مبدل حرارتی نوعی دستگاه است که حرارت را در اثر اختلاف دمای به وجود آمده بین دو سیال، از یک سیال به سیال دیگر منتقل می کند. از مهمترین کاربرد های مبدل حرارتی می توان به موارد زیر اشاره نمود
کاربرد مبدل های حرارتی
- تولید برق در نیروگاه ها
- صنایع غذایی و کارخانه های تولید نوشیدنی
- پالایشگاه های نفت و گاز و پتروشیمی ها
- صنایع داروسازی و پزشکی
- تاسیسات گرمایشی، تهویه مطبوع و سردخانه
- استخرهای شنا، سونا و جکوزی
مبدل حرارتی چیست؟
همانطور که گفتیم، مبدل حرارتی از پر کاربرد ترین تجهیزات مکانیکی موتور خانه ها است.این مبدل ها حرارت را بین سیال ها جا به جا میکنن. مثلا یک مبدل حرارتی روغن، حرارت روغن داغ را به آب یا هوا منتقل می کند و یا مبدل حرارتی استخر، گرمای درون آب بویلر را به آب استخر منتقل می کند. از پر کاربرد ترین مبدل های حرارتی می توان به نوع پوسته و لوله، نوع هوا خنک و نوع صفحه ای اشاره نمود.
انواع مبدل های حرارتی
مبدل های حرارتی بر اساس پیوستگی یا تناوب جریان، فرآیند انتقال، نحوه ساختمان و مشخصات هندسی، ساز کار انتقال حرارت، تعداد سیال و آرایش جریان دسته بندی می شوند. برخی از این تقسیم بندی ها را در ادامه با هم بررسی می کنیم.
تقسیم بندی بر مبنای پدیده انتقال
تبادل انرژی بین دو سیال به صورت مستقیم یا غیر مستقیم انجام می شود. در نوع مستقیم معمولا یکی از دو سیال گاز و دیگری مایع است که با فشار خیلی پایین و بعد از تبادل حرارت به سادگی قابل تفکیک اند. ولی در نوع غیر مستقیم، حرارت ابتدا به یک سطح جامد نفوذ ناپذیر منتقل می شود و پس از آن، به سیال سرد انتقال می یابد.
بیشتر بخوانید: قیمت مبدل حرارتی
تقسیم‌بندی برمبنای نوع جریان
- جریان همسو
- جریان ناهمسو
- جریان متقاطع
تقسیم‌بندی بر مبنای ساختمان مبدل:
در بسیاری مواقع مبدل‌های حرارتی بر مبنای ساختمان و نحوه عملکرد تقسیم‌بندی می‌شوند. تقسیم‌بندی مبدل‌های حرارتی از نظر ساختمان عبارتست از:
- مبدل دو لوله‌ای
- مبدل لوله مارپیج
- مبدل‌های پوسته و لوله
- مبدل‌های صفحه‌ای
- مبدل‌های حرارتی پره‌ای
- بازیاب حرارتی
در ادامه به به بررسی مبدل‌های مختلف می‌پردازیم:
مبدل دو لوله‌ای
این مبدل از دو لوله ی هم مرکز تشکیل شده که یکی از آن ها کوچکتر از دیگری است. یکی از جریان ها از داخل لوله کوچکتر و دیگری از فضای بین دو لوله عبور می کند. در برخی موارد ازدیاد سطح تماس و تبادل حرارتی بهتر، سطح خارجی لوله داخلی با پره های (Fins) طولی پوشیده می‌شود. این مبدل ها برای بار های حرارتی بالا مناسب نیستند. عیب اصلی مبدل های دو لوله ای قیمت بالا و میزان انتقال دمای کم است.
مبدل حرارتی لوله مارپیچ
این مبدل حرارتی از یک یا چند حلقه لوله مارپیچ تشکیل می شود که انتها و ابتدای آن، به لوله اصلی ورودی و خروجی متصل می شود و دارای محفظه ای است که اطراف آن را می پوشاند. جنس لوله مارپیچ از فولاد کربن دار یا مس و آلیاژ های آن و یا استنلس استیل و آلیاژ های نیکل می باشد. غالبا ابعاد این دسته از مبدل ها در مقایسه با سایر آن ها کوچکتر است. چرا که انتقال حرارت در مسیر های منحنی و پیچ دار بیشتر از مسیر مستقیم است.
