مبدل حرارتی، یکی از تجهیزاتی است که جهت انتقال بهینه از یک محیط، به محیط دیگر، مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله قصد داریم در رابطه با کاربرد مبدل های حرارتی، انواع مبدل حرارتی، مبدل حرارتی استخر و … صحبت کنیم. با ما همراه باشید.
مبدل حرارتی
مبدل ها در صنایع زیادی از جمله نیروگاه، تهویه مطبوع، برودت، صنایع فرآیندی، برج های خنک کننده و … به کار برده می شوند. در واقع مبدل حرارتی، وسیله ای است برای منتقل کردن حرارت بین دو یا چند سیال ساخته شده که به واسطه یک دیواره از هم جدا شده اند و هرگز در یکدیگر مخروط نمی شوند.
انتقال حرارات در مبدل حرارتی
از این مبدل ها جهت انتفال حرارت از جریانی با دمای بالاتر به جریانی با دمای پایین تر، استفاده می شود. این انتقال در هر مبدلی با توجه بر درجه حرارت سیال ها، به سه روش انجام می گیرد که شامل موارد زیر می شود.
- انتقال حرارت هدایتی
- انتقال حرارت تشعشعی
- انتقال حرارت جا به جایی
انواع مبدل های حرارتی
مبدل ها، بر اساس نحوه ساختمان، ویژگی های هندسی، پیوستگی یا تناوب جریان، درجه حرارت کارکرد، سازوکار منتقل کردن حرارت، آرایش جریان دسته بندی و تعداد سیال دسته بندی می شوند. ولی به طور کلی به دو نوع مبدل های لوله ای و مبدل های هسته ای تقسیم می شوند که در ادامه به بررسی بیشتر آن ها می پردازیم.
روش های استریل کردن تجهیزات بیمارستانی
مبدل حرارتی صفحه ای
این نوع مبدل ها از صفحه های نازک و موج داری که به یکدیگر فشرده شده اند نشکیل می شوند. در این مدل جریان های سیال، از میان صفحات نازک عبور می کنند. هر کدام از صفحان چهار روزنه دارند که به عنوان ورودی و خروجی جریان عمل می کنند و عبور سیال ها از کانال ها باعث انتقال حرارت میان آن ها می شود.
مبدل حرارتی پره ای
در بعضی از موارد، لازم است وزن و حجم مبدل کم باشد، ولی بازدهی بالایی داشته باشد. در این شرایط از مبدل های پره دار استفاده می شود. این مبدل ها معمولا برای گاز-گاز و یا مایع-گاز مورد استفاده قرار می گیرد که کاربرد های وسیعی در صنایع مختلف دارند از جمله کندانسور و اپراتور سیستم های سرد خانه، یازیابی انرژی، صنایع فرآیندی، سیستم های تهویه مطبوع و … دارند.
برج تقطیرچیست و چه کاربرد هایی دارد؟
کاربردهای مبدل حرارتی
بر خلاف نام این دستگاه، قابلیت خنک سازی انواع سیالات را نیز دارد. فرآیند خنک سازی یکی از مراحل مهم در صنعت نفت و پتروشیمی می باشد زیرا تعدادی از مایعات و گازها مانند اتیلن ، پروپیلن ، بنزن ، اتان ، پروپان ، بوتان و … نیاز به خنک سازی دارند.
از نمونه کاربرد های مبدل ها نوع پوسته و لوله و نوع صفحه ای میتوان به تقطیر حلال ها و مخلوط های چند ماده ای، خنک کاری و گرمادهی راکتورها و نگهدارنده محصولات، به عنوان کولر هیدروکربن ها، خنک کاری مدارات آب، بازیافت حرارت در فرآیندهای پتروشیمی مانند بازیافت حرارت بنزن، به عنوان کندانسور و اواپراتور، گرمکن گاز طبیعی (قبل یا بعد از انبساط)، گرم کردن سوخت ها برای کاهش ویسکوزیته آنها، تولید آب داغ به عنوان گرمکن آب تغذیه بویلر،گرم کننده نفت خام و گاز ترش، پیش گرمکن آب، خنک کاری آن و خنک کاری محصول مایع در فرآیند متانول، خنک کاری سدیم هیدروکسید، پیش گرمکن نفت در فرآیند اتیلن و هر بخشی از صنعت پتروشیمی، نفت و گاز که به انتقال گرما در آن نیاز باشد، اشاره نمود.
مبدل حرارتی استخر
از مبدل ها، برای گرمایش آب استخر هم استفاده می شود. این مبدل ها دارای دو مدار گرایش هستند که در یک سمت، دیگ بخار و در سمت دیگر، آب استخر در حال گردش هستند. برای خرید این دستگاه، باید به نکاتی همچون نوع استخر، روباز و یا سرپوشیده بودن، خصوصی یا عمومی بودن و میزان اختلاف دما برای افزایش دمای استخر، مدت زمان استفاده و … توجه داشت. همچنین حجم استخر و دمای مورد نظر نیز بسیار مهم است. در صورتی که می خواهید از این دستگاه در جکوزی استفاده نمایید، مبدل را با حساسیت بیشتری انتخاب کنید.
خرید مبدل حرارتی
مهمترین نکته برای خرید مبدل ها، کاربرد آن است. برای ایتکه بتوانید بهترین مبدل را مرتبط با کار خود انتخاب کنید، موارد زیر را در نظر بگیرید:
- ویسکوزیته و خواص سیالی که قرار است خنک یا گرم شود.
- دما و فشار سیالات ورودی و خروجی به مبدل
- دبی جریان
- تغییر یا عدم تغییر فاز سیالات
در شرایطی که فشار و دمای سیالات بالا باشد، از نوعی از مبدل ها استفاده می شود که از یک تیوب لوله بلند مارپیچ، تشکیل شده است.
اصول طراحی مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای
قیمت مبدل حرارتی
عوامل بسیار زیادی در تعین قیمت این محصول تاثیر گذار هستند، مدل های مختلف مانند مبدل پوسته و لوله، مبدل هوا خنک، مبدل حرارتی صفحه که خود دارای انواع متفاوتی همچون مبدل های حراتی، مبدل های کندانسور، اپراتور ها و … تقسیم می شوند. از دیگر موارد تاثیر گذار بر قیمت ها جنس لوله ها و صفحات است که بر اساس نوع کاربرد، فشار، دما و شرایط مشخص می شود. جنس لوله ها غالبا از برنج، آلیاژ نیکل، فولاد، مس، آلومینیوم می باشد. نوع فلز تاثیر بسیار زیادی روی قیمت نهایی می گذارد.
عامل بعدی که روی قیمت تاثیر گذار است، فشار کاری سیالاتی است که با یکدیگر تبادل حرارت می کنند. در محیط های که به فشار بیشتری احتیاج است، باید تجهیزات مقاوم تری به کار برد، و در نتیجه قیمت بالاتر می رود.
پانوشت: