تفاوت اواپراتور صفحه ای و پوسته لوله چیست؟

اواپراتور قطعه ای است بسیار مهم و کاربردی که در انواع چیلر ها مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به عملکرد و وظیفه ای که بر عهده دارد ، آن را نوعی مبدل حرارتی می دانند . در حالی که مبدل حرارتی دستگاهی است که از آن در موتورخانه ها استفاده می شود . توضیح داده شده ، بارز ترین تفاوت بین مبدل حرارتی و اواپراتور می باشد که به منظور آشنایی بیشتر با تفاوت میان این دو دستگاه ، به بررسی دقیق آن ها می پردازیم .

چیلر دستگاهی است که از آن به منظور خنک سازی سیالات ، عمدتاً آب استفاده می شود . برای تحقق این هدف ، در چیلر قطعات مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند که یکی از مهم ترین آن ها اواپراتور می باشد . زمانی که چیلر شروع به کار می کند ، سیال یا آبی که قرار است خنک شود به درون اواپراتور وارد شده و از سوی دیگر مبرد نیز به داخل اواپراتور انتقال می یابد . این دو ماده در دو بخش مجزا ، در اواپراتور وارد می شوند و بدون آن که ترکیب و یا تماسی داشته باشند ، از طریق فرایند تبادل دمایی ، حرارت از سمت سیال آب به مبرد منتقل می شود و در نتیجه شاهد خنکی در آب خواهیم بود . انجام این فرایند دقیقاً مشابه انجام فرایند تبادل دمایی در مبدل حرارتی است که در موتورخانه مورد استفاده قرار می گیرد . برای درک بیشتر این موضوع به عملکرد مبدل حرارتی می پردازیم .

به طور کلی مبدل حرارتی دستگاهی است که به وفور در فرایند های سرمایشی و گرمایشی در بخش موتورخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد ؛ که از سری کاربرد های آن می توان ، استخر ها ، موتورخانه های خانگی ، نیروگاه های تولید برق ، صنعت نفت و گاز و … اشاره نمود . همان طور که در اسم این دستگاه مشخص است ، در واقع مبدل حرارتی دستگاهی است که از طریق آن می توان حرارت را از یک محیط یا سیال گرفته و به محیط و یا سیال دیگر انتقال داد . به طور مثال در موتوخانه های خانگی ، عمدتاً از مبدل های حرارتی به منظور گرمایش آب مصرفی استفاده می شود . از نظر تنوع در مبدل های حرارتی شاهد تنوع زیادی هستیم که از مهم ترین آن ها می توان به مبدل حرارتی پوسته لوله ، مبدل حرارتی صفحه ای و مبدل حرارتی هوا خنک اشاره کرد .

 مبدل حرارتی چیست

مبدل حرارتی ، دستگاهی است که از آن به منظور تبادل دمایی بین دو یا چند سیال استفاده می شود . به همین دلیل ، این دستگاه را می توان یکی از تجهیزات بسیار مهم در فرایند های گرمایشی و سرمایشی دانست . به گونه ای که بدون آن ، بخش زیادی از فرایند های صنعتی غیرقابل انجام خواهد بود ؛ زیرا با استفاده نمودن از این دستگاه ، در کنار مصرف پایین انرژی ، کارایی و راندمان بالایی را از آن شاهد خواهید بود .

به این شکل که با استفاده حداکثری از انرژی ، در این دستگاه ، در مصرف سوخت بسیار صرفه جویی می شود ؛ به خصوص در تجهیزات گرمایشی و سرمایشی ، چون بویلر و چیلر . بر همین اساس استفاده از مبدل های حرارتی در مصارف خانگی و صنعتی چون ، سیستم تهویه مطبوع ، نیروگاه های تولید کننده ی برق ، صنایع پتروشیمی ، صنایع دریایی ، صنایع فولادی ، صنعت غذایی ، صنایع دارویی و … بسیار گسترده و وسیع می باشد .

از نظر نحوه عملکرد کلی ، تمامی مبدل های حرارتی جدا از تفاوت هایی که با یکدیگر دارند ، به جهت انجام فرایند تبادل حرارتی ، مورد استفاده قرار می گیرند . به این صورت که با توجه به وجود اختلاف دمایی بین دو سیال ، گرما از سیال (مایع یا گاز) دارای دمای بالا ، به سمت سیال دارای دمای پایین منتقل می شود ؛ آن هم به گونه ای که نه تنها دو سیال با هم ترکیب نخواهند شد بلکه هیچگونه تماسی بین دو سیال وجود نخواهد داشت . به طور کلی مبدل های حرارتی بر اساس فاکتور های مختلف ، به دسته های متنوع تقسیم بندی می شوند که از مهم ترین و پرکاربرد ترین آن ها ، می توان به نوع پوسته لوله و صفحه ای اشاره کرد .

این دو نوع مبدل حرارتی به دلیل برخورداری از یک سری مزایا ، دارای جایگاه مخصوص و بسیار مهمی می باشند که به سبب وجود همین مزایا می توان آن ها را پر فروش ترین نوع مبدل حرارتی دانست . در توضیح مختصر در خصوص این دو مدل مبدل حرارتی می توان این گونه توضیح داد ؛ مبدل حرارتی پوسته لوله با توجه به عنوانی که از آن برخوردار است از دو بخش اصلی پوسته و لوله تشکیل شده و فرایند تبادل دمایی ، بین دو سیال موجود در بخش پوسته و لوله ها ، از طریق دیواره ی لوله ها انجام می شود . این نوع مبدل حرارتی به دلیل برخورداری از ساختار مستحکم و مقاوم ، در مصارف و پروژ های صنعتی که از دما و فشار بالایی برخوردار هستند بسیار پرکاربرد می باشد . در نقطه مقابل این مبدل حرارتی ، نوع صفحه ای وجود دارد که به دلیل برخورداری از ابعاد جمع و جور در ظرفیت های پایین که میزان دما و فشار در حد متوسط است کاربرد زیادی دارد . با توجه به این توضیحات و اهمیت بالای مبدل های حرارتی ، شرکت ها و برند های مختلفی اقدام به طراحی و تولید این دستگاه بسیار کابردی نموده اند که در این بین ، توصیه می شود تنها از شرکت ها و برند های معتبر اقدام به خرید مبدل حرارتی نمایید .

مبدل صفحه ای چیست

همان طور که در اسم مبدل حرارتی مشاهده می کنید ، نام این مبدل حرارتی ، از مهم ترین و اصلی ترین قطعه تشکیل دهنده آن گرفته شده است ؛ زیرا مبدل حرارتی صفحه ای از مجموعه ای از صفحات تخت فلزی ، که بر روی آن ها شیار هایی وجود دارد تشکیل شده است .

به طور کلی در سیستم های سرمایشی و گرمایشی یکی از مهم ترین و پرکاربردترین مبدل حرارتی ، مبدل های حرارتی صفحه ای هستند که با استفاده از آن ها می توان ، بین دو یا چند سیال ، فرایند تبادل دمایی انجام داد . انجام این فرایند ، توسط مبدل حرارتی صفحه ای ، به گونه ای انجام می شود که ، دو سیال نه تنها با یکدیگر ترکیب نخواهند شد بلکه هیچگونه تماسی بین آن ها برقرار نمی شود .

به همین دلیل ، یکی از دلایل اصلی پرکاربرد بودن مبدل های حرارتی به همین خاطر می باشد . نحوه قرار گیری صفحات در این مبدل حرارتی به صورتی است که ، صفحات به شکل موازی و پشت سر هم در کنار یکدیگر قرار گرفته و به وسیله ی واشر های مخصوص ، بین آن ها فواصل مشخصی ایجاد می کنند و سپس به سه روش جوشی ، نیمه جوشی و یا واشردار صفحات را به یکدیگر اتصال می دهند . به منظور ورود و خروج دو سیال سرد و گرم نیز ، بر روی صفحات حفره هایی ایجاد شده است ؛ تا دو سیال بتوانند به درون مبدل حرارتی وارد و پس از انجام فرایند تبادل دمایی ، از آن خارج شوند .

با توجه به این توضیحات ، در نگاهی گذرا به نحوه عملکرد این مدل مبدل حرارتی ، می توان این گونه توضیح داد ؛ در زمان استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای ، با فرض بر این که قرار است در فضای خالی بین صفحه ی اول و دوم ، سیال گرم در جریان قرار بگیرد ، سیال گرم از قسمت ورودی به این قسمت وارد شده و ضمن در جریان قرار گرفتن در فضای خالی بین صفحه ای ، از این قسمت خارج و به سمت صفحه ی دوم در جریان قرار می گیرد .

از آن جایی که اساس کارکرد مبدل حرارتی صفحه ای به صورتی است که دو سیال به شکل یکی در میان در صفحات در جریان قرار بگیرند ، سیال گرم به صفحه سوم منتقل می شود . بر همین اساس از طرف دیگر ، سیال سرد به صفحه دوم انتقال می یابد . این فرایند به همین شکل تا پایان صفحات انجام شده و دو سیال از طریق دیواره صفحات با هم تبادل دمایی انجام می دهند . به این صورت که حرارت از سمت سیال دارای دمای بالا به سمت سیال دارای دمای پایین تر منتقل می شود . از سری مزایای مبدل حرارتی صفحه ای می توان به مواردی چون ، جمع و جور بودن ابعاد و در نتیجه اشغال فضای کمتر نسبت به دیگر مبدل های حرارتی ، راندمان و بازدهی بالا ، سبک وزن بودن ، رسوب پذیری پایین به دلیل برخورداری از آشفتگی بالا در جریان دو سیال سرد و گرم ، تعمیر و نگهداری آسان و … اشاره نمود .