مبدل حرارتي و انواع آن

آيا مي دانيد مبدل حرارتي چيست؟

مبدل هاي حرارتي (مبدل هاي گرمايي) تجهيزاتي صنعتي مي باشند كه به كمك آن ها مي توان در اثر تماس غير مستقيم دو سيال، سيال ديگر را گرم يا سرد كرد. از طرفي ديگر كاربرد اصول انتقال حرارت در طراحي تجهيزات براي مقاصد خاص، از اهميت بسيار زيادي برخوردار است و هدف از به كارگيري اصول انتقال حرارت در طراحي، تلاش براي رسيدن به هدف توسعه توليد براي سود دهي اقتصادي مي باشد. در واقع دانستن نوع مبدل بر اساس سيال هايي كه از آن عبور مي كنند نقش مهمي در طراحي و محاسبات فني و مالي مبدل هاي گرمايي به دنبال خواهد داشت.

انواع مبدل هاي حرارتي

• مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله
• مبدل هاي حرارتي صفحه اي
• مبدل ‌هاي حرارتي لوله ‌اي دوبل

مبدل حرارتي پوسته و لوله

اين مبدل هاي گرمايي از تعداد زيادي لوله با قطر كم، كه داخل يك پوسته استوانه اي قرار دارند، تشكيل شده اند. لوله ها در جاي خود ثابت اند و مي توانند U شكل يا صاف باشند. جنس لوله ها معمولا از مس است اما بر اساس كاربردشان مي توانند از فولاد ضد زنگ (استيل)، نيكل، برنج و تيتانيوم هم باشندكه درون پوسته اي فلزي قرار مي گيرند. در اين مبدل ها دو سيال وجود دارد كه يكي در لوله ها جريان دارد و ديگري اطراف لوله ها و درون پوسته قرار دارد. مبدل هاي پوسته و لوله سطح تماس زيادي دارند كه باعث مي شود تبادل گرمايي را در حجم كم به خوبي انجام دهند. معمولا در كندانسور ها و مولد هاي بخار از اين نوع مبدل ها استفاده مي شود.

مبدل‌ هاي گرمايي پوسته و لوله را مي ‌توان به عنوان پر مصرف‌ ترين نوع مبدل حرارتي در صنايع مختلف معرفي كرد كه به صورت گسترده، به منظور مبادلات دمايي ميان سيالات گوناگون قابل استفاده هستند و قابليت تحمل فشار و دماي بالا را دارند. مبدل ‌هاي گرمايي پوسته و لوله از دسته ‌هاي فراوان لوله كه داخل يك مخزن استوانه ‌اي شكل (پوسته) قرار گرفته‌ اند، تشكيل مي ‌شود. همه‌ لوله‌ ها به يك خروجي و ورودي متصل هستند. جنس لوله‌ ها غالبا از مس و استيل است و گاهي با توجه به نوع كاربري مي ‌تواند از جنس برنج، آلومينيوم، نيكل و ... نيز باشد.

فرآيند عملكردي مبدل حرارتي پوسته و لوله چگونه است؟

عملكرد اين مبدل‌ها به اين شكل است كه يك سيال با دماي اوليه مشخص داخل لوله‌ ها و سيالي ديگر در محيط اطراف لوله ‌ها، يعني در داخل پوسته جريان مي ‌يابد و به اين ترتيب طي تماسي غير مستقيم، اين دو سيال از طريق ديواره لوله‌ها و اختلاف دمايي موجود، مبادله انرژي انجام مي‌ دهند، حرارت از سيالي كه دماي بالايي دارد به سيال ديگر منتقل مي ‌شود.

اجزاي تشكيل دهنده مبدل حرارتي پوسته و لوله

هر مبدل حرارتي پوسته و لوله داراي يك سري اجزاي اصلي است و در برخي از مدل ‌ها ممكن است قطعات اضافه ‌اي هم بسته به كارايي و نوع صنعت داشته باشند. پوسته، لوله يا تيوب (خميده با مستقيم)، پيچ و مهره، واشر، نازل‌ ها، بافر ها، هد جلو و عقب، تاي رود و فلنج بادي از قطعات اصلي مبدل‌ هاي پوسته و لوله هستند.

مبدل حرارتي صفحه‌ اي

هر مبدل حرارتي صفحه ‌اي از تعداد فراواني صفحات نازك فلزي تشكيل شده است كه با فاصله اندك و به صورت فشرده در كنار هم قرار گرفته ‌اند. اين صفحات به صورت يكي در ميان نسبت به هم آب ‌بندي شده ‌اند. در واقع  مبدل ‌هاي صفحه ‌اي را مي‌ توان نسل جديد مبدل‌ هاي گرمايي معرفي كرد كه به دليل مزاياي متعدد آن ‌ها، امروزه استفاده از آن‌ ها در صنايع فراگير شده است.

جنس صفحات اين مبدل ‌ها از فولاد ضد زنگ (استنلس استيل ۳۱۶) است، بنابراين استحكام بالايي در برابر خوردگي و دماي بالا دارند. در مبدل ‌هاي گرمايي صفحه‌ اي، سيال‌ هاي سرد و گرم در كانال ‌ها يا شيار هاي موجود در صفحات آن‌ ها جريان پيدا مي ‌كنند و با توجه به شكل ظاهري، سطح وسيعي را براي مبادله جريان فراهم مي ‌كنند كه سبب برتري و ارتقاي بازدهي اين نوع مبدل ‌ها نسبت به مبدل ‌هاي گرمايي پوسته و لوله مي ‌شود.

اين نوع مبدل حرارتي از تعدادي صفحه تشكيل شده كه تبادل گرمايي انجام مي دهند. اين صفحات با توجه به كاربردي كه دارند و نوع سيالي كه بين صفحات استفاده مي شوند، به دو نوع واشر دار Gasket و جوشي bruzzed تقسيم بندي مي شوند. مبدل هاي گرمايي جوشي خود به دو نوع مبدل حلزونيSpiral plate  و لاملاLamella   تقسيم بندي مي شوند. مبدل حرارتي واشر دار، تعدادي از صفحات نازك با سطح چين دار يا موج دار است كه سيال هاي گرم و سرد را از يك ديگر جدا مي كند. اين نوع از مبدل هاي گرمايي عمدتا در صنعت تاسيسات و تهويه مطبوع، صنايع غذايي، پتروشيمي و ... استفاده و بهره برداري مي شوند. مبدل هاي گرمايي حلزوني با پيچاندن دو صفحه بلند موازي به شكل يك حلزون با استفاده از يك ميله اضافي و جوش دادن لبه هاي صفحات مجاور به صورتي كه يك كانال را تشكيل دهند، شكل داده مي شوند. در هر يك از دو مسير حلزوني يك جريان ايجاد مي شود كه انتقال گرما را انجام مي دهد. مبدل هاي گرمايي صفحه اي از نوع لاملا، كانال هاي ساخته شده از صفحات فلزي نازك است كه به طور موازي جوشكاري شده اند و به صورت طولي در يك پوسته قرار گرفته اند.

اجزاي تشكيل دهنده مبدل حرارتي صفحه‌ اي

واشر هاي آب ‌بندي، صفحات مبدل، پيچ ‌هاي فشاري، فريم يا قاب متحرك و ثابت، ميله حامل و تكيه‌ گاه از جمله قطعات اصلي سازنده هر مبدل حرارتي صفحه ‌اي هستند.

مبدل‌ حرارتي هوا خنك

اين نوع مبدل هاي گرمايي عمدتا براي كاربرد هاي گاز-گاز يا مايع-گاز استفاده مي شوند. در اين مبدل ها جريان هواي مورد نياز براي خنك كردن سيال داخل لوله ها، به وسيله يك فن دمشي يا مكشي تامين مي شود و خنك كنندگي، توسط جريان هوا انجام مي شود. در اين مبدل هاي گرمايي هيچ تماسي بين سيالي كه خنك مي شود و هوا وجود ندارد. سيال با درجه حرارت بالا وارد لوله هاي (كويل) شده و در مسيري پر پيچ و خم حركت مي كند تا كم كم به وسيله هوايي كه از فن ها دميده مي شود، خنك شود. به طور كلي مبدل هاي گرمايي در صنايع و دستگاه هاي مختلف مانند ديگ بخار، كندانسور، اواپراتور، پيش گرم كن فن كويل، رادياتور، مولد بخار و ... استفاده و بهره برداري مي شوند.

چگونه مبدل حرارتي مناسب را متناسب با نياز هاي خاص حوزه كاري خود پيدا كنيد؟

در اينجا برخي از بينش هاي مفيد وجود دارد كه به شما در انتخاب صحيح كمك مي كند. انتخاب مبدل حرارتي شما به ماهيت محصول و فرآيند شما بستگي دارد. در مورد اين كه آيا محصول شما داراي ويسكوزيته بالا يا پايين است. در مورد اين كه آيا حاوي ذرات يا الياف است. در مورد اين كه آيا حاوي نشاسته يا نمك است. اين عوامل همگي بر پيچيدگي محصول شما تأثير مي گذارند و در نتيجه نوع مبدل حرارتي يا همان مبدل گرمايي كيفيت محصول و فرآيند توليد شما را بهينه مي كند. با توجه به نوع مبدل حرارتي كه در بالا تر توضيح داده شده نوع مبدل حرارتي خود را انتخاب كنيد. يكي ديگر از عوامل مهم اين است كه چه مقدار محصول توليد مي كنيد و چقدر ماژول تبادل حرارت را اجرا مي كنيد. آيا قصد داريد 100 ليتر در روز يا 10000 ليتر در ساعت توليد كنيد؟ اين بر اندازه و نوع مبدل حرارتي متناسب با نياز هاي خاص شما تأثير مي گذارد.

قيمت مبدل حرارتي

قيمت مبدل حرارتي با توجه به نوع مبدل كه انتخاب مي ‌كنيد بسيار متفاوت است براي اين كه قيمت دقيق و بروز داشته باشيد بهترين كار اين است كه با مشاورين ما در مجموعه توليدي و صنعتي مهتاب گستر در تماس باشيد تا شما را براي خريدي مطمئن راهنمايي كنند.