مبدل حرارتی
مبدل حرارتی چیست ؟
مبدل حرارتی دستگاهی برای انتقال حرارت در اثر اختلاف دمای ایجاد شده بین دو سیال، از یک سیال به سیال دیگر است. به عنوان مثال مبدل حرارتی روغن، حرارت روغن را به آب یا هوا منتقل می کند و روغن خنک می شود. به منظور جلوگیری از اختلاط، توسط دیواره جامدی سیال ها از هم جدا می شوند، اما در انواع به خصوصی از مبدل های حرارتی امکان تماس بین سیال ها امکان پذیر می شود. از جمله مهم ترین انواع نوع مبدل های حرارتی را می توان به مبدل حرارتی پوسته لوله ، مبدل حرارتی دو لوله و مبدل حرارتی صفحه ای اشاره نمود.
کاربرد مبدل های حرارتی
با توجه به افزایش قیمت سوخت ، استفاده بهینه و درست از سوخت ها مورد توجه قرار گرفته است. یکی از تجهیزاتی که در مصرف انرژی کمک کننده با کارایی بالا تلقی می شود مبدل های حرارتی هستند. این سیستم ها با حداکثر استفاده از انرژی موجود باعث کاهش استفاده از سوخت در سیستم های خنک کننده مانند چیلر ها و سیستم های گرمایشی مانند دیگ های بخار می شودند. در این بین مبدل های حرارتی صفحه ای یک راه حل مناسب نسبت به مبدل های حرارتی پوسته ولوله هستندو برخی از کاربرد های مبدل حرارتی در صنعت عبارتند از:
- صنایع فولاد
- تاسیسات و تهویه مطبوع
- صنایع نفت وگاز و پتروشیمی
- صنایع غذایی
- نیروگاه های تولید برق
- سیستم های تولید هم زمان برق و حرارت
- سیستم های تولید کننده هم زمان برق ، حرارت و سرمایش
عملکرد مبدل حرارتی
همان طور که از نام این سیستم مشخص است مبدل حرارتی وسیله ای است که گرما را از یک محیط یا سیال جذب کرده و گرمای جذب شده را به محیط و یا سیال دیگر انتقال می دهد. امروزه مبدل حرارتی به یک بخش جدایی ناپذیر از سیستم های صنعتی تبدیل شده است. این سیستم ها در انواع مختلف با عملکرد های متفاوتی با توجه به ماهیت کاری، فشار ، دما، نرخ انتقال حرارتطراحی و تولید می شوند. در ادامه به بررسی عملکرد انواع این سیستم ها خواهیم پرداخت.
انواع مبدل حرارتی
- مبدل حرارتی دو لوله
- مبدل حرارتی لوله ای
- مبدل حرارتی پوسته لوله
- مبدل حرارتی صفحه ای
مبدل حرارتی دو لوله
ساده ترین نوع مبدل های حرارتی در صنعت مبدل حرارتی دو لوله است، این نوع مبدل حرارتی ارزان قیمت هستند و نیازبه سرویس خاصی ندارند به همین سبب انتخاب بسیار مناسبی برای صنایع کوچک محسوب می شوند. اما این مبدل ها راندمان پایین و فضای زیادی را اشغال می کنند. به همین جهت در صنایع مدرن از مبدل هایی با راندمان کاری بالاتر استفاده می شود. ساختار کلی این نوع مبدل شامل دو لوله با قطر متفاوت است که لوله با قطر کوچک درون لوله با قطر بزرگ قرار می گیرد. چنان چه یکی از سیالات در لوله کوچک تر و سیال دیگر ما بین دو لوله قرار گیرد انتقال حرارت توسط جداره لوله داخلی صورت می گیرد، برای دستیابی به سطح انتقال حرارت بیشتر فین گذاری می شوند.
مبدل حرارتی لوله ای
مبدل های حرارتی لوله ای امکان ایجاد جریان مخالف و جریان موازی را فراهم می کند و بر همین اساس طراحی می شوند. برای ایجاد ظرفیت بیشتر این نوع مبدل ها را می توان به صورت سری یا موازی در کنار یکدیگر قرار داد. مبدل حرارتی لوله ای در صنایع غذایی و همچنین تهویه مطبوع بیشترین کاربرد را دارند.
مبدل حرارتی پوسته لوله
یکی از رایج ترین انواع مبدل های حرارتی در صنعت تهویه مطبوع ، مبدل های حرارتی پوسته و لوله است. این مبدل از تعداد زیادی لوله تشکیل شده است که درون یک پوسته ی استوانه ای قرار می گیرند. دو جریان سیال با دما های متفاوت وارد مبدل می گردد. حرارت از طریق دیواره لوله ها بین دو سیال منتقل شده. در ساختار مبدل حرارتی پوسته لوله غالبا بافل هایی در داخل پوسته برای هدایت سیال ورودی قرار داده می شود. این بافل ها ضمن ایجاد تلاطم در جریان سیال که باعث افزایش ضریب انتقال حرارت آن می شود، تماس با تمامی لوله ها را امکان پذیر می کند و زمان بیشتری برای تبادل حرارتی ایجاد می شود.
مبدل حرارتی صفحه ای
نوعی مبدل حرارتی است که از صفحات نازک فلزی جهت انتقال حرارت استفاده می کند صفحه هایی با سطوح صاف و یا موج دار که ضمن ایجاد کانال هایی برای جریان های سیال، آن ها را از هم جدا می سازند. این نوع مبدل حرارتی جریان سیال در معرض سطح بزرگتری از انتقال حرارت قرار می گیرد و تغیر دما با سرعت بیشتری اتفاق می افتد. مبدل های حرارتی صفحه ای برای کاربرد های مختلف و در طراحی های مختلفی عرضه می شوند. ذبه عنوان مثال در نوع واشردار این سیستم ها برای سرمایش و گرمایش یک واحد ساختمانی و شبکه بازیافت حرارتی، کاربرد های تهویه مطبوع و صنایعی از جمله مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. از مبدل حرارتی لحیم کاری شده برای هیت پمپ ها، چیلر، سیستم سرمایش و گرمایش منطقه ای به عنوان واحد راطی حرارتی استفاده می گردد.
[ بازدید : 11 ] [ امتیاز : 3 ] [ نظر شما : ]
