هم اکنون عضو شبکه تلگرام رجانیوز شوید
مبدل حرارتی از پرکاربردترین تجهیزات استفاده شده در صنعت است و در بسیاری از موارد برای انجام یک فرایند صنعتی، بعنوان یک عنصر حیاتی عمل می‌کند و بدون مبدل حرارتی انجام فرایند مربوطه ناقص می‌ماند و به انجام نمی‌رسد.
لذا سعی داریم که در این مقاله بصورت اجمالی مبدل حرارتی را به شما معرفی کنیم تا هرچه بهتر با این وسیله‌ی مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف به‌خوبی آشنا شوید، اگر علاقه‌مندید بیشتر در مورد مبدل حرارتی بدانید با ما تا انتهای این متن همراه باشید.
مبدل حرارتی چیست؟
مبدل حرارتی در سال ۱۹۲۳ توسط دکتر ریچارد سلیگمن به‌عنوان روشی برای گرمایش و سرمایش غیرمستقیم مایعات اختراع شد. همان‌طور که گفتیم، مبدل حرارتی یک وسیله‌ی پرکاربرد و بعضاً حیاتی در صنایع مختلف و فرآیندهای شیمیایی آن‌هاست و در این وسیله دو یا چند سیال با دماهای متفاوت باهم تبادل حرارت می‌کنند، تا سیال مورد نظر به دمای پایین‌تر یا بالاتر برسد. تبادل دما در مبدل حرارتی می‌تواند بین مایع با مایع، گاز با گاز و یا گاز با مایع انجام شود و هدفش نیز خنک‌تر کردن سیال گرم و یا بالعکس میباشد و گاهاً نیز انجام هردو مورد به صورت هم‌زمان مدنظر صاحبان صنایع است.
از مبدل حرارتی در صنایع کوچک، بزرگ و حتی بسیار بزرگ استفاده می‌شود و در همگی آن‌ها معمولاً جزو مهم‌ترین بخش‌های آن صنعت محسوب می‌شود؛ از کاربردهای مبدل حرارتی در صنایع می‌توان به مواردی نظیر: پالایشگاه‌ها، صنایع فرآیندی، نیروگاه‌ها، گرمایش، صنایع ذوب فلز، صنایع غذایی و دارویی، صنایع ساخت و تولید، صنایع پتروشیمی، کاربردهای فضایی و تهویه مطبوع اشاره نمود. خرید مبدل حرارتی در این صنایع برای استفاده در بخش‌هایی مانند: کندانسور، برج خنک‌کن، تبخیر کننده‌ها، خنک‌کن و گرم‌کن روغن، پیش‌گرمکن فن‌کویل، مولد بخار، دیگ بخار، کوره‌ها، رادیاتورها و... میباشد که همگی از بخش‌های مهم فرایند صنایع مربوطه محسوب می‌شوند. برای طراحی یک مبدل حرارتی جهت انجام کاری خاص باید محاسباتی طولانی و پیچیده انجام گیرد که امروزه این کار با نرم‌افزارهای رایانه‌ای نظیر HTFS و Aspen B-jac انجام می‌شوند و این برنامه‌ها کار محاسبات را برای مهندسین مربوطه بسیار راحت‌تر نموده‌اند.
انواع مبدل حرارتی:
مبدل حرارتی را از جنبه‌های مختلف می‌توان دسته‌بندی نمود و بنا به تنوع ساختار و کارکرد این وسیله می‌شود در دسته‌های مختلفی آن را جای داد و برای خرید مبدل حرارتی باید علاوه بر قیمت مبدل حرارتی، به نوع و دسته‌بندی آن نیز توجه نمود، انواع این دسته‌بندی‌ها عبارتند از:
- توجه به جهت جریان سیال سرد و گرم یکی از انواع این دسته‌بندی‌هاست.
- دسته‌بندی مبدل حرارتی براساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم نوع دیگر دسته‌بندی مبدل حرارتی میباشد.
- همچنین مبدل حرارتی را بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم نیز دسته‌بندی می‌کنند.
- دسته بندی مبدل حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل‌ها هم مدنظر برخی از کارشناسان میباشد.
مبدل حرارتی با توجه به جهت جریان سیال سرد و گرم
- مبدل حرارتی جریان همسو(جریانات سردوگرم به‌صورت موازی و هم‌جهت می‌باشند).
- مبدل حرارتی جریان غیرهمسو(جریانات سردوگرم دارای جهت‌های مخالف همدیگر هستند).
- مبدل حرارتی جریان عمود برهم (دراین مدل بنابر نوع طراحی به جریانات، مخلوط و غیرمخلوط می‌گویند).
دسته‌بندی مبدل حرارتی براساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
- مبدل حرارتی Recuperative (سیال سردوگرم توسط سطحی ثابت و جامد از هم جدا می‌شوند).
- مبدل حرارتی Regenerative (در این مدل بخش جداکننده‌ی سیالات ثابت نیست و بخش‌های از آن در معرض سیالات قرار می‌گیرد).
- مبدل حرارتی تماس مستقیم (در این مدل هیچ حائلی بین جریانات سردوگرم وجود ندارد و تماس بین سیالات به‌صورت مستقیم برقرار می‌گردد).
لازم به ذکر است که اکثر مبدل‌های استفاده شده در صنعت از نوع Recuperative می‌باشند و از نوع Regenerative معمولاً در مقیاس‌های تحقیقاتی و نمونه‌ای استفاده می‌شود.
در خرید مبدل حرارتی باید به مکانیزم انتقال حرارت بین سیالات نیز توجه نمود، زیرا مبدل حرارتی بنابر مکانیزم انتقال حرارت بین سیالات سرد و گرم نیز به انواع مختلف زیر تقسیم می‌شوند:
- جابجایی یک فاز در هر دو سمت
- جابجایی دو فاز در هر دو سمت
- جابجایی یک فاز در یک سمت و جابجایی دو فاز در سمت دیگر
از موارد دیگری که می‌بایست در خرید مبدل حرارتی بدان توجه نمود این است که انواع مبدل حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی دارای تفاوت‌هایی هستند که از آن‌جمله می‌توان به :
مبدل حرارتی لوله ای
این نوع مبدل حرارتی از لوله‌های متعدد کوچکی تشکیل شده که داخل پوسته‌ای استوانه‌ای قرارگرفته‌اند و با استفاده از پشته لوله داخل سیلندر قرار می‌گیرند. قیمت مبدل حرارتی لوله‌ای از نوع صفحه‌ای بیشتر است و دلیل اصلی بالا بودن قیمت مبدل حرارتی لوله‌ای نیز حجم زیاد اجناس مصرف شده در ساخت این نوع مبدل حرارتی میباشد. با این وجود که قیمت مبدل حرارتی بیشتر از انواع دیگر است ولی نرخ رسوب‌گیری آن به مراتب کمتر است و به همین دلیل نیز در مکان‌هایی مانند استخرها از مبدل حرارتی پوسته و لوله استفاده می‌شود.
مبدل حرارتی صفحه ای
این نوع مبدل حرارتی نیز نوع عملکردش شبیه نوع لوله‌ای است با این تفاوت که در مبدل حرارتی صفحه‌ای به‌جای لوله‌ها از تعدادی صفحات انباشته شده روی هم استفاده شده‌است. باید برای خرید مبدل حرارتی به این نکته توجه داشت که قیمت مبدل حرارتی از نوع صفحه‌ای نسبت به دیگر مبدل‌ها کمتر میباشد، زیرا از مواد و مصالح کمتری در ساخت آن استفاده می‌شود که باعث کاهش قیمت مبدل حرارتی صفحه‌ای شده است.
مبدل‌های گرمایی یا سطوح پره‌دار
این مبدل‌ها که به آن‌ها مبدل‌های حرارتی خنک‌کننده هوا نیز می‌گویند در وسایل نقلیه بسیار پرکاربردند و در خرید مبدل حرارتی باید توجه داشت که این مبدل حرارتی برای خنک نمودن از هوای خنک تولید شده توسط فن‌ها یا حرکت وسیله‌ی مورد نظر استفاده می‌کند. البته ذکر این نکته ضروری‌ست که قیمت مبدل حرارتی مانند همه‌ی اجناس موجود در بازار با نوسانات اقتصادی دست‌خوش تغییراتی شده‌است و برای خرید مبدل حرارتی در این بازار می‌بایست به دنبال مرکز فروشی تخصصی باشید.
