مبدل حرارتی 

مبدل حرارتی سیستم انتقال حرارت می باشد که دارای وظیفه انتقال حرارت بین دو و یا چند سیال که دارای دما های متفاوتی هستند می باشد .

شما عزیزان برای خرید و اطلاع از قیمت مبدل حرارتی و دریافت مشاوره رایگان برای داشتن انتخابی مناسب با شماره 02188816800 تماس حاصل نمایید . 

کاربرد مبدل حرارتی 

مبدل حرارتی در زمینه های گوناگونی از جمله پالایشگاه ها ، صنایع دارو و غذا ، ذوب فلز ، تهویه مطبوع ، سیستم تبرید ، کاربرد فضایی و نیروگاه ها و … دارد .

نکات مهم در انتخاب مبدل حرارتی 

انتخاب مبدل حرارتی باید توسط کارشناس و مهندس صورت بگیرد که در انتخاب آن باید ب موارد زیر توجه داشت :

• مشخص نمودن فاز دو سیال
• فشار و دمای کاری
• دارای قابلیت شستشو
• دارای فرایند تولید و ساخت
• تعیین کردن نوع مبدل حرارتی صفحه ای و پوسته لوله
• خورندگی سیال
• جنس مبدل که می تواند مس ، استیل ، کربن و آلومینیوم باشد .
• هزینه نصب و نگهداری و …

مبدل حرارتی صفحه ای 

مبدل صفحه ای  از تعدادی صفحه تشکیل شده اند که به صورت موازی در کنار هم قرار گرفته اند که می توان هم موج دار باشد هم صاف . این صفحات علاوه بر اینکه سیال ها را از هم جدا میکند ، کانال هایی را برای جریان سیال ایجاد می کند . در این نوع از مبدل ها انتقال حرارت با سرعت بیشتری انجام می شود زیرا سیل روی صفحات فلزی پخش شده و انتقال حرارت بهتری انجام می شود . برای نرع یکسانی از انتقال دما یک مبدل حرارتی صفحه ای به نسبت مبدل حرارتی پوسته لوله  دارای ابعاد کوچکتری می باشد زیرا انتقال حرارت بزرگی توسط صفحات مبدل به صورت فشرده صورت میگیرد .

نوع طراحی مبدل حرارتی صفحه ای 

در مبدل حرارتی صفحه ای بجای اینکه درون محفظه یک لوله باشد (همانند مبدل حرارتی پوسته لوله)  ، دارای محفظه ها ای متوالی است . صفحاتی که درون این مبدل حرارتی ها قرار دارد ، از جنس استنسل استیل می باشد که دارای استحکام بالایی می باشد و توان تحمل دمای بالایی را دارد .

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله یکی از انواع مبدل ها است که کاربرد فراوانی در صنعت دارد . چرا که با فشار و دمای بالا بسیار سازگار است. این نوع از مبدل ها شامل یکسری لوله و یا به نوعی تیوب درون پوسته یا سیلندر قرار گرفته است.

در واقع یک سیال در درون لوله ها و سیال دیگر اطراف تیوپ ها جریان دارد که با اختلاف دمایی که در جریان است بین آن دو سیال، حرارت به راحتی از یک سیال به سیال دیگر منتقل می شود. مبدل های حرارتی دارای انواع بسیاری است که بر اساس ویژگی های متفاوت تقسیم بندی می شود.

کاربرد مبدل حرارتی پوسته و لوله اغلب در صنایع، تاسیسات، سازه های آبی، کارخانه کاغذسازی، سیستم های تبریدی، داروسازی، رنگ کاری، معدن کاریو متالوژی است.

بنابراین می توان گفت که به طور کلی مبدل حرارتی پوسته یکی از پرکاربردترین مبدل ها است.

نحوه کارکرد این نوع از مبدل ها به این صورت است که با عبور سیال گرم از داخل سیال سرد و سپس انتقال دادن حرارت انجام می شود بدون اینکه سیالات با همدیگر مخلوط شوند. در واقع همانطور که می دانید مبدل پوسته و لوله از تعدادی لوله و پوسته تشکیل شده است که یکی از سیال ها در داخل پوسته و سیال دیگر نیز از داخل لوله ها عبور می کند و در حین انجام فرآیند، انتقال حرارت انجام می شود. طوریکه سیال سرد، حرارت سیال گرم را به خود جذب می کند.

در این نوع از مبدل ها، میزان انتقال حرارت، به میزان تماس سیالات بین پوسته با سطح اطراف لوله ها رابطه ی مستقیمی دارد . در واقعی به نوعی این فاکتور، تابعی از تعداد لوله هایی است که در مبدل قرار دارد. پس افزایش تعداد مسیرها یا لوله ها منجر به افزایش ضریب انتقال نیز می گردد.

نکته حائز اهمیت در خصوص مبدل حرارتی پوسته و لوله این است که توصیه میشود که به شکل مرتب شسته شود . چرا که عبور سیالات مختلف از بین آنها باعث ایجاد رسوب خواهد شد. شستشوی مبدل پوسته و لوله با انواع روش های شیمیایی و مکانیکی امکان پذیر است.

استفاده از مبدل پوسته و لوله دارای مزیت های فراوانی است . از جمله قیمت بسیار مقرون به صرفه ارزان که اصلی ترین دلیل می تواند برای مزیت این نوع مبدل باشد. از طرفی نشت یابی لوله ها در این مبدل بسیار آسان است و انجام عملیات تمیزکاری به روش های متفاوت امکان پذیر است. این نوع از مبدل ها دارای مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت هستند و در دمای بیشتر از 260 درجه قدرت تحمل دارند.

همچنین مبدل پوسته و لوله دارای تنوع بیشمار هستند. مبدل های پوسته و لوله دارای انواع متفاوتی هستند که شامل مبدل با لوله های u شکل یکی از آن ها است. در واقع در این نوع مبدل قیمت بسیار کمتری به نسبت انواع دیگر دارند و دلیل استفاده از شکل U این است تا تماس بیشتری بین پوسته و لوله ها برقرار شود.

نوع دیگر مبدل ها ، مبدل تیوب شیت ثابت است که دارای طراحی بسیار ساده ای است و بسیار ارزان قیمت که خود دارای انواع N،M و L هستند. در واقع نوعی صفحه ثابت از لوله ها در این مبدل حرارتی وجود دارد که به شکل مکانیکی تمیز می شوند و نشتی ندارند.

مبدل های شیت شناور یکی دیگر از انواع مبدل حرارتی پوسته و لوله است که دارای مقاومت بالایی در برابر انبساط حرارتی داشته و تمیز کردن این مبدل بسیار آسان است. مبدل های شیت شناور دارای انواع کلاس P،T، W و S است که قسمت انتهایی مبدل با پوسته جوش نمی خورد. اجزای مبلد حرارتی پوسته و لوله شامل:  صفحه پارتیشن، واشر، بافل ها، لوله ها، صفحه پوششی، پیچ و مهره است.

مبدل حرارتی واشر دار 

در این مبدل حرارتی بین صفحات فلزی واشر هایی که از جنس لاستیک قرار گرفته است . این واشر ها به صورت دور تا دور در لبه صفحات باید چسبیده شود و از نشتی جریان های سبالات جلوگیری کند و جریان های سیالات را هدایت نماید .

بررسی عوامل موثر در انتقال حرارت مبدل حرارتی

از مهمترین فاکتورهایی که در انتقال حرارت در هر مبدل حرارتی بسیار موثر است، میزان سطح جدا کننده ی دو سیال است. علاوه بر آن جنس مبدل نیز بسیار با اهمیت است به طور مثال اگر جنس مبدل حرارتی از مس باشد، ضریب انتقال حرارت افزایش میابد در حالیکه در جنس فولاد، میزان انتقال حرارت بسیار کمتر است. سرعت و ضریب انتقال حرارت فاکتور دیگر در انتقال حرارت در مبدل حرارتی است چرا که منجر به توربولانت و یا به عبارتی جریان درهم می شود که در نتیجه ی این جریان انتقال حرارت نیز بسیار افزایش میابد.

اما نکته حائز اهمیت این است سرعت بسیار زیاد میتواند سبب خوردگی مبدل حرارتی هم شود. سیال در مبدل حرارتی باید گرم باشد و سپس درون لوله ها جریان داشته باشد در این صورت ضریب انتقال حرارت کل به میزان چشمگیری افزایش پیدا می کند.

همچنین نوع سیال در انتقال حرارت موثر است به طور مثال انتقال حرارت سیال روغن با آب بسیار متفاوت است. ویژگی های شیمیایی و حرارتی نیز تاثیر گذار است مثل دما، فشار، سرعت و … .همچنین نوع ساختار مبدل حرارتی و سطح آن تاثیر زیادی در انتقال حرارت دارد به طور مثال مبدل حرارتی صفحه ای، میزان حرارت بیشتر به نسبت مبدل پوسته و لوله منتقل می کند چرا که دارای سطح بزرگتری است.