دستگاه مبدل حرارتی
دستگاه مبدل حرارتی یکی از تجهیزات پرکاربرد در صنایع مختلف هستند. مبدلهای حرارتی نه تنها در سیستم سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع ساختمانها به کار میروند بلکه به ماشینآلات و موتورها نیز کمک می کنند تا کارایی بیشتری داشته باشند. مبدلهای حرارتی در انواع مختلف تولید میشوند و تقسیم بندیهای متفاوتی دارند. در این مقاله به معرفی انواع دستگاه مبدل حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار میپردازیم. در ادامه با ساینا تهویه رادمان همراه باشید.
مبدل حرارتی چیست؟
مبدل حرارتی یا Heat Exchanger دستگاهی است که حرارت را به صورت بهینه از یک محیط به محیط دیگر انتقال میدهد. سیالات موجود در این دستگاه ممکن است به صورت مستقیم با هم در تماس باشند یا به وسیلهی دیوارهای از هم جدا باشند.
کاربرد دستگاه مبدل حرارتی
مبدل حرارتی یکی از تجهیزات بسیار مهم در صنعت است که به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه با استفاده حداکثری از انرژی، مصرف سوخت در خنک کننده ها و گرم کننده ها نظیر چیلر و بویلر را به صورت قابل ملاحظهای کاهش میدهد. برخی از کاربردهای دستگاه مبدل حرارتی عبارتند از: صنایع فولاد، تأسیسات و تهویه مطبوع، سیستم های تولید همزمان برق و حرارت، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع غذایی، نیروگاه های تولید برق و….
کاربرد مبدل حرارتی در تهویه مطبوع
گرمایش، تهویه مطبوع و تبرید با به اختصار HVAC&R بخش مهمی از تأسیسات است که شرایط ایمن و سالم ساختمان را با تنظیم دما و رطوبت فراهم میکند. مبدل های حرارتی نقشی اساسی در تأسیسات HVAC&R ایفا میکنند. برخی از کاربردهای مبدل حرارتی در تهویه مطبوع عبارتند از: گرمایش آب گرم مصرفی در پکیج و موتورخانه، اواپراتور و کندانسور در چیلرها، زون بندی های سرمایشی و گرمایشی، بانک یخ یا آیس بانک و…
انتخاب و طراحی صحیح و بهینه مبدل حرارتی در برآورده سازی نیاز های عملکردی و بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم های تأسیسات و تهویه مطبوع بسیار مؤثر است.
انواع مبدلهای حرارتی
مبدلهای حرارتی دسته بندیهای مختلفی دارند که در تأسیسات حرارت مرکزی و تهویه مطبوع بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار به انواع زیر تقسیم میشوند:
مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell & tube heat exchangers):
دستگاه مبدل حرارتی پوسته و لوله جهت گرمایش مایعات در سیستم های تبخیر کار برده میشوند. این نوع از مبدل حرارتی در نیروگاهها، پالایشگاهها، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید، صنایع فرایندی، صنایع غذایی و دارویی، صنایع ذوب فلز، گرمایش، تهویه مطبوع، سیستمهای تبرید و … کاربرد دارد. مبدلهای حرارتی پوسته و لوله در حجم کم ایجاد سطح بزرگی برای انتقال حرارت میکنند. از طرف دیگر قابلیت استفاده برای دامنه وسیعی از مواد را دارند.
مبدل حرارتی صفحه ای (Plate heat Exchanger):
این نوع از مبدلها از یک سری صفحات استیل ضدزنگ موازی و کنار هم که در یک قالب قرار گرفتهاند، تشکیل میشوند. مبدل حرارتی صفحهای در دو مدل واشری و جوشی طراحی و تولید میشوند و کاربرد گستردهای در صنایع لبنی، غذایی و نوشیدنی دارند. نگهداری آسان و ساده، گنجایش قابل ارتقا با افزودن صفحات بیشتر امکان ذخیره انرژی به کمک بازیابی انرژی برخی از مهمترین مزایای دستگاه مبدل حرارتی صفحهای است.
مبدل حرارتی هوا خنک یا پرهای (Fin Heat Exchanger):
مبدل حرارتی هوا خنک دمای سیال را با هوایی که توسط فن دمیده میشود، خنک میکند. دستگاه مبدل حرارتی در سه نوع وی شکل، افقی و عمودی طراحی و تولید میشود.
اجزا مبدل حرارتی
دستگاه مبدل حرارتی از بخشهای مختلفی تشکیل شده است. اصلی ترین اجزا مبدل حرارتی عبارتند از:
- هدر جلویی (front head): ورودی سیال مایع یا گاز به لوله های مبدل
- هدر پشتی (Rear head): خروجی سیال از مبدل
- تیوب باندل (tube): مجموعه از قطعات برای عبور سیال مایع یا گاز از لوله ها
- پوسته (shell): مخزن و پوسته مقاوم در برابر خوردگی و فشار برای عبور سیال
انتقال حرارت در مبدل حرارتی
انتقال حرارت در هر دستگاه مبدل حرارتی به سه صورت زیر صورت انجام میشود:
- انتقال حرارت هدایتی
- انتقال حرارت جابجایی
- انتقال حرارت تشعشعی
نکات مهم در خرید دستگاه مبدل حرارتی
انتخاب صحیح دستگاه مبدل حرارتی بسیار حائز اهمیت است. هنگام انتخاب مبدل حرارتی برای پروژه توجه به موارد زیر ضروری است:
محاسبه و تعیین ظرفیت و سطح حرارتی
- نوع مبدل حرارتی
- ابعاد مبدل حرارتی
- جنس مبدل حرارتی
- فشار کار مبدل حرارتی
علاوه بر موارد فوق فاکتورهایی مانند اطلاع از میزان افت فشار آب عبوری از درون کویل یا صفحات مبدل حرارتی به منظور محاسبه هد پمپ سیرکولاتور و یا فشار استاتیکی فن هوادهی ضروری است. به همین دلیل بهتر است که برای خرید مبدل حرارتی از کارشناس متخصص در این حوزه مشاوره دریافت کنید. شما میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر و استعلام قیمت در خصوص دستگاه مبدل حرارتی از طریق شمارههای درج شده در سایت با کارشناس مجموعه ساینا تهویه رادمان در ارتباط باشید.
اصول طراحی مبدل های حرارتی
برای طراحی دستگاه مبدل حرارتی مشخصات مهم ساختار سیستم، اندازه سیستم، عملکرد سیستم و سایر مشخصاتی است که برای ساخت و بهره برداری مورد نیاز است باید مشخص شود. طراحی دستگاه مبدل حرارتی نه تنها دارای ساختار پیچیده ای است بلکه روش طراحی برای یک مبدل حرارتی به عنوان یک مؤلفه، باید با طراحی چرخه عمر یک سیستم سازگار باشد. اصول و روش های طراحی مبدلهای حرارتی شامل موارد زیر است:
- تعیین مشخصات فرایند و طراحی
- طراحی حرارتی و هیدرولیک
- طراحی مکانیکی
- محاسبات مربوط به هزینه و ساخت
- فاکتورهای سنجش و بهینه سازی سیستم نصب دستگاه مبدل حرارتی
برای رسیدن به طراحی بهینه باید تمام موارد فوق مد نظر قرار بگیرد.
نصب مبدل حرارتی
نصب مبدل حرارتی باید توسط فرد متخصص و بر اساس دستورالعمل های سازنده نصب شود. در غیر این صورت عملکرد دستگاه دچار ایراد خواهد شد.
قیمت مبدل حرارتی
قیمت مبدل حرارتی به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد. با توجه به این که مبدل حرارتی در انواع مختلفی در بازار موجود است و به دلیل تنوع در نحوه عملکرد و جنس قطعات مختلف آن باعث شده اند تا قیمت مبدلهای حرارتی تفاوت زیادی با هم داشته باشند. برخی از موارد تأثیرگذار در قیمت دستگاه مبدل حرارتی عبارتند از: جنس بدنه و لوله ها، نوع قرار گرفتن لوله ها در داخل پوسته، اندازه و ابعاد مبدل و سایر استانداردهای به کار رفته در فرایند ساخت و طراحی آنها. برای استعلام قیمت مبدل حرارتی میتوانید از طریق شمارههای درج شده در سایت با کارشناسان ساینا تهویه رادمان در ارتباط باشید.
