انواع مبدل حرارتی و کاربرد مبدل حرارتی از جمله موضوعاتی هستند که باید جزو حداقل هایی باشد که یک مهندس در حوزه سیالات باید آموزش ببیند. مبدلهای حرارتی جزو تجهیزات پرکاربرد در انتقال حرارت هستند که اساس کار آنها انتقال حرارت بین دو یا چند سیال در جریان است و توسط تجهیزات مکانیکی (مانند لوله ، پوسته ، صفحه و..) از یکدیگر جدا شده اند . مبدلهای حرارتی دارای کاربردهای گسترده صنعتی و خانگی هستند.
بسیاری از مبدل های حرارتی برای سیستم های بخار ، پلنت شیمیایی ، گرمایش و خنک کننده و صنایع غذایی ، صنایع نفت و گاز ، سیستم های تهویه مطبوع ، سیستم ها ی گرمایش و … طراحی و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
– پالایشگاه نفت و گاز و صنایع پتروشیمی
– نیروگاه تولید برق
– صنایع تولیدی
– صنعت مواد غذایی
– داروسازی
– صنعت ذوب
– صنایع شیمیایی
– و انواع سیستم های تهویه مطبوع و تجهیزات آن مانند موتورخانه (دیگ و چیلر) ، اواپراتور ، کندانسور ، برج خنک کننده و …
مبدلهای حرارتی انواع مختلفی دارند . این مبدل ها میتوانند به صورت مستقیم یا غیر مستقیم برای انتقال حرارت سیالات مختلف به کار رود. معمولا مبدل های حرارتی به صورت غیر مستقیم با استفاده از تجهیزات پوسته و لوله یا تجهیزات مکانیکی فلزی صورت میگیرد.
دلیل استفاده از موارد فلزی برای انتقال حرارت بهتر و همچنین مقاومت بیشتر در مقابل خوردگی و فشار و صدمات مکانیکی است . مکانیزم انتقال حرارت آن ها در همه مبدل های حرارتی تقریبا شبیه به هم است .
انواع مبدل حرارتی به ترتیب زیر است:
مبدل حرارتی پوسته و لوله به صورت کلی از سه قسمت اصلی تشکیل شده:
مبدل حرارتی صفحه ای یا همان پلیتی از تعداد زیادی صفحه فلزی که با فاصله اندکی کنار یکدیگر قرار می گیرند و با الگوی یکی در میان نسبت به هم آب بندی می شوند، تشکیل می شود.
یک سیال به عنوان سیال دما بالا و یک سیال هم به عنوان سیال دما پایین وارد آن شده و از طریق سطح فلزی این صفحات با یکدیگر تبادل گرمایی انجام می دهند. این صفحات سطح انتقال حرارت زیادی ایجاد می کنند و به همین دلیل ابعاد این نوع از مبدل ها کوچک (فشرده) است.
یکی از معایب این مبدل ها در مقایسه با انواع مبدل شل اند تیوب (پوسته و لوله) این است که فشار کمتری را تحمل می کنند و برای کاربردهای فشار بالا معمولا از نوع پلیتی استفاده نمی شود.
اجزای مبدل حرارتی صفحه ای در شکل زیر نشان داده شده که همانطور که گفته شد، سیال دما بالا و دما پایین با الگوی یکی در میان بین صفحات حرکت کرده و حرارت از جداره این صفحات بین دو سیال منتقل می شود.
انواع مبدل های حرارتی هوا خنک که به آنها فن دار یا درای کولر نیز میگویند از یک یا تعدادی کویل (لوله های متعدد رفت و برگشتی با پره هایی در اطراف آن) و فن تشکیل شده اند (همانند رادیاتور اتومبیل) که سیال با درجه حرارت بالا از داخل کویل عبور می کند
و در اثر وزش هوا توسط فن ها از سطح بیرونی کویل و در نتیجه برخورد ذرات هوا با سطح داغ لوله ها و پره های کویل، حرارت اضافی از سیال با درجه حرارت بالا گرفته می شود. مبدل های هوا خنک خود به انواع عمودی، افقی و V شکل تقسیم می شوند.
مبدل های حرارتی دو لوله ای یا double pipe heat exchanger ساده ترین نوع مبدلهای حرارتی در صنعت هستند . عملکرد این مبدل‌ها به این صورت است که دو لوله هم مرکز با اندازه‌های مختلف درون یکدیگر قرار گرفته‌اند .
سیال اول از درون لوله اول عبور کرده و سیال دوم هم در فضای بین لوله اول و پوسته (یا همان لوله دوم) جریان می‌یابد و انتقال حرارت بین این دو سیال رخ می‌دهد .
در مبدل های دو لوله ای ، سیالات به دو صورت (هم جریان ) و (غیرهم جریان ) با یکدیگر تبادل حرارت می‌کنند . ساخت این مبدل ها به هر دو صورت هم جریان و غیر هم جریان انجام میشود ولی راندمان آن در حالت غیر هم جریان بالاتر است .
در طراحی این مبدل ها، یکی از فاکتورهای مهم، نوع الگوی جریان در مبدل است چهار الگوی اصلی جریان برای مبدلهای حرارتی وجود دارد:
مبدلهای حرارتی جریان موازی ، دستگاه‌های تبادل گرما هستند که در آنها مایعات به موازات و هم جهت یکدیگر حرکت می کنند. اگرچه این پیکربندی به طور معمول بازده کمتری نسبت به آرایش جریان مخالف دارد ، اما همچنین بیشترین یکنواختی حرارتی را در دیواره مبدل های حرارتی فراهم می کند.
مبادله کن های گرما از لحاظ انتقال جریان به صورت Countercurrent flowمبدل های حرارتی جریان مخالف ، به گونه ای طراحی شده‌اند که مایعات در داخل مبدل حرارتی خلاف یک دیگر حرکت می‌کنند. جریان مخالف معمولاً بالاترین بازده را نشان می دهد زیرا بیشترین انتقال گرما بین مایعات و در نتیجه ، بیشترین تغییر دما را امکان پذیر می کند.
مبادله کن های گرما از لحاظ انتقال جریان به صورت Crossflowدر مبدل های حرارتی جریان متقاطع ، مایعات عمود بر یکدیگر جریان می‌یابند کارایی مبدلهای حرارتی که از این پیکربندی جریان استفاده می کنند بین مبدلهای حرارتی جریان مقابل و جریان موازی قرار می گیرد.
مبدلهای حرارتی جریان ترکیبی دارای چند الگوی جریان هستند. به عنوان مثال ، در طراحی مبدلهای حرارتی می توان از چندین گذر جریان و ترتیب استفاده کرد (به عنوان مثال ، ترتیب جریان متقاطع و جریان مخالف) در یک مبدل حرارتی واحد
لازم به ذکر است که انواع مبدل های حرارتی را میتوانید از شرکت شوفاژکاران تهیه فرمایید.
مبدل حرارتی پوسته و لوله جز متداول‌ترین و پرکاربردترین نوع مبدل هایی است که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای کاربردهای مختلف و در اندازه‌های گوناگون ساخته میشود. بنابراین قیمت آن بر حسب ابعاد و کاربرد آن متفاوت است.
شرکت شوفاژکاران اهورا تولید کننده انواع مبدل های حرارتی اعم از پوسته و لوله ، استخر ، فلکسینوکس ، اسپانیایی ، دریایی و استیل می باشد که دارای بهترین جنس و با گارانتی محصول هستند. جهت مشاوره با کارشناسان شوفاژکاران اهورا می توانید از راه های ارتباطی زیر تماس بگیرید.
