مبدل حرارتی دستگاهیست جهت انجام فرایند تبادل حرارت میان دو یا چند سیال ( سیال به حالت مایع و گاز ماده گفته می شود ) با دماهای مختلف بدون تماس مستقیم و اختلاط آن دو که در اغلب صنایع اعم از صنایع غذایی ، صنایع داروسازی ، تهویه مطبوع ، پروسه های صنعتی و تولیدی و … استفاده می شود و بر اساس نوع کاربرد سیال و … انتخاب می شود. در مبدل حرارتی از تیوپ ها یا پلیت های صفحه ای فلزی مانند مس ، آلومینیوم ، طلا ، استنلس استیل ، تیتانیوم و … استفاده می شود.
مبدل حرارتی یا مبدل گرمایی ، نوعی سیستم گرمایشی است که حرارت و گرما را بین دو سیال گاز یا مایع انتقال می دهد . دلیل استفاده از مبدل گرمایی این است که سیالی به کمک سیال دیگری گرم یا سرد شود . البته از مبدل حرارتی برای سرد کردن و گرم کردن فضا نیز استفاده می شود . مبدل های حرارتی در سیستم های گرمایشی ساختمانی ، تهویه ،بازیابی گرمای از دست رفته ، حوزه های نفت و گاز ، فراورده های شیمیایی ، صنایع غذایی و دارویی و صنایع فولاد استفاده میشود . این مبدل ها بسته به نیاز مصرف کننده و بر اساس استانداردهای مختلف ، به انواع گوناگونی تقسیم می شوند . از متداول ترین انواع مبدل های حرارتی می توان به رادیاتور اتومبیل و رادیاتور شوفاژ اشاره کرد
انواع مبدل حرارتی
- مبدل حرارتی صفحه ای ( plate heat exchanger )
- مبدل حرارتی پوسته و لوله ( Shell and tube heat exchanger )
- مبدل حرارتی دو لوله (لوله ای) ( two-pipe heat exchanger )
- مبدل حرارتی هوا خنک فین دار یا همان رادیاتور ها Extended Surface heat ) )
مبدل حرارتی پوسته و لوله
این مبدل از یک پوسته چدنی یا فولادی تشکیل شده که درون این پوسته تعدادی لوله مسی عبور داده می شود ، یک سیال در پوسته و سیال دیگر درون لوله ها جریان پیدا می کند. مبدل حرارتی پوسته و لوله از پرکاربردترین مبدل های حرارتی می باشد و از دسته لوله هایی جهت عبور سیال – بافل ها جهت حرکت عرضی سیال- تیوپ شیت ها جهت نگه داشتن لوله ها و پوسته که عمدتاً لوله ای با سایز بالاست تشکیل شده است.
لوله ها وظیفه تبادل را در مبدل پوسته و لوله به عهده دارند به گونه ای که از دو طرف در تماس با سیالات مورد انتقال حرارت قرار دارند . در واقع لوله ها در مبدل پوسته و لوله نقش جدا کننده را بر عهده دارند . سایز این لوله ها متفاوت می باشد . لوله ها معمولاً از جنس مس می باشند البته بنا به کاربرد می توانند از فولاد ضد زنگ ( استیل ) ، نیکل ، آلومینیوم ، برنج و تیتانیوم نیز باشند . بسته به ضریب انتقال حرارت سیال درون یا بیرون لوله در هر سمت که این ضریب کمتر باشد می توان از لوله های پره دار از داخل یا پره دار از خارج استفاده نمود که به طبع هزینه ساخت این دستگاه بالا تر است .
پوسته مبدل حرارتی پوسته ولوله که وظیفه نگهدارنده لوله ها ، اتصال ورودی و خروجی ها و… را بر عهده دارد . عمل انتقال حرارت نیز در داخل پوسته انجام میگیرد. ضخامت پوسته به ظرفیت ، فشار و قطر پوسته بستگی دارد . در ساخت پوسته مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولاً از فولاد یا فولاد ضد زنگ استفاده می‌گردد . چرا که باید انتقال حرارت آن در پایین ترین حد و تحمل فشار آن در بالا ترین حد ممکن باشد . روی پوسته مبدل حرارتی پوسته و لوله باید مسیر ورود و خروج آب – قلاب آویز- اتصال تخلیه- محل نصب شیر اطمینان سنسور و… در نظر گرفته شود.
بافل ها تیغه هایی را می گویند که در مسیر مستقیم سیال قرار گرفته و موجب تغییر جهت سیال می‌گردند به گونه‌ای که در مبدل حرارتی پوسته و لوله آب را به صورت عرضی و عمودی در تماس با لوله ها قرار می‌دهند و از خروج مستقیم سیال از مبدل حرارتی جلوگیری می‌نمایند . بافل ها در مجموع وظیفه به تعویق انداختن خروج سیال از مبدل حرارتی پوسته و لوله و در نتیجه انتقال حرارت بیشتر را دارند .
تیوپ شیت‌ها وظیفه نگه داشتن لوله ها را به عهده دارند . بسته به نیاز مبدل حرارتی می‌تواند یک یا چند تیوپ شیت داشته باشد . تیوپ شیت ها معمولاً از فولاد یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند . اتصال لوله ها به تیوپ شیت ها به صورت اکسپند یا جوش می باشد . مبدل حرارتی پوسته و لوله می‌تواند به شکل ۱ پاس عبور سیال و یا چند پاس عبور سیال طراحی گردد.
در نوع دیگر دسته بندی های حرارتی پوسته و لوله می توان به نوع جریان همسو و جریان نا همسو آن ها اشاره نمود
مشخصه های مبدل حرارتی پوسته و لوله
- طراحی و کاربرد در فشار و ظرفیت های مختلف
- طراحی و کاربرد جهت سیستم های تک فازی و چند فازی
- کاربرد جهت سیالات با ویسکوزیته بالا
- عدم محددیت در سیالات با سختی بالا به دلیل رسوب گیری پایین به نسبت مبدل حرارتی های صفحه ای
- افت فشار پایین نسبت به مبدل حرارتی صفحه ای
- نیاز ضروری به عایق در اطراف پوسته به دلیل کاهش تلفات حرارتی
- هزینه حمل – فونداسیون – نصب و کنترل بیشتر نسبت به مبدل های صفحه ای
- ضریب انتقال حرارت پایین نسبت به مبدل حرارتی تا ۴۰%
- سطح حرارت مؤثر پایین نسبت به مبدل حرارتی صفحه ای با شرایط سیال های مشابه
کاربرد مبدل حرارتی پوسته و لوله :
- مبدل پوسته و لوله استخری
- مبدل پوسته و لوله گرمایشی
- مبدل پوسته و لوله اواپراتور و کندانسور
- مبدل پوسته و لوله جهت خنک کاری روغن
قیمت مبدل حرارتی پوسته و لوله :
قیمت این مبدل ها به دلیل حجم بیشتر جنس مصرفی معمولا بیشتر از مبدل های حرارتی صفحه ای می باشد اما نرخ رسوب گیری مبدل پوسته و لوله بسیار کمتر از مبدل صفحه ای می باشد به همین دلیل در استخر ها از مبدل حرارتی استخری از نوع پوسته و لوله بیشتر استفاده می شود.
مبدل حرارتی دو لوله :
این نوع مبدل از دو لوله که از درون همدیگر عبور کرده اند تشکیل شده که هر سیال درون یکی از لوله ها در جریان است. این نوع مبدل ها به دلیل اشغال فضای زیاد ، متداول نیستند و خیلی کم از آنها استفاده می شود.
طراحی و ساخت مبدل حرارتی توسط شرکت های سازنده انجام می شود اما محاسبه و انتخاب توسط مشاوران فنی و مهندسین تاسیسات انجام می شود.
محاسبه و انتخاب مبدل حرارتی بر اساس نوع کاربرد آن بسیار متفاوت است که در ابتدا با توجه به کاربرد آن نوع مبدل انتخاب می شود.
انتخاب مبدل حرارتی مناسب
انتخاب مبدل حرارتی مناسب با توجه به موارد زیر امکان پذیر است .
- کاربری مبدل حرارتی
- دمای کاری
- فشار کاری
- ظرفیت حرارتی
- نوع سیال های واسطه انتقال حرارت
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.