مبدل حرارتی چیست ؟

ما در این مقاله سعی می کنیم طرز کار دستگاه مبدل حرارتی (هیت اکسچنجر Heat Exchanger) و انواع آن را تشریح کنیم و به کاربردها ، تفاوت ها و نکات مربوط به تولید و فروش آنها بپردازیم.

مبدل های حرارتی

مبدل حرارتی چیست و طرز کار انواع آن چگونه است ؟

در پاسخ به سوال مبدل حرارتی چیست به طور ساده می توان گفت که مبدل حرارتی دستگاهی است که در انواع و طرح های مختلف تولید شده و حرارت را در اثر اختلاف دمای ایجاد شده بین دو سیال ، از یک سیال (گاز یا مایع) به سیال دیگر منتقل می کند. برای مثال یک مبدل حرارتی روغن ، حرارت روغن داغ را به آب یا هوا منتقل می کند و یا مبدل حرارتی استخر ، گرمای آب داغ بویلر را به آب استخر منتقل می کند (بدون تماس مستقیم دو سیال با یکدیگر). از جمله مهمترین ، پر کاربردترین و پر فروش ترین مبدل های حرارتی می توان به نوع پوسته و لوله ، نوع هوا خنک (درای کولر) و نوع صفحه ای اشاره کرد که در تصویر زیر این سه نوع نشان داده شده است و همگی یک نوع دستگاه کاهنده دمای سیال (مایعات و گازها) محسوب می شوند.

مبدل حرارتی چیست

طرز کار ، کاربردها و مشخصات فنی انواع آن :

1 . نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله و کاربردهای آن

مطابق شکل زیر نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله (شل اند تیوب shell and tube) به این شکل است که یک سیال از درون دسته ای از لوله ها که همگی به یک ورودی و خروجی متصل هستند، عبور می کند و سیال دیگر با دمای متفاوت درون پوسته ای که لوله ها را احاطه کرده، جاری می شود. بدین ترتیب گرما در اثر اختلاف دمای بین دو سیال و از طریق دیواره لوله ها، از سیال گرم به سیال سرد منتقل می شود. بدین ترتیب بدون تماس مستقیم، بین دو سیال عمل انتقال گرما صورت می گیرد. از این نوع مبدل در صنایع مختلف و برای سیالات گوناگون به طور گسترده استفاده می شود. در شکل زیر نمای دو بعدی و سه بعدی از یک مبدل پوسته و لوله به همراه اجزای اصلی آن نشان داده شده است.

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله

همانطور که مشاهده می کنید، یکی از سیالات گرم یا سرد وارد دسته یا ردیفی از لوله ها (تیوب ها tube) شده و تا انتهای مبدل پیش می رود و با چرخشی 180 درجه ای مجددا وارد ردیفی دیگر از لوله ها می شود. همزمان با آن، سیال دیگری که دمای متفاوتی دارد، از مجرایی وارد پوسته (شل shell) می شود و در پیرامون لوله ها شروع به حرکت می کند. موانعی به اسم بافل در سر راه حرکت سیال درون پوسته جاسازی می شود تا به سیال درون پوسته حرکتی آشفته (مغشوش) بدهد تا حرارت بیشتری بین دو سیال منتقل شود. سر و ته لوله ها با قطعه ای به نام تیوب شیت نگه داشته می شود که تیوب شیت ها علاوه بر نگه داشتن لوله ها، عمل آبندی را هم انجام می دهند تا دو سیال با هم تماس فیزیکی نداشته باشند.

از جمله ویژگی های این نوع از مبدل ها این است که فشار و دمای بالایی را تحمل می کنند و ساختار آنها به گونه ای است که طراحی و ساخت آنها آسان است و به همین دلیل کاربرد وسیعی در صنعت دارند. به طوری که این مبدل، نسبت به تمامی مبدل های دیگر، کاربرد و فروش بیشتری دارد.

مطالعه بیشتر درباره طرز کار این نوع و مزایا ، کاربردها و انواع آن در این مقاله ⇐ مبدل پوسته و لوله

2 . طرز کار نوع صفحه ای

مطابق شکل زیر طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای به این شکل است که تعداد زیادی صفحه (پلیت plate) با ضخامت کم و به صورت پشت سر هم قرار گرفته و بین آنها فضای خالی ایجاد می شود (صفحات نسبت به هم آبند هستند). یک لوله جریان سیال گرم و یک لوله جریان سیال سرد به صورت یکی در میان به صفحات متصل می شود، طوری که یکی در میان در فضای خالی بین صفحات، سیال سرد و گرم جاری می شود. بدین ترتیب سطح انتقال حرارت افزایش و انتقال حرارت از دیواره صفحات بین سیالات صورت می پذیرد.

اواپراتور صفحه ای یا پلیتی

این مبدل ها همانند نوع پوسته و لوله قادر به تحمل دماها و فشارهای بالا نیستند ولی چون سطوح انتقال دهنده حرارت در آنها زیاد است، ابعاد جمع و جورتر و کوچکتری دارند و امروزه از این نوع نیز به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. بیشتر کاربردها و موارد استفاده آن در جاهایی است که فشار سیالات زیاد نیست و نیز جاهایی که بخواهیم مبدل فضای کمی را (به خاطر ابعاد جمع و جوری که دارد) اشغال کند. قیمت انواع مبدل صفحه ای نسبت به انواع پوسته و لوله بیشتر بوده و تولید آنها نیز سخت تر است و فروش نوع صفحه ای نسبت به پوسته و لوله به خاطر این مواردی که اشاره کردیم محدودتر است.

3 . طرز کار مبدل حرارتی هوا خنک

رادیاتور اتومبیل مثال خوبی از یک مبدل حرارتی هوا خنک است. همانطور که می دانید درون رادیاتور، آب داغ در جریان است که توسط هوای دمیده شده فن ، خنک می شود. طرز کار مبدل حرارتی هوا خنک به این شکل است که هوا با سرعت زیاد از اطراف لوله های فین دار (لوله های پره دار) عبور کرده و سیال جاری در لوله ها، گرمای خود را به هوای محیط می دهد. علت استفاده از فین (پره) در اطراف لوله ها، افزایش سطح انتقال حرارت است. به مجموعه لوله ها و فین ها در کل کویل گفته می شود که در شکل زیر نمونه ای از آن (نوع V شکل) نشان داده شده است. این مبدل ها در طرح ها و انواع مختلف و مخصوصا سه نوع V شکل ، افقی و عمودی طراحی و تولید می شوند و به طور گسترده در بازار به فروش می رسند که طرز کار همه آنها مشابه یکدیگر است.

مبدل حرارتی هوا خنک V شکل

مطالعه بیشتر درباره اجزا ، طرز کار ، انواع و کاربردهای نوع هوا خنک در این مقاله ⇐ مبدل هوا خنک

طراحی ، تولید و فروش 

نکته اینکه در حال حاضر ما دستگاه کندانسور ، اواپراتور و مبدل حرارتی طراحی و تولید نمی کنیم و هیچ نوعی از آنها (نه نوع پوسته و لوله ، نه صفحه ای و نه هوا خنک) در سبد محصولات ما قرار ندارد. لطفا در این خصوص با مهندسان ما تماس نگیرید. این مقاله صرفا مقاله ای آموزشی برای بررسی طرز کار ، ویژگی ها و کاربردها و معرفی انواع آن است. ما در حال حاضر فقط تولید کننده انواع چیلر (برای مصارف تهویه مطبوع و نیز خنک کاری ماشین آلات و فرآیندهای صنعتی) ، هواساز ، روفتاپ پکیج ، دستگاه زنت و ایرواشر هستیم و لطفا فقط در این خصوص با مهندسان ما تماس بگیرید.

مطالعه بیشتر ⇐ نکات خرید مبدل

به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)
[کل: 50 میانگین: 3.7]
اشتراک گذاری :

9 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

  • بسیار عالی

    پاسخ
  • ایا فرق میکند سیال گرم در لوله باشد یا در پوسته و معمولا کدام باید در پوسته قرار گیرد.

    پاسخ
    • به عوامل مختلف حرارتی و مکانیکی بستگی داره که مهمترین اونا عبارتند از نوع کاربرد ، فشار ، اصطکاک ناشی از ویسکوزیته ، افت فشار و خورنده بودن سیال. برای مثال وقتی یکی از دو سیال مایع و یکی هم گاز باشه ، عبور دادن سیال گازی از درون تیوب ها دشوارتره و بنابرین اونو از پوسته عبور میدن. یا اینکه اگه سیالی خورنده باشه با توجه به جنس تیوب ها و پوسته ، محل عبور سیال خورنده از تیوب ها یا پوسته مشخص میشه. یا اینکه معمولا سیال با فشار بالا رو از داخل تیوب ها عبور میدن و نه پوسته. همچنین در مواقعی که اختلاف دما بین دو سیال زیاد باشه بهتره که سیال داغ رو از داخل تیوب ها عبور داد تا اتلافات حرارتی اون که ممکنه در اثر تبادل حرارت با محیط اطراف صورت بگیره ، کاهش پیدا کنه.

      پاسخ
    • باید به رسوب گذاری ها هم توجه کرد و سبال گرم بهتر است در لوله باشد

      پاسخ
  • ممنون از مطلب خوبتون
    موفق باشید

    پاسخ
  • بسیار عالی و کار آمد در صنعت

    پاسخ
  • سلام
    ایا در بالای مبدل شل وتیوپ هوا ایجاد می شود در اثر افزایش دما ورسیدن مایع به نقطه اشباع

    پاسخ
    • makh-co.com admin
      می 9, 2023 8:46 ب.ظ

      درود بر شما. قربان متوجه سوالی که مطرح فرمودید نشدیم. لطفا سوال را دقیق تر بیان کنید.

      پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

5 × دو =

keyboard_arrow_up
مشاوره و استعلام قیمت