چهارشنبه , ۲۷ شهریور ۱۳۹۸
صفحه اصلی > دانشنامه تاسیسات > مبدل حرارتی چیست

مبدل حرارتی چیست

مبدل حرارتی یا (Heat Exchanger) سیستمی است که تحت تاثیر اختلاف دمای ایجاد شده به واسطه یک منبع تولید کننده گرما بین دو فاز سیال، حرارت را به صورت موثر و بهینه از یک سیال با دمای بالاتر به سیال با دمای پایین تر منتقل می کند این فرایند می تواند بین دوفاز مایع-مایع، گاز-گاز و یا گاز-مایع انجام شود. مبدل های حرارتی با هدف خنک کردن سیال گرم و یا گرم کردن سیال با دمای پایین و یا هر دو مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع به این شکل می توان اظهار داشت که مبدل حرارتی، گرما را بین دو یا چند سیال که در دستگاه در جریان هستند، منتقل می‌کند. این سیال‌ها می‌توانند مایع یا گاز باشند. به طور مثال وظیفه یک مبدل حرارتی روغن، جابه جایی گرما از مدار روغن داغ به فضای بازهوا یا مدار آب است. همچنین مبدل حرارتی موجود در استخر با انجام فرایند انتقال گرما از سیستم لوله کشی آب داغ  که از پکیج و یا موتورخانه آمده است به درون آب استخر بدون اختلاط این دو، منجربه گرم شدن آب استخر می شود. از این گذشته مبدل حرارتی از جمله مهم ترین عناصر موجود در سیستم های گرمایشی مانند موتورخانه و پکیج ها است که در تاسیسات گرمایشی ساختمان به طور پیوسته وظیفه تامین آب گرم مصرفی داخل ساختمان را بر عهده دارد.

انواع و کاربرد مبدل حرارتی

مبدل‌های حرارتی مورد استفاده در سیستم های گرمایشی به دلیل استفاده از مکانیزم های متفاوت و قطعات متعدد ساده و پیچیده دارای انواع مختلفی هستند و به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که به لحاظ ساختار دارای چندین مدل هستند که انواع مهم آنها شامل موارد زیر می باشد.

مبدل هوا خنک دماپویا

مبدل های هوا خنک

به این نوع مبدل حرارتی، فن دار و یا کولردار هم می‌گویند که این امر به دلیل وجود یک یا چند کویل و یک یا چند فن تشکیل شده‌ است. نحوه عملکرد این مبدل به این شکل است که با عبور سیال داغ از درون کویل‌ها و در اثر وزش هوا توسط فن‌ها به سطح بیرونی کویل و درنتیجه برخورد ذرات هوا با سطح داغ لوله‌ها و پره‌های کویل، حرارت اضافی از سیال داغ دریافت شده و موجب گرم شدن هوا می شود. این نوع مبدل حرارتی در صنایع غذایی، داروسازی، صنایع تولیدی، انواع سیستم‌های تهویه مطبوع، نیروگاه برق، صنایع شیمیایی، پالایشگاه نفت، گاز، و صنایع پتروشیمی کاربرد دارد.

مبدل های لوله ای

این نوع مبدل ها به عنوان ساده‌ترین نوع مبدل‌های حرارتی محسوب می شوند که این امر صرفا به خاطر مکانیزم ساخت ساده و نسبتا کارآمد آنهاست. نحوه عملکرد این مبدل ها به این شکل است که لوله با قطر کمتری که در درون لوله بزرگ‌تر به‌صورت مرکزگرا تعبیه شده است به انتقال حرارت از طریق جداره خود بین دو سیال می پردازد. از جمله مزایای مبدل‌های لوله ای می توان به طراحی ساده‌ای، هزینه ساخت کم، پاک‌سازی آسان و کار در فشار بالا اشاره کرد. اما از معایب این گروه مبدلها، می توان از سطح تبادل حرارتی کوچک آنها نام برد. از مبدل حرارتی لوله‌ای معمولا هنگامی استفاده می‌شود که قرار است تبادل حرارت بین سیال‌های گازی اتفاق بیافتد و یا زمانی که فشار یکی از دو سیال و یا هر دوی آن‌ها بالا باشد. در ‌واقع، مبدل های لوله ای فقط برای سیستم های گرمایشی با ظرفیت کم و کوچک مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع و کاربرد مبدل حرارتی دما پویا

مبدل های پوسته و لوله

این مبدل حرارتی که با نام (Shell And Tube) نیز شناخته می شود از تعدادی لوله که به وسیله یک پوسته بزرگ احاطه شده اند ساخته شده است که جنس این لوله‌ها بسته به نوع کاربری و استفاده از استیل ، آلومینیوم ، نیکل، برنج و مس متغییر است. معمولاً از درون لوله‌ها یک سیال مایع، با دمای کم، و در اطراف آن‌ها یک سیال گازی شکل با دمای بالا در جریان است که گرما از طریق جداره لوله از گاز با دمای بالا به مایع با دمای کم منتقل می شود. در مبدل حرارتی پوسته و لوله، به دلیل وجود تعداد زیادی لوله، تبادل حرارتی به شکل درست و با راندمان بسیار بالایی انجام می شود که این مبدل را به عنوان پر‌کاربرد‌ترین نوع مبدل حرارتی در صنعت ساخت سیستم های گرمایشی شناخته می شود. مبدل پوسته و لوله، به لحاظ ساختار و نوع طراحی، به چند دسته تقسیم می‌شوند که در زیر به آنها اشاره می شود.

الف) نوع U شکل: در این نوع مبدل، فرم لوله‌های درون پوسته به شکل حرف یو انگلیسی (U) است که یکی از دو سیال وارد لوله‌ها (معمولا سرد) و دیگری وارد پوسته ( معمولا گرم) می‌شود. سپس حرارت از جداره لوله‌ها، بین دو سیال ازفاز گرم به فاز سرد جابه‌جا شده و منجر به گرم شدن آن می شود. بدیهی است که در این مدل، به دلیل یو شکل بودن لوله‌ها، انجام نظافت سخت و در مواردی امکان پذیر نیست.

نوع-u-شکل دماپویا
نوع مستقیم یک پاس دما پویا

ب) نوع مستقیم یک‌پاس: در این مدل، سیال ازیک‌طرف وارد لوله‌ها شده، و از طرف دیگر خارج می‌شود که این امکان را به وجود می آورد که در انتقال گرما از سیال اشغال کننده اطراف لوله به سیال درون لوله که معمولا مایع است سریعتر انجام شود.

 

ج) نوع مستقیم دوپاس: این مدل ترکیبی از دو مدل U شکل و یک پاس می باشد که سیال از یک‌طرف وارد لوله شده و در سمت دیگر لوله، با چرخش ۱۸۰ درجه‌ای، وارد لوله دیگری می‌شود. سپس در همان سمت ورودی، خارج می‌شود. در این مدل، هم امکان تمیز کردن لوله‌ها وجود دارد و هم از دو تیوب شیت به صورت همزمان استفاده می شود که منجر به افزایش راندمان انتقال گرما بین دو سیال در بیرون و درون لوله می شود.

 

نوع مستقیم دو پاس دماپویا

مبدل های صفحه ای

نام دیگر این مبدل، مبدل پلیتی می باشد که از تعداد زیادی صفحه فلزی که با فاصله‌ی خیلی کم به شکل موازی کنار هم قرار گرفته اند و یکی در میان با سیال های با دماهای متفاوت پر می شوند به این شکل که یکی به‌عنوان سیال دمای بالا و دیگری با عنوان سیال دمای پایین وارد آن شده و از طریق سطح فلزی این صفحات، با هم تبادل گرمایی انجام می‌دهند. معمولاً مبدل‌های پلیتی به دلیل سطح انتقال حرارت بالایی که این صفحات ایجاد می‌کنند، کوچک و فشرده هستند. مبدل حرارتی پلیتی به نسبت مدل پوسته و لوله ، فشار کم‌تری را تحمل می‌کند و معمولا برای کاربرد‌های کم فشار از آنها استفاده می شود.

شما بازدیدکنندگان عزیز می توانید با مراجعه به صفحه دانشنامه تاسیسات سایر مقالات درباره سیستم های گرمایشی را مشاهده و بررسی نمایید .

این مطالب را نیز ببینید!

وظیفه برد پکیج چیست

وظیفه برد پکیج چیست

وظیفه برد کنترل در پکیج و تست خرابی آن | آنچه باید درمورد نحوه عملکرد و راههای تشخیص برد پکیج را بدانید در مجله دماپویا مشاهده نمایید

پرسش و پاسخ

avatar
  اشتراک  
اطلاع رسانی برای
error: محتوا حفاظت شده است !!