تمام سیستم های صنعتی نیاز به اینترکولر و افترکولر دارند. در برخی از سیستم ها، افتر کولر و اینترکولر جزء جدایی ناپذیر پکیج کمپرسور هستند، در حالی که در بسیاری از سیستم ها، یک قطعه مستقل از تجهیزات است. برخی از سیستم ها هر دو را دارند. مبدل حرارتی مکانیکی باید تا حد امکان نزدیک به تخلیه کمپرسور باشد تا هوا بلافاصله پس از تخلیه از کمپرسور خنک شود. به افتر کولر و اینترکولر، کولر هوایی شارژی نیز گفته می شود. اگرچه، آنها اساساً هدف یکسانی دارند و مانند یک رادیاتور بزرگ عمل می کنند.
افترکولر چیست ؟
مبدل حرارتی افتر کولر (Aftercooler) دستگاهی است که برای خنک کردن هوای فشرده پس از خروج از کمپرسور به کار می‌رود. کمپرسورها در حین فشرده‌سازی هوا، دمای آن را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند. این افزایش دما می‌تواند بر عملکرد سیستم تأثیر منفی بگذارد، باعث کاهش راندمان تجهیزات شود و حتی در برخی موارد باعث آسیب دیدن آنها گردد. افتر کولر با کاهش دمای هوای فشرده، این مشکلات را برطرف می‌کند.
عملکرد اصلی افترکولر کمپرسور
- خنک کردن هوای فشرده:
هوای فشرده شده با عبور از لوله‌ها یا پره‌های خنک‌کننده افتر کولر، گرمای خود را از دست می‌دهد.
- جدا کردن رطوبت:
با کاهش دما، بخار آب موجود در هوا به مایع تبدیل شده و از جریان هوای فشرده جدا می‌شود. این امر به افزایش عمر تجهیزات پایین‌دست کمک می‌کند.
چرا کاهش دما در کمپرسورها مهم است؟
- کمک به افزایش راندمان با استفاده از افتر کور: هوای فشرده داغ حاوی رطوبت بیشتری است. با کاهش دما، رطوبت موجود به صورت مایع تقطیر شده و از سیستم خارج می‌شود. این عمل باعث کاهش بار کاری کمپرسور و افزایش راندمان سیستم می‌شود.
- جلوگیری از خوردگی: رطوبت موجود در هوای فشرده می‌تواند باعث خوردگی لوله‌ها و تجهیزات پایین‌دست شود. با حذف رطوبت، عمر مفید تجهیزات افزایش می‌یابد.
- کاهش افت فشار: هوای داغ حجم بیشتری نسبت به هوای سرد دارد. با کاهش دما، حجم هوا کاهش یافته و در نتیجه افت فشار در سیستم کمتر می‌شود.
انواع افترکولر:
افتر کولرها به دو دسته کلی تقسیم میشوند:
- افتر کولر آبی (Water-Cooled): در این نوع افتر کولر، هوای فشرده از داخل لوله‌هایی عبور می‌کند که با آب سرد احاطه شده‌اند. انتقال حرارت بین هوا و آب باعث کاهش دمای هوا می‌شود.
- افتر کولر هوایی (Air-Cooled): در این نوع افتر کولر، هوای فشرده از داخل لوله‌هایی عبور می‌کند که در معرض جریان هوای سرد قرار دارند. انتقال حرارت بین هوا و هوای سرد باعث کاهش دمای هوا می‌شود.
پارامترهای مهم در طراحی افترکولر
برای طراحی یک افتر کولر استاندارد، باید پارامترهای زیر مشخص شوند:
- دبی هوای فشرده (Flow Rate): حجم جریان هوا یا گاز بر حسب متر مکعب بر دقیقه (m³/min) یا فوت مکعب بر دقیقه (CFM).
- فشار ورودی (Pressure): فشار گاز پس از کمپرسور (Bar یا PSI).
- دمای ورودی و خروجی: دمای هوای فشرده در ورودی و دمای مطلوب در خروجی.
- نوع محیط خنک‌کننده:
- هوا: افتر کولر هوایی.
- آب: افتر کولر آبی.
- مواد مورد استفاده: انتخاب جنس لوله‌ها و پره‌ها با توجه به مقاومت در برابر فشار، خوردگی و حرارت.
برخی از کاربردهای افتر کولر
- در کمپرسورهای صنعتی برای بهبود کیفیت هوای فشرده.
- در سیستم‌های پنوماتیک برای افزایش راندمان تجهیزات.
- در صنایعی که به هوای خشک و خنک نیاز دارند، مانند صنایع غذایی، داروسازی و خودروسازی.
ساخت افتر کولر با توجه به نیاز های شما: افزایش راندمان و طول عمر بیشتر سیستم شما
اگر به دنبال افزایش راندمان و طول عمر سیستم پنوماتیک خود هستید؟ افتر کولر سفارشی، پاسخگوی نیازهای خاص شماست. ما در شرکت مکانیک سیالات، با بهره‌گیری از دانش فنی و تجهیزات پیشرفته، افتر کولرهایی را طراحی و تولید می‌کنیم که به طور کامل با سیستم شما سازگار بوده و بهترین عملکرد را ارائه می‌دهند.
چرا ساخت افتر کولر با توج به نیاز های شما مهم است ؟
- تطبیق با شرایط خاص: افتر کولرهای سفارشی با توجه به دبی هوا، فشار، دمای محیط و سایر پارامترهای سیستم شما طراحی میشوند تا بهترین عملکرد را داشته باشند.
- افزایش راندمان: با کاهش دمای هوای فشرده و حذف رطوبت، راندمان کمپرسور افزایش یافته و در نتیجه هزینه‌های انرژی کاهش می‌یابد.
- طول عمر بیشتر تجهیزات: هوای خشک و سرد، از خوردگی لوله‌ها و تجهیزات پایین‌دست جلوگیری کرده و طول عمر آنها را افزایش می‌دهد.
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: با بهبود عملکرد سیستم، هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد.
- بهبود کیفیت هوای فشرده: هوای فشرده خشک و تمیز، برای کاربردهای حساس مانند صنایع غذایی و دارویی بسیار مناسب است.
اینترکولر چیست ؟
اینترکولر یک مبدل حرارتی مکانیکی است که در موتورهای توربوشارژ برای خنک کردن هوای فشرده به دمای نزدیک محیط استفاده می شود تا بازده حجمی آنها افزایش یابد. با این حال، برخلاف افتر کولر، هوای فشرده شده توسط توربوشارژر یا سوپرشارژر را قبل از ورود به موتور خنک می کند و اجازه می دهد هوای بیشتری وارد موتور شود. این امر چگالی هوا را افزایش داده و موجب ارتقاء کارایی موتور و هم حداکثر نمودن توان خروجی برای حداکثر فشار ورودی معین در موتورها میباشد. موتورهای توربوشارژ احتمال اشتعال زودرس با ضربه یا انفجار را دارند و خنک‌کننده‌های اینترکولر عمدتاً برای کاهش ضربه استفاده میشوند.
مزایای استفاده از اینتر کولر
- خنک کردن هوا: در توربوشارژر یا سوپرشارژر، هوای ورودی به دلیل فشرده‌سازی گرم می‌شود. هوای گرم تراکم کمتری دارد و محتوای اکسیژن آن کمتر است، که باعث کاهش راندمان احتراق می‌شود.اینترکولر با کاهش دمای هوای فشرده، چگالی آن را افزایش می‌دهد و مقدار اکسیژن موجود در هر واحد حجم هوا بیشتر می‌شود.
- بهبود احتراق: هوای خنک و متراکم به بهبود احتراق سوخت در موتور کمک می‌کند، که نتیجه آن افزایش توان خروجی و کاهش مصرف سوخت است.
تفاوت افتر کولر و اینتر کولر
افتر کولر و اینتر کولر هر دو دستگاهی هستند که برای خنک کردن هوای فشرده در سیستم‌های پنوماتیکی و موتورهای احتراقی استفاده میشوند. اما تفاوت‌های مهمی بین آنها وجود دارد که باعث کاربردهای متفاوتشان می‌شود.
افتر کولر (Aftercooler)
- موقعیت: افتر کولر معمولاً بعد از مرحله نهایی فشرده‌سازی هوا در کمپرسور قرار می‌گیرد.
- هدف: هدف اصلی افتر کولر، کاهش دمای هوای فشرده و حذف رطوبت موجود در آن است. با کاهش دما، رطوبت موجود به صورت مایع تقطیر شده و از سیستم خارج می‌شود.
اینتر کولر (Intercooler)
- موقعیت: اینتر کولر معمولاً بین مراحل مختلف فشرده‌سازی در کمپرسورهای چند مرحله‌ای یا در موتورهای توربوشارژ قرار می‌گیرد.
- هدف: هدف اصلی اینتر کولر، کاهش دمای هوای فشرده بین مراحل فشرده‌سازی است. با کاهش دما، چگالی هوا افزایش یافته و در نتیجه می‌توان هوای بیشتری را وارد سیلندر موتور کرد.
نقش مکانیک سیالات در ساخت افتر کولر و اینتر کولر
کمپرسور های هوای فشرده توسط سازنده های معتبر در سطح دنیا ماننده شرکت اطلس کوپکو، اینگرسل رند، سامسونگ و غیره ساخته میشوند. شرکت مکانیک سیالات با اتکا به دانش بومی توانسته است قسمت افتر کولر و اینتر کولر این نوع سیستم ها شامل افتر کولر ژنراتور هیوندای ۴ مگاوات، افتر کولر کمپرسور سامسونگ و افتر کولر کمپرسور اینگرسل رند را در مقیاسهای متفاوت تولید نماید.
