۵ نکته مهم برای نصب مبدل حرارتی

مبدل حرارتی از سری دستگاهی است که نصب اصولی و درست آن بسیار حائزاهمیت است ؛ زیرا در صورت نصب غیر اصولی نه تنها میزان راندمان و بازدهی دستگاه بسیار کاهش می یابد ، بلکه شاهد بروز خرابی و آسیب به دستگاه خواهید بود . برهمین اساس با توجه به اهمیت این موضوع در ابتدا ۵ نکته مهم برای نصب مبدل حرارتی را برایتان ذکر کرده ایم که با توجه و رعایت نمودن آن ها ، نه تنها میزان کارایی و راندمان دستگاه افزایش می یابد بلکه از دستگاهی برخوردار خواهید بود که دارای طول عمر مفید و بالایی است . به طور کلی در رابطه با نصب مبدل حرارتی نکات و فاکتور های مختلفی وجود دارد که نیاز است تا به آن ها توجه داشته و آن ها را رعایت کنید.

قیمت چیلر در هایواتر

نکاتی درباره نحوه نصب مبدل حرارتی در موتورخانه

1. اولین نکته ، در نظر گرفتن فضای کافی برای جانمایی و دسترسی داشتن به دستگاه است . برخی افراد به اشتباه ، با تنها در نظر گرفتن فضا برای جانمایی دستگاه ، در زمان استفاده دچار می شوند ؛ زیرا مبدل حرارتی از سری دستگاه هایی به شمار می رود که به صورت دوره ای نیاز به بررسی و شستشو دارد که این امر مستلزم در اختیار داشتن فضای کافی ، به منظور دسترسی داشتن به آن خواهد بود .
2. در زمان نصب به طور حتم ، بخش اتصالات را با استفاده از نوار تفلون آب بندی کنید تا به این شکل از بروز نشتی جلوگیری شود .
3. به طور کلی مبدل های حرارتی از تنوع بالایی برخوردار بوده و شرکت ها و برند های زیادی اقدام به تولید آن کرده اند که در کنار دستگاه ، کاتالوگ مربوط به آن را هم ارائه می دهند . به همین دلیل در زمان نصب دستگاه به طور دقیق کاتالوگ را مطالعه کنید .
4. قبل از نصب اتصالات ، تمامی مجرا ها را بررسی کنید تا در صورت وجود زایده ی اضافی یا پلیسه ، آن را رفع نمایید .
5. در مبدل حرارتی به طور حتم شیر های قطع سریع را مورد استفاده قرار دهید تا به این شکل از بروز ضربه های قوچ به مبدل حرارتی جلوگیری شود .

۵ موردی که در بالا عنوان شد از سری نکات مهم طلقی می شود که باید در زمان نصب مورد توجه قرار بگیرند . با توجه به این توضیحات به منظو آشنایی بیشتر با مبدل حرارتی در ادامه این دستگاه را مورد بررسی قرار داده ایم . خرید چیلر از هایواتر

مبدل حرارتی چیست؟

مبدل حرارتی دستگاهی است که از آن به منظور انتقال حرارت از سیالی (به شکل مایع یا گاز) به سیال دیگر استفاده می شود . آن هم در شرایطی که دو سیال به هیچ عنوان با هم ترکیب نشده و هیچگونه تماسی با هم ندارند . به همین دلیل با توجه به این نحوه عملکرد ، مبدل های حرارتی یکی از تجهیزات بسیار رایج و پرکاربرد در مصارف خانگی و پروژ های صنعتی به شمار می روند . به طور کلی این دستگاه از تنوع زیادی برخوردار است که از مهم ترین آن ها می توان به مبدل حرارتی صفحه ای و مبدل حرارتی پوسته لوله اشاره کرد . این دو نوع مبدل حرارتی ، به دلیل نوع ساختار و نحوه عملکرد ، مزیت های زیادی را به دنبال دارند که سبب شده است تا محدوده ی گسترده ای را پوشش دهی کنند . با توجه به این توضیح در ادامه به طور مفصل این دو نوع مبدل را از جهات مختلف مورد پردازش و بررسی قرار داده ایم . پس تا پایان مقاله همراه ما باشید .

مبدل حرارتی ها علاوه بر انواعی که نام بردیم ، در برند های مختلف ساخته میشوند که هر کدام ویژگی های خودشان را دارند . برای آشنایی با بعضی برند ها مقاله ” تفاوت مبدل حرارتی هپاکو و HTM ” را مطالعه کنید .

انواع مبدل حرارتی

مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارد که دراین باره مطالبی را با شما مطرح می کنیم:

مبدل حرارتی صفحه ای

این نوع مبدل حرارتی با توجه به عنوانی که از آن برخوردار است ، از تعدادی صفحات نازک از جنس آلیاژ فلز تشکیل شده است و با توجه به وجود آشفتگی در جریان سیالات ، از ظریب انتقال حرارت بسیار بالایی بهره مند می باشد . به طور کلی مبدل های صفحه ای دارای مزایا و ویژگی های زیادی هستند . به همین دلیل یکی از پرکاربردترین انواع مبدل حرارتی در مصارف خانگی و پروژه های صنعتی به شمار می روند .

مزایای استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای

1. در این نوع مبدل حرارتی به دلیل وجود فواصل کم بین صفحات ، فرایند تبادل حرارتی در مدت زمان کوتاه انجام می شود .
2. مبدل های حرارتی صفحه ای نسبت به دیگر مبدل ها ، در ظرفیت برابر ، از ابعاد جمع و جوری برخوردار هستند . به گونه ای که فضای بسیار کمی را به اشغال خود در می آورند . به همین دلیل ، در محیط ها و پروژه هایی که از نظر فضا با محدودیت روبرو می باشند ؛ استفاده از این نوع مبدل حرارتی بهترین گزینه طلقی می شود .
3. در مبدل حرارتی صفحه ای ، به دنبال بروز خرابی در واشر ها ، به هیچ عنوان ، شاهد ترکیب دو سیال سرد و گرم نخواهید بود .
4. از آن جایی که صفحات مورد استفاده در این مبدل حرارتی از آلیاژ های بسیار باکیفیت تولید می شوند ، میزان طول عمر آن ها نیز به مراتب بالا می باشد .
5. به طور کلی در مبدل های صفحه ای به دلیل نوع ساختاری که از آن برخوردار هستند ، میزان آشفتگی در دو سیال زیاد است ؛ بر همین اساس در انجام فرایند تبادل حرارتی ، حداکثر مقدار دو سیال سرد و گرم مشارکت دارند که در نتیجه ، شاهد افزایش راندمان و بازدهی هستیم .
6. در این نوع مبدل تنها قسمت در تماس با هوای آزاد ، لبه های صفحات می باشد . به همین دلیل ، میزان هدر رفت انرژی آن بسیار ناچیز است . به گونه ای که دیگر نیازی به عایق بندی مبدل حرارتی نخواهید داشت .
7. عمدتاً در مبدل های صفحه ای ، به دلیل نوع ساختار و نحوه عملکرد ، میزان رسوب پذیری بسیار ناچیز است .
8. در برخی از مدل های مبدل صفحه ای ، امکان افزایش و کاهش سطح انتقال حرارت و ظرفیت وجود دارد .
9. و … .

اجزای تشکل دهنده مبدل حرارتی صفحه ای

• فریم یا قاب : زمانی که صفحات در کنار هم قرار می گیرند در دو بخش ابتدایی و انتهایی آن ها از فریم یا قاب استفاده می کنند که یکی از آن ها ثابت بوده و دیگری متحرک و قابل جابجایی می باشد . مجراهای ورودی و خروجی ، به منظور ورود و خروج دو سیال سرد و گرم ، بر روی فریم متحرک تعبیه شده اند .
• صفحه : اصلی ترین و مهم ترین قسمت تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی صفحه ای ، صفحات تشکیل دهنده ی آن می باشد ؛ که به شکل مستطیل یا مربع بوده و در اندازه های مختلف تولید می شوند . از آن جایی که این بخش از مبدل حرارتی در تماس با دو سیال بوده و انتقال حرارت از طریق آن صورت می پذیرد ، کیفیت و استحکام آن ها بسیار حائزاهمیت می باشد . به همین دلیل آن ها را از آلیاژ های بسیار با کفیت چون ، فولاد ضد زنگ و یا در شرایط خاص از تیتانیوم ، که در برابر فشار و دما از استحکام بسیار بالایی برخوردار هستند ، تولید می کنند.
• واشر : این قطعات ، به منظور جداسازی دو سیال و به نوعی جلوگیری از ترکیب آن ها با هم مورد استفاده قرار می گیرد و از طرف دیگر عاملی که سبب ایجاد فضای خالی بین صفحات است ، این قطعات می باشند . به همین منظور ، کیفیت واشر های مورد استفاده در این نوع مبدل حرارتی ، بسیار حائزاهمیت است . به همین دلیل در زمان خرید مبدل حرارتی صفحه ای به جنس و کیفیت واشر ها توجه داشته و با توجه به دمای سیال و نوسانات دمایی ، واشر متناسب با شرایط را انتخاب نمایید .
• میله ثابت یا میله ی نگهدارنده : از این میله به منظور همتراز نگه داشتن و به نوعی حمل و نگهداری صفحات استفاده می شود . به طور معمول میله ی مورد استفاده در این مبدل حرارتی ، از جنس فولاد کربنی رنگ شده و یا آلومینیوم ساخته می شود .
• و … .

تفاوت هواساز حجم هوای متغیر CAV با هواساز حجم ثابت VAV

ساختار و نحوه عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای

این نوع مبدل حرارتی با توجه به اجزای تشکیل دهنده و شکل ساختاری که از آن برخوردار است نسبت به دیگر مبدل های حرارتی ، نحوه ی عملکرد آن نیز متفاوت می باشد . همان طور که در بخش قبل عنوان شد ، مبدل حرارتی صفحه ای ، از چند صفحه تشکیل شده است که بر روی آن ها شیار هایی وجود دارد و در چهار لبه ی آن ها حفره هایی به منظور ورود و خروج دو سیال تعبیه شده است . نحوه قرار گیری این صفحات به گونه ای است که با قرار گیری آن ها به صورت پشت سرهم و موازی ، مقداری فضای خالی بین هر دو صفحه به وجود می آید . در واقع برای ایجاد این فضای خالی ، از یک سری واشر های پلیمری استفاده می شود .

بر همین اساس با قرار دادن این واشر ها بین صفحات ، فضای مورد نیاز برای به گردش در آمدن دو سیال را ایجاد کرده و سپس با استفاده از قطعاتی نظیر پیچ و مهره ، فرایند لحیم کاری و یا استفاده از فرایند جوشکاری ، صفحات را به یکدیگر نصب و محکم می کنند . با توجه به این توضیحات زمانی که از مبدل حرارتی استفاده می کنیم سیال سرد از طریق حفره ی مربوط به خود به صفحه ی اول وارد می شود .

در این جا ضمن پخش شدن بر روی سطح صفحه به سمت حفره ی خروجی هدایت شده و به دلیل مسدود بودن مسیر ورودی به صفحه ی دوم ، سیال گرم به صفحه ی سوم انتقال می یابد . نحوه ی در جریان قرار گرفتن سیال گرم در این نوع مبدل به همین شکل به ترتیب به صورت یکی در میان در صفحات صورت می پذیرد ؛ تا زمانی که از مبدل حرارتی خارج شود . از طرف دیگر ، سیال سرد ، با توجه به در جریان بودن سیال گرم در صفحه ی اول ، به صفحه ی دوم منتقل می شود . در این جا هم همین طور ، سیال سرد به شکل یک در میان در صفحات مجاور سیال گرم در گردش قرار می گیرد .

همان طور که می دانید بین دو سیال سرد و گرم ، اختلاف دمایی وجود دارد و از طرف دیگر اساس کارکرد مبدل حرارتی هم وجود اختلاف دمایی است . به همین دلیل ، زمانی که دو سیال به درون مبدل حرارتی وارد شده و بر روی صفحات مذکور ، در گردش قرار می گیرند ، حرارت از سمت سیال گرم به سمت سیال سرد ، از طریق دیواره ی صفحات ، منتقل می شود . به گونه ای که در انتها ، شاهد خروج دو سیال تغییر دما یافته هستیم .

مبدل حرارتی پوسته لوله

مبدل حرارتی پوسته لوله از دسته ای لوله در قطر های کوچک تشکیل شده است که با قرار گرفتن در یک لوله ی بزرگ تر ، تحت عنوان پوسته ، فرایند تبادل حرارتی را انجام می دهد . از نظر کاربرد این نوع مبدل حرارتی ، به دلیل نوع ساختار ونحوه عملکردی که از آن برخوردار است ؛ نه تنها در ظرفیت های پایین ، بلکه در ظرفیت های بالا نیز از کارایی و عملکرد مناسبی برخوردار می باشد . به گونه ای که در پروژه های صنعتی یکی از محبوب ترین انواع مبدل حرارتی ، به شمار می رود .

مزایای مبدل حرارتی پوسته لوله

• با توجه به ساختاری که از آن برخوردار است ، با در جریان قرار گرفتن سیالات سمی و یا قابل اشتعال ، مشکلی پیش نخواهد آمد .
• از نظر طراحی ، با توجه به شرایطی که در محیط و یا پروژه حاکم است می توان در مبدل حرارتی تغییراتی از نظر ، تعداد لوله ها ، قطر ، پیکر بندی لوله ها و … ایجاد نمود .
• از نظر هزینه ، از قیمتی مقرون به صرفه و اقتصادی برخوردار می باشند . به گونه ای که از این نظر در پروژه های صنعتی ، جزء سیستم های رایج و محبوب به شمار می روند .
• به طور کلی ، از نظر ساختاری و جنس ، مبدل های پوسته لوله را به گونه ای تولید می کنند که از مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و فرسودگی برخوردار باشند . بر همین اساس ، طول عمر آن ها نیز به مراتب زیاد است .
• از نظر ظرفیت ، این نوع مبدل حرارتی از تنوع بالایی برخوردار است ، به این شکل که از ظرفیت های پایین تا بسیار زیاد تولید می شوند . به همین دلیل ، در زمان انتخاب این مبدل حرارتی با محدودیتی از این نظر مواجه نخواهید بود .
• جنس ، شکل ساختاری و نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته لوله به شکلی است که باعث می شود دستگاه در برابر فشار و دماهای بالا استحکام و مقاومت زیادی را از خود به نمایش بگذارد . به همین دلیل ، شاهد افزایش کاربری های آن در صنایع مختلف هستیم .
• و … .

معایب مبدل حرارتی پوسته لوله

به طور کلی هر تجهیز و دستگاهی در کنار بهره مندی از مزایا ، دارای یک سری معایب نیز می باشد . هر چند با انجام یک سری نکات و فاکتور و انتخاب درست دستگاه ، می توان تأثیر معایب را به حداقل رساند . عمدتاً معایبی که این نوع مبدل حرارتی از آن برخوردار است بسیار ناچیز و محدود است که برخی از مهم ترین آن ها را در ادامه ذکر کرده ایم :

1. به طور کلی مبدل های پوسته لوله از نظر ابعاد بزرگ می باشند . به گونه ای که در ظرفیت پایین و برابر با نوع صفحه ای فضای زیادی را به اشغال خود در می آورند . بر همین اساس در محیط های کوچک که از نظر فضا دارای محدودیت بوده و به ظرفیت پایین مبدل حرارتی نیاز دارند این نوع مبدل توصیه نمی شود .
2. در این نوع مبدل حرارتی ، پس از تولید شدن ، امکان افزایش ظرفیت در آن وجود ندارد .
3. از نظر نگهداری و شستشو در برخی از مدل های آن با سختی مواجه خواهید شد .

انتخاب سیستم تهویه مطبوع

اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی چیست؟

اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی پوسته لوله

1. پوسته
   بخش مهم و حیاتی تشکیل دهنده ی مبدل های پوسته لوله ، پوسته ی آن ها است . زیرا این قسمت در کنار جای دادن یکی از دو سیال در داخل خود ، تمامی اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی را هم در داخل جای داده و به این شکل ، از آن ها در برابر عوامل خارجی محافظت می کند . به همین دلیل آن را از آلیاژ های بسیار با کیفیت تولید می کنند .
2. لوله
   لوله یا تیوب (Tube) یکی از اصلی ترین و مهمترین قسمت های تشکیل دهنده ی این نوع مبدل حرارتی محسوب می شود . دلیل این امر ، انجام فرایند تبادل حرارتی میان دو سیال از طریق دیواره ی آن است . از نظر جنس ، لوله های مورد استفاده در مبدل های حرارتی را با توجه به وظیفه ، نوع کاربری و نوع سیالی که قرار است در داخل و در پیرامون آن در جریان باشد ، از آلیاژ های بسیار با کیفیت چون مس و یا فولاد ضد زنگ می سازند و در پروژ های خاص آن ها را از آلومینیوم ، نیکل و یا تیتانیوم تولید می کنند . از نظر ساخت و اتصالات ، لوله ها به دو شکل بدون درز و یا جوشی هستند . در واقع برای ساخت لوله ها به صورت بدون درز از فرایند اکستروژن استفاده کرده و در ساخت لوله های جوشی ، فرایند نورد کاربرد دارد که در این جا از نظر اقتصادی ، نوع جوشی به صرفه تر می باشد . از آن جایی که بخش خارجی لوله ها در تماس با سیال درون پوسته است ، این قسمت را به دو شکل ساده و پره دار طراحی می کنند . در نوع پره دار به دلیل افزایش مساحت ، فرایند انتقال حرارت ، نسبت به نوع ساده دو الی چهار برابر افزایش می یابد . به همین دلیل در مواجه با سیال دارای ضریب انتقال حرارت پایین ، با استفاده از نوع پره دار این کمبود جبران می شود . سایز قطر لوله های مبدل حرارتی به طور معمول در سایز های ۱۶ ، ۱۹ و ۲۵ میلی متر است ؛ اما در صورت نیاز به سایز کمتر هم امکان تولید لوله وجود دارد اما در این صورت به این نکته نیز توجه داشته باشید که فرایند شستشو با سختی همراه خواهد بود .
3. تیوب شیت
   تیوب شیت یا صفحه لوله ، عضو جدایی ناپذیر در عمده ی مبدل های حرارتی پوسته لوله به شمار می رود . بر روی این صفحه ی فلزی روزنه یا حفره هایی وجود دارد . در واقع از هر کدام آن ها ، یک لوله عبور داده می شود که وظیفه ی آن ، نگه داشتن لوله ها در جای خود می باشد .
4. بافل
   بافل صفحه ای است فلزی که بر روی آن روزنه هایی در اندازه ی قطر لوله ها ایجاد شده است و از هر روزنه تنها یک لوله عبور داده می شود . تعداد بافل مورد استفاده در مبدل حرارتی ، متناسب با میزان طول لوله ها تعیین می شود . وظیفه ی این قطعه ، افزایش سرعت و ضریب انتقال حرارت در سیال موجود در بخش پوسته ، جلوگیری از بروز خمیدگی در لوله ها بر اثر جریان های متلاطم و ارتعاشات وارده به آن ها و همچنین ، حفظ و به نوعی تعیین فاصله ی بین لوله ها می باشد .
5. میله های نگهدارنده
   همان طور که از اسم آن ها مشخص است ، میله های نگهدارنده با قرار گیری در بخش پوسته ، وظیفه دارند تا بافل ها را در کنار هم و در فواصل معین نگهداری کنند . به همین منظور ، یک سر این میله ها ، به قسمت تیوب شیت متصل شده و سمت دیگر آن ها ، به آخرین بافل مورد استفاده در پوسته ، متصل و فیکس می شود .
6. و … .

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته لوله

در زمان استفاده از این نوع مبدل حرارتی ، سیال اصلی که قرار است تغییر دما در آن صورت بپذیرد را به درون لوله ها در جریان قرار می دهند و سیال دیگر که وظیفه دارد تا در سیال اصلی تغییر دما ایجاد کند را به درون پوسته منتقل می کنند . در این جا ضمن ورود دو سیال به بخش های مذکور ، در طی مسیر میان دو بخش ورودی و خروجی ، از طریق دیواره ی لوله ها فرایند انتقال دما صورت می پذیرد . به این شکل که به دلیل وجود اختلاف دمایی بین دو سیال ، حرارت از سمت سیال دارای دمای بالا به سمت سیال دارای دمای پایین منتقل می شود . بر همین اساس با رسیدن دو سیال به دو بخش خروجی ، شاهد تغییر دما در آن ها خواهیم بود .

سخن پایانی

در این مقاله به بررسی نصب مبدل حرارتی و اینکه چه انواعی دارد پرداخته ایم.

سوالات متداول ۵ نکته مهم برای نصب مبدل حرارتی

1. چگونه می‌ توان مکان مناسبی برای نصب مبدل حرارتی انتخاب کرد؟
   برای انتخاب مکان مناسب برای نصب مبدل حرارتی، به مواردی مانند دسترسی به لوله‌ ها، فضای مورد نیاز برای نصب، امکان تهویه، و نزدیکی به سیستم‌ های مورد استفاده دقت کنید.
2. چه نکاتی باید در نصب و اتصالات لوله‌ ها به مبدل حرارتی مورد توجه قرار گیرد؟
   در اتصال لوله‌ ها به مبدل حرارتی، اطمینان حاصل کنید که اتصالات به‌ درستی و با استفاده از جوشکاری مناسب یا روش‌ های اتصال دیگر، محکم و بدون نشتی صورت گرفته باشند.
3. چگونه می‌ توان مطمئن شد که مبدل حرارتی به درستی نصب شده و عملکرد مناسبی دارد؟
   برای اطمینان از نصب صحیح مبدل حرارتی، باید با دقت دستورالعمل‌ های تولید کننده را دنبال کرده و اتصالات، لوله‌ ها و سیستم را برای مطمئن شدن از عملکرد صحیح چک کنید.