مبدل حرارتی ، یکی از تجهیزات هست که برای تبادل ۲ سیال استفاده میشود که بسیار در صنعت های مختلف کاربرد دارد . بر همین اساس با توجه به نیاز صنایع به این دستگاه بسیار کاربردی ، شرکت ها و برند های زیادی ، اقدام به طراحی و تولید آن کرده اند که در این میان دو برند HTM و هپاکو ، با تولید مبدل حرارتی بسیار با کیفیت ، نظر مصرف کنندگان زیادی را به خود جلب نموده اند . به همین خاطر با توجه به پرطرفدار بودن این دو برند ، به منظور شناخت تفاوت های میان دو مبدل حرارتی ساخت شرکت HTM و هپاکو ، به صورت مجزا به بررسی ویژگی های آن ها پرداخته ایم .

ویژگی های مبدل حرارتی هپاکو

  • برخورداری از طول عمر بالا در صورت نگهداری و مراقبت اصولی
  • برخورداری از راندمان بیش ۹۵ درصد
  • رسوب پذیری کم
  • سهولت در حمل و نقل و نصب و راه اندازی
  • قابلیت تحمل فشار کاری به صورت دائم تا ۳۰ بار
  • قابلیت کارکرد در محدوده دمایی ۱۹۶- تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد
  • صرفه جویی در مصرف انرژی تا حدود ۴۰ درصد
  • اشغال فضای کن به دلیل برخورداری از ابعاد جمع و جور
  • قابل استفاده در مصارفی چون تأمین آب گرم مصرفی بهداشتی (در صورت استفاده از مبدل حرارتی ساخته شده از جنس استنلس استیل ۳۱۶)
  • تأمین آب گرم در سریع ترین زمان ممکن
  • و … .

انواع مبدل حرارتی هپاکو

شرکت هپاکو در زمینه ی تولید مبدل های حرارتی ، به جهت رفع نیاز و جلب رضایت مصرف کننده ، اقدام به طراحی و تولید این دستگاه در انواع مدل ها و ظرفیت ها کرده است . بر همین اساس از سری مدل های مبدل حرارتی هپاکو می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • سری آب به آب
  • سری گاز به آب
  • سری آب به گاز
  • سری هوای فشرده به گاز
  • سری روغن به آب
  • و …

در هر کدام از این سری ها ، انواع مختلف مبدل حرارتی ، در ابعاد و ظرفیت های مختلف و متنوعی وجود دارد که توانایی تأمین نیاز مصرف کننده در هر ظرفیت و پروژه ای را برخوردار هستند . به گونه ای که از مبدل های حرارتی هپاکو در مصارف مختلفی چون ، صنایع گاز و پتروشیمی ، صنعت تهویه مطبوع ، صنعت داروسازی ، ماشین آلات برش و جوشکاری با لیزر و … به وفور و به شکل گسترده استفاده می شود .

ویژگی های مبدل حرارتی HTM

  1. برخورداری از راندمان بالا و عملکرد عالی
  2. رسوب پذیری پایین
  3. قابلت تولید آب گرم در زمان کوتاه
  4. برخورداری از صرفه اقتصادی در مراحل مختلف ، چون هزینه خرید ، هزینه های جاری و هزینه های ثابت
  5. سهولت در انجام فرایند نصب و راه اندازی
  6. برخورداری از مقاومت و استحکام بالا و در نتیجه طول عمر زیاد
  7. بهره مندی از فشار عملکرد در حداکثر میزان ۳۰ بار
  8. دارای عملکرد در دامنه دمایی ۱۹۶- الی ۲۰۰ درجه سانتی گراد
  9. و … .

انواع مبدل حرارتی HTM

مبدل های حرارتی HTM نیز از تنوع بالایی برخوردار هستند ؛ به گونه ای که در مصارف خانگی و پروژ های صنعتی به طور گسترده و وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند . دلیل این امر وجود مزایایی است که مبدل های حرارتی تولید شده توسط این برند از آن ها برخوردار می باشند ؛ که به سبب پرطرفدار بودن و از سوی دیگر گستردگی در نیاز به این دستگاه ، سبب شده است تا این شرکت اقدام به تولید مبدل های حرارتی در انواع مختلف ظرفیت ، ابعاد و … کند . بر همین اساس از سری مدل های مبدل حرارتی HTM می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • مبدل حرارتی گاز به آب
  • مبدل حرارتی آب به آب
  • مبدل حرارتی روغن به آب
  • و … .

اکنون که با ویژگی های مبدل های حرارتی HTM و هپاکو آشنا شدید در ادامه به منظور شناخت بیشتر مبدل حرارتی ، آن را از جهات مختلف مورد بررسی و پردازش قرار داده ایم .

مبدل حرارتی چیست

به طور کلی مبدل حرارتی دستگاهی است که به شکل گسترده در تمامی مصارف روزانه اعم از خانگی ، استخری ، صنعتی و … مورد استفاده قرار می گیرد . به گونه ای که بدون آن بخش زیادی از پروژه ها از کار خواهد افتاد . بر همین اساس می توان آن را یکی از مهم ترین و اصلی ترین تجهیزات در مصارف خانگی و پروژ های صنعتی به شمار آورد . وظیفه مبدل حرارتی ، انتقال حرارت از یک سیال به سیال دیگر می باشد ؛ آن هم در شرایطی که دو سیال با هم ترکیب نشده و هیچگونه تماسی بین آن ها بر قرار نخواهد شد . به همین خاطر یکی از دلایل اصلی پرکاربرد بودن مبدل حرارتی مربوط به شرایط کاری آن می باشد .

کاربرد مبدل حرارتی

  • صنایع غذایی : همان طور که می دانید در صنایع غذایی ، از بین بردن میکروب ها بسیار حائزاهمیت می باشد ؛ تا به این شکل در کنار تضمین کیفیت و سلامت مواد غذایی ، از خراب شدن زود هنگام آن هم جلوگیری شود . برای تحقق این امر ، استفاده از حرارت بهترین گزینه می باشد . بر همین اساس با استفاده از مبدل حرارتی به سهولت می توان حرارت را تحت کنترل گرفت و به راحتی در یک چرخه ی دائمی در طی انتقال حرارت کنترل شده به مواد غذایی ، از یک محصول بسیار با کیفیت بهره مند شد .

  • نیروگاه تولید برق : در نیروگاه های تولید برق ، از تجهیزاتی چون کمپرسور استفاده می شود . این دستگاه ، به دنبال قرار گیری در معرض حرارت بالا ، نیاز دارد تا مورد خنک سازی قرار بگیرد ؛ زیرا در غیر این صورت با بروز آسیب و خرابی مواجه شده و از مدار خارج می گردد . بر همین اساس به منظور خنک سازی این گونه تجهیزات که در معرض حرارت و گرما هستند ، به راحتی می توان با استفاده از مبدل حرارتی ، از طریق سیال آب یا روغن ، دمای آن ها را کاهش داد .

  • صنعت دارو سازی : در صنعت داروسازی ، با توجه به حساسیتی که در این صنعت وجود دارد ، مبدل های حرارتی از نقش بسزایی برخوردار می باشند . در بیشتر مواقع در این صنعت نیاز است تا فرایند های شیمیایی در یک محدوده دمایی و زمانی مشخص انجام شوند . در چنین شرایطی به طور معمول ، سیال آب برای کنترل دما مورد استفاده قرار می گیرد ؛ که انجام این کار توسط مبدل حرارتی صورت می پذیرد .

  • صنعت خودرو سازی : در بخش های مختلف خودرو ها مانند ، کولر ، رادیاتور ، بخش مربوط به روغن و … به منظور خنک سازی قطعات و سیالات که می تواند گاز مبرد ، روغن و آب باشد از مبدل های حرارتی استفاده می شود . امروزه با پیشرفت تکنولوژی شاهد تولید خودررو های مدرن و پیشرفته و الکتریکی هستیم . زمانی که در یک خودرو از موتور پیشرفته با توان و قدرت بالا استفاده می شود ، احتمال داغ شدن آن در مدت زمان کوتاه افزایش می یابد . در چنین موقعیتی با استفاده از مبدل حرارتی به راحتی می توان ، دمای موتور را کاهش داد و همچنین در خودرو های الکتریکی ، به دلیل نوع عملکرد و کارکردی که دارند ، نیاز به مبدل حرارتی دارای راندمان بالا ، بسیار بیشتر از خودرو های بنزینی ، به چشم می خورد .

انواع مبدل حرارتی

همان طور که در قسمت های قبل هم عنوان شد ، با توجه وسیع بودن نیاز ها ، به مبدل های حرارتی ، مهندسان اقدام به طراحی مبدل های حرارتی در انواع مختلف نموده اند . که هر نوع و مدل از مبدل حرارتی ، مناسب برای یک کاربری خاص و مخصوص خواهد بود . به طور مثال در مواجه با سیال دارای خاصیت خورندگی نمی توان از مبدل حرارتی ساخته شده از جنس مس استفاده کرد . بر همین اساس در چنین شرایط و موقعیتی ، مهندسان با تولید مبدل حرارتی از جنس استیل و دیگر آلیاژ ها این مشکل را رفع کرده اند . با توجه به این توضیحات و وجود تنوع زیاد در مبدل های حرارتی ، دو مدل از مبدل حرارتی ، چون مبدل حرارتی پوسته لوله و مبدل حرارتی صفحه ای ، پر فروش ترین و پرکاربرد ترین مبدل های حرارتی در مصارف خانگی و پروژه های صنعتی به شمار می روند . به همین خاطر در ادامه این دو مدل مبدل حرارتی را مورد بررسی قرار داده ایم .

مبدل حرارتی صفحه ای

این نوع مبدل حرارتی همان طور که از اسم آن مشخص است ، از مجموعه ای از صفحات که به صورت موازی پشت سر هم قرار گرفته اند تشکیل شده است . به طور معمول جنس این صفحات از استنلس استیل بوده و بر روی آن ها شیار هایی را ایجاد کرده اند تا به این شکل در جریاناتی که سرعت پایین است ، آشفتگی در جریان سیال وجود داشته باشد . از سوی دیگر به منظور در گردش قرار گرفتن سیالات در بین صفحات ، نیاز به فضای خالی می باشد ، این فضای خالی توسط واشرهای مخصوصی که در بین هر دو صفحه قرار داده می شود به وجود می آید . به طور کلی مبدل های حرارتی صفحه ای یکی از پرکاربرد ترین و رایج ترین نوع مبدل حرارتی در مصارف خانگی و پروژه های صنعتی به شمار می روند .

اجزای تشکیل دهنده مبدل صفحه ای

  • صفحات : مهم ترین و اصلی ترین قسمت تشکیل دهنده مبدل حرارتی بوده که جنس و نوع آن بر اساس کاربرد مورد نظر ، تعیین می شود .

  • واشر : واشر های لاستیکی ، با قرار گرفتن در بین صفحات ، در کنار ایجاد فاصله بین هر دو صفحه ، وظیفه آب بندی کانال ها و از سوی دیگر هدایت سیالات را بر عهده دارند . عمدتاً از نظر جنس ، واشرها دارای تنوع زیادی هستند ؛ مانند ، NBR, EPDM, HNBR و … . انتخاب واشر از نظر جنس ، بر اساس نوع سیالات ، میزان دمای کاری و مقدار فشار صورت می پذیرد .

  • قاب : در مبدل های حرارتی صفحه ای ، به طور کلی یک قاب همیشه به شکل ثابت بوده و قاب دیگر متحرک است . عمدتاً وظیفه ی قاب ها ، استحکام بخشیدن به مبدل حرارتی می باشد .

  • و … .

نحوه عملکرد مبدل صفحه ای

با توجه به توضیحات قبلی و اجزای تشکیل دهنده مبدل حرارتی صفحه ای ، عملکرد آن بسیار ساده می باشد . همان طور که گفته شد ، این مبدل حرارتی ، از مجموعه ای صفحات که به شکل چین دار بوده و در بین آن ها فضای خالی وجود دارد تشکیل شده است ، که در داخل قاب بسیار مستحکم ، که عمدتاً از جنس فولاد است قرار داده می شوند . به منظور ورود و خروج سیال به درون مبدل حرارتی ، در چهار گوشه ی تمامی صفحات و قاب حفره هایی ایجاد شده است . بر همین اساس در زمان عملکرد ، سیال سرد از بخش ورودی مخصوص خود وارد دستگاه می شود . در حفره ی مربوط به صفحه اول در صورتی که واشر دارای دایره نباشد سیال به این صفحه وارد می شود در غیر این صورت ، صفحه دوم که واشر آن فاقد دایره است هدایت می گردد . در این جا با فرض بر این که در صفحه اول واشر دارای دایره نیست ، سیال سرد وارد فضای خالی بین صفحه اول و دوم شده و بر روی آن در گردش قرار می گیرد . از طرف دیگر سیال گرم به صفحه دوم وارد می شود . در این زمان با توجه به وجود اختلاف دمایی بین دو سیال ، حرارت از سمت سیال دارای دمای بالا به سمت سیالی که دمای آن پایین است انتقال می یابد . این انتقال دمایی توسط صفحات صورت می پذیرد . از آن جایی که به صفحه ی اول سیال سرد وارد شده و در صفحه دوم سیال گرم در حال گردش است ، سیال سرد به صفحه سوم انتقال یافته و سیال گرم نیز به صفحه ی چهارم و همین طور به ترتیب به صورت یکی در میان در فضای خالی بین صفحات دو سیال در گردش قرار گرفته و ضمن تبادل دمایی با یگدیگر با رسیدن به انتهای دستگاه ، همراه با تغییر دمایی ، از بخش خروجی ، به خارج از مبدل حرارتی هدایت می شوند .

انواع مبدل حرارتی صفحه ای

در این نوع مبدل حرارتی به منظور نصب صفحات به یکدیگر از سه روش استفاده می شود که بر همین اساس شاهد سه گروه مبدل حرارتی صفحه ای هستیم که شامل :

  • مبدل حرارتی صفحه ای جوشی : در این نوع مبدل حرارتی ، فرایند اتصال صفحات به یکدیگر به صورت جوشی می باشد . بر همین اساس امکان جابجایی و تعویض صفحات وجود ندارد . در کنار این عیب ، مهم ترین ویژگی و مزیتی که در مبدل های حرارتی جوشی وجود دارد ، این است که به دلیل برخورداری از استحکام و مقاومت بالا ، در فشار های زیاد می توان از آن استفاده نمود . به همین دلیل در مصارفی چون سیستم های تبرید صنعتی ، به وفور از این نوع مبدل حرارتی صفحه ای استفاده می شود .

  • مبدل حرارتی صفحه ای نیمه جوشی : این نوع مبدل حرارتی صفحه ای در واقع ترکیبی از دو مبدل حرارتی واشردار و جوشی می باشد . به این صورت که دو جفت از صفحات از طریق فرایند جوشکاری به هم متصل شده و دو جفت صفحه دیگر با استفاده از واشر به هم اتصال می یابند . به طور کلی مبدل های حرارتی نیمه جوشی نسبت به نوع تمام جوشی ، از روند شستشو و تعمیر و تعویض راحت تری برخوردار هستند .

  • مبدل حرارتی صفحه ای واشردار : همان طور که از اسم آن مشخص است در این مدل مبدل حرارتی صفحه ای ، از واشر به منظور اتصال دادن صفحات به یکدیگر استفاده می شود . بر همین اساس به دلیل سهولت در تعویض و جابجا نمودن صفحات ، شاهد استفاده زیاد از آن در مصارف مختلف هستیم . به خصوص در زمان بروز خرابی ، در چنین شرایطی به راحتی می توان با خارج نمودن صفحه خراب ، تا زمان تعویض یا تعمیر آن ، با اتصال دادن سایر صفحات به یکدیگر ، از مبدل حرارتی استفاده کرد . البته نکته ای که در این جا وجود دارد این است که عمدتاً از مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار در کاربری های دارای فشار و دمای بالا ، نمی توان استفاده کرد .

مبدل حرارتی پوسته لوله

مبدل های حرارتی پوسته لوله ، به دلیل برخورداری از استحکام زیاد و مقاومت بالا در برابر فشار و دما های بالا ، یکی از پرکاربردترین نوع مبدل حرارتی در ظرفیت های بالا به شمار می روند که به شکل گسترده و وسیعی ، در مصارف مختلف صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می گیرند . این نوع مبدل حرارتی ، بر اساس جنس ساختاری ، شکل لوله ها ، تعداد پاس ، تعداد تیوب شیت و … دارای تنوع زیادی می باشد .

اجزای تشکیل دهنده مبدل حرارتی پوسته لوله

  • پوسته : مهم ترین قسمت تشکیل دهنده در مبدل حرارتی پوسته لوله ، پوسته آن می باشد . دلیل این امر وظیفه ای است که برعهده دارد . در واقع این بخش از مبدل حرارتی در کنار این که تمامی قطعات را در خود جای می دهد ، یکی از دو سیال هم به درون آن وارد شده و در آن در جریان قرار می گیرد . بر همین اساس استحکام و مقاومت آن بسیار مهم می باشد ؛ به گونه ای که به منظور افزایش این دو فاکتور در برابر خوردگی ، فشار و زنگ زدگی ، آن را از استنلس استیل ، کربن استیل و … تولید می کنند .

  • لوله : لوله ها نیز بخش دیگر مهم مبدل حرارتی به شمار می رود که عمدتاً سیال اصلی را در درون آن در جریان قرار می دهند . از آن جایی که فرایند تبادل حرارتی ، توسط دیواره ی لوله ها صورت می پذیرد ، به منظور دست یافتن به نتیجه ی دلخواه و دمای مورد نظر ، آن را از جنس ، مس ، استیل ، برنج و … تولید می کنند . از نظر شکل ، عمدتاً از لوله های به شکل مستقیم و یا خمیده در این نوع مبدل حرارتی استفاده می شود .

  • هدر جلویی : به قست ورودی سیالات به درون مبدل حرارتی هدر جلویی می گویند .

  • هدر پشتی : به محل خروجی سیالات از مبدل حرارتی ، هدر پشتی گفته می شود .

  • تیوب شیت : تیوب شیت ، صفحه ای است فلزی که با اتصال یافتن انتهای لوله ها به آن ، شاهد مهار و آب بندی در لوله ها خواهیم بود .

  • بافل : در داخل پوسته ، صفحاتی وجود دارد تحت عنوان بافل که بر روی آن ها با توجه به قطر لوله ها ، حفره هایی ایجاد شده است . به گونه ای که از هر حفره یک لوله گذر کرده است . وظیفه ی بافل ها ، هدایت نمودن جریان سیال درون پوسته و جلوگیری از خمیده شدن لوله ها ، خصوصاً در مواقعی که طول لوله ها زیاد است ، می باشد .

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته لوله

با توجه به اجزای تشکیل دهنده مبدل حرارتی ، شاهد نحوه عملکردی بسیار ساده در آن هستیم . همان طور که گفته شد ، در این نوع مبدل حرارتی ، دو بخش پوسته و لوله دارای نقش اصلی در تبادل حرارتی برخوردار هستند . بر همین اساس ، در زمان استفاده از مبدل حرارتی پوسته لوله ، یکی از دو سیال ، عمدتاً سیال اصلی در درون لوله ها در جریان قرار گرفته و سیال دیگر در داخل پوسته و در پیرامون لوله ها در گردش قرار می گیرد . در این زمان ، با توجه به اختلاف دمایی که بین دو سیال وجود دارد ، حرارت از طریق دیواره لوله ها ، از سمت سیال دارای دمای بالا به سمت سیال دارای دمای پایین انتقال می یابد . این فرایند به همین صورت در طی مسیر برقرار است به گونه ای که در قسمت خروجی شاهد تغییر دما در هر دو سیال خواهیم بود .

Rate this post