۱۲ نوع از پر کاربرد ترین مبدل های حرارتی و کاربرد های آن ها

۱۲ نوع از پر کاربرد ترین مبدل های حرارتی و کاربرد های آن ها

در این مقاله به معرفی انواع مبدل های حرارتی که عموما پرکاربردتر هستند می پردازیم.

مبدل حرارتی مورد استفاده در اهداف صنعتی عبارتند از:

1- مبدل حرارتی پوسته و لوله
2- مبدل حرارتی لوله در لوله
3- مبدل حرارتی دو لوله
4- مبدل حرارتی مستقیم و غیر مستقیم
5- مبدل حرارتی صفحه ای
6- مبدل حرارتی صفحه ای بالشی
7- مبدل حرارتی لوله ای پره دار
8- مبدل حرارتی آدیاباتیک
9- مبدل حرارتی تغییر فاز
10- مبدل حرارتی میکروکانالی
11- نوع واحد بازیابی حرارت زباله
12- کندانسور، دیگ بخار و اواپراتور

1- مبدل حرارتی پوسته و لوله

این نوع مبدل جزء رایج ترین و پر کاربرد ترین انواع مبدل های حرارتی است. این مبدل حرارتی از لوله های متعدد تشکیل می شود که در آن دو سیال مورد استفاده با تماس حرارتی که در یک پوسته استوانه ای قرار می گیرد و گرما را مبادله می کنند. به این ترتیب، یک سیال در داخل لوله ها و دیگری از طریق پوسته جریان می یابد.

در حین جریان، گرما را مبادله می کنند، به این معنی که مایع سرد گرما را از مایع داغ دریافت می کند. مبدل های حرارتی پوسته و لوله از نظر طراحی جمع و جور هستند، نگهداری آنها آسان است و تبادل حرارتی عالی را ارائه می دهند. این مبدل حرارتی برای پیش گرمایش، خنک کننده روغن و تولید بخار استفاده می شود. جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با این مبدل می توانید به بخش مبدل حرارتی پوسته و لوله مراجعه کنید.

2- مبدل حرارتی لوله در لوله

مبدل حرارتی لوله در لوله به طور اختصاصی برای کاربرد هایی که لجن حاوی الیاف و ذرات است، طراحی می شود که برای اهداف گرمایش و سرمایش مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل های لوله در لوله با یک لوله نصب شده در داخل یک لوله پوسته بیرونی معرفی می شوند.

در حین کار، فرآورده داخل محیط لوله با جریان متقابل به داخل محیط سرویس شناور می شود. لوله فرآورده خم می شود، یا ممکن است صاف باشد. این طراحی منحصر به فرد از خستگی حرارتی جلوگیری می کند، کارایی را افزایش می دهد و هدر رفت انرژی را کاهش می دهد. این نوع برای کاربردهای با دمای بالا، فشار بالا و جریان کم مناسب هستند.

مبدل حرارتی لوله در لوله

3- مبدل حرارتی دو لوله

این نوع مبدل برای انتقال یا تبادل گرما بین دو مایع بدون اختلاط آنها عالی هستند. مبدل های حرارتی دو لوله از دو یا چند لوله یا لوله استوانه ای متحدالمرکز (یکی بزرگتر و دیگری کوچکتر) تشکیل می شوند.

در این نوع مبدل ، یک مایع از طریق لوله کوچکتر جریان می یابد و مایع دیگری بین دو لوله و غیره جریان می یابد. لوله داخلی به عنوان یک مانع رسانا عمل می کند. این موضوع می تواند کارایی خوبی را با هزینه سرمایه کم ارائه دهد و در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، فناوری خنک کننده، تجهیزات تبرید و سایر زمینه ها استفاده می شود.

نمایی از مبدل حرارتی دو لوله

4- مبدل حرارتی مستقیم و غیر مستقیم

مبدل های حرارتی مستقیم انتقال حرارت را بین دو فاز جریان سرد و گرم در غیاب دیوار جداکننده اجرا می کنند. در این نوع مبدل های حرارتی با اختلاط مستقیم مایعات سرد و گرم و انتقال حرارت به طور همزمان جایگزین تبادل حرارت می شود. به عنوان مثال می توان به برج های خنک کننده و کندانسورهای جت اشاره کرد.

مبدل‌های حرارتی غیرمستقیم برای اندازه‌گیری تغییر دمای یک سیال با استفاده از سیال دیگری استفاده می‌شوند که در آن دو مایع توسط سطحی نفوذناپذیر از هم جدا می‌شوند به طوری که دو مایع با هم مخلوط نمی‌شوند. این مبدل های حرارتی با استفاده از لوله ها یا صفحات و غیره، گرمای تبادل شده سیال را از هم جدا می کنند.

نمایی از مبدل حرارتی مستقیم و غیر مستقیم

5- مبدل حرارتی صفحه ای

همانطور که از نام آن پیداست، این نوع مبدل های حرارتی متشکل از صفحات فلزی هستند. این صفحات فلزی کانال هایی را تشکیل می دهند که سیالات متقابل می توانند از طریق آنها جریان پیدا کنند. مبدل های حرارتی صفحه ای از چندین لایه از صفحات مسطح استفاده می کنند که برای تشکیل یک سری کانال برای جریان سیالات ثابت قرار گرفته اند.

در این حالت گرما سطح را قطع می کند و محیط گرم را از محیط سرد جدا می کند. بنابراین، مایعات و گازهای گرمایشی و خنک کننده از حداقل سطح انرژی استفاده می کنند. این نوع اغلب فشرده تر و گاهی اوقات کم هزینه تر از پوسته ها و لوله ها هستند. مبدل های صفحه ای معمولا در آبگرمکن ها و خنک کننده های رایگان استفاده می شود.

نما و اجزای مبدل حرارتی صفحه ای

6- مبدل حرارتی صفحه ای بالشی

این نوع مبدل هم برای اهداف سرمایش صنعتی و هم برای گرمایش محصولات استفاده می شوند. این نوع مبدل‌های حرارتی کاملاً جوش داده شده‌اند. بنابراین با فرآیند باد کردن، سطحی موج‌دار و «بالشی‌شکل» را تشکیل می‌دهند. این انواع معمولاً در بویلرها، چیلرهای آبی، خشک کردن جامدات و غیره یافت می شوند.

نمونه کاملی از این مبدل حرارتی معمولاً در صنایع لبنی برای خنک کردن شیر در مخازن بزرگ فولاد ضد زنگ دیده می شود.

7- مبدل حرارتی لوله ای پره دار

مبدل های حرارتی لوله ای پره ای برای افزایش حداکثری سطح انتقال حرارت با گرمای مبادله شده طراحی شده اند که کارایی هدایت گرما را در مایعات با رسانایی حرارتی کم مانند هوا بهبود می بخشد.

این نوع مبدل شامل یک سری لوله با پره هایی است که برای افزایش سطح تماس با سیال خارجی برای تبادل گرما و بین سیال داخل لوله و سیال خارج از لوله اضافه شده است. این باله ها از آلومینیوم یا مس ساخته شده اند که معمولاً نازک هستند. این نوع مبدل های حرارتی در کولر و رادیاتور خودرو دیده می شود.

نمایی از مبدل حرارتی لوله ای پره دار

8- مبدل حرارتی چرخ آدیاباتیک

این نوع مبدل حرارتی به طور گسترده برای مصارف صنعتی استفاده می شود. این مبدل متشکل از یک چرخ دوار و یک سیال میانی است که برای نگهداری گرما ذخیره می شود. سپس برای آزاد شدن به طرف دیگر مبدل حرارتی منتقل می شود.

رزوه هایی روی محیط چرخ برای افزایش سطح در نظر گرفته می شوند. در حین کار، از طریق دو بخش حاوی مایع که در آن گرما منتقل می شود، گردش می کند. این رزوه ها در جایی ضروری هستند که گرما باید به طور موثر بین گازها منتقل شود که در انواع دیگر به راحتی امکان پذیر نیست.

نمایی از مبدل حرارتی چرخ آدیاباتیک

9- مبدل حرارتی تغییر فاز

اصطلاح “فاز” ممکن است به مبدل های حرارتی با مواد درون ساختارشان اشاره داشته باشد که در آن تغییر فاز رخ می دهد. این مبدل حرارتی از خواص تغییر فاز طبیعی یک سیال خنک کننده سازگار با محیط زیست برای جمع آوری، انتقال و دفع گرما به طور ایمن و مداوم استفاده می کند.

به دلیل اختلاف حجم کم بین این حالت ها معمولاً فاز جامد به مایع است. این تغییر فاز مانند یک بافر عمل می کند زیرا در دمای ثابت رخ می دهد اما همچنان اجازه می دهد تا گرمای اضافی به دست آید. مزیت اصلی مواد تغییر فاز این است که توانایی ذخیره مقادیر زیادی انرژی را دارند.

نمایی از مبدل حرارتی تغییر فاز

10- مبدل حرارتی میکرو کانال

این نوع مبدل از انواع مبدل های حرارتی جریان موازی چند گذری هستند که از منیفولد (ورودی و خروجی)، لوله های چند پورت با کانال های هیدرولیک (کمتر از 1 میلی متر) و پره ها تشکیل می شوند. همه این قطعات معمولاً با استفاده از فرآیند لحیم کاری با اتمسفر کنترل شده به هم لحیم کاری می شوند.

در این نوع، حداقل یک سیال (مبرد یا آب) از طریق لوله ها یا کانال های محصور جریان می یابد در حالی که هوا به صورت متقاطع از طریق باله های متصل جریان می یابد. این مبدل به دلیل نسبت انتقال حرارت بالا، اندازه جمع و جور و فشار کم هوا معروف هستند. از کاربردهایی که در آن استفاده می شود می توان به صنعت خودروسازی به عنوان رادیاتور خودرو اشاره کرد.

11- مبدل واحد بازیابی حرارت زباله

واحد بازیابی گرمای زباله نیز از انواع مبدل های حرارتی است که برای انتقال گرما از خروجی فرآیند در دماهای بالا به قسمت دیگری از فرآیند استفاده می شود. یک مثال ساده شامل بازیابی حرارت زهکشی خانگی است.

در این روش، گرمای پایین‌آمده از سینک یا زهکشی دوش با پیچاندن یک لوله مسی در اطراف لوله تخلیه بازیابی می‌شود. سپس از سیم پیچ برای گرم کردن آب هنگام عبور از لوله در مسیر خود به آبگرمکن استفاده می شود. این موارد شرکت ها را قادر می سازد تا ضایعات را کاهش دهند و کارایی خود را افزایش دهند.

12- کندانسور، بویلر و اواپراتور

بسیاری از مردم این را نمی دانند، اما کندانسورها، بویلرها و اواپراتورها نیز از انواع مبدل های حرارتی هستند. این مبدل های حرارتی از مکانیزم انتقال حرارت دو مرحله ای استفاده می کنند.

کندانسورها وسایل تبادل حرارتی هستند که گاز داغ را دریافت می کنند و آن را تا حد متراکم شدن خنک می کنند و گاز یا بخار را به مایع تبدیل می کنند. در اواپراتورها و بویلرها فرآیند انتقال حرارت با تغییر شکل مایع از حالت مایع به گاز یا بخار انجام می شود.

مطالعه بیشتر: دیگ های بخار

سخن پایانی

شما می توانید جهت اطلاعات بیشتر با واحد فنی شرکت یاران قطعه توس خراسان (یارا مبدل) تماس حاصل فرمایید.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.