تقویت کننده نیز بین ورق لوله و پوسته نصب می شوند تا تنش حرارتی و بارهای مکانیکی را توزیع کنند.
طراحی اتصالات ورودی و خروجی باید با دبی و درجه فشار سیستم لوله کشی مطابقت داشته باشد. محل قرارگیری آنها باید جهت جریان متوسط و یکنواختی میدان جریان را در نظر بگیرد تا از جریان مدار کوتاه- یا مناطق مرده جلوگیری شود. تکیه گاه ها و میله های اتصال برای تثبیت موقعیت های نسبی دسته لوله، مقاومت در برابر لرزش و جابجایی انبساط حرارتی در حین کار و محافظت از یکپارچگی سطح انتقال حرارت استفاده می شود. در کندانسورهای تماس مستقیم، ساختار بیشتر سادهتر میشود، اغلب از دستگاههای اسپری و لایههای بستهبندی برای دستیابی به{4}}اختلاط مایعات و تبادل حرارتی گاز استفاده میشود، اما یک سیستم جداسازی و بازیابی مایعات- گاز مورد نیاز است.
به طور کلی، ساختار کندانسور محصول ترکیبی از اصول انتقال حرارت و عمل مهندسی است. هدف بهینهسازی همافزایی مواد، شکلها و چیدمانهای اجزای مختلف، دستیابی به انتقال حرارت کارآمد، جریان مقاومت کم، و عملکرد ایمن طولانیمدت است که تضمینی محکم برای بهبود بهرهوری انرژی و پایداری سیستم در صنایع تبرید، شیمیایی و برق است.
