مبدل حرارتی فشرده(Compact heat exchanger)

مبدل حرارتی فشرده(Compact heat exchanger)

مبدل حرارتی فشرده چیست؟

مبدل حرارتی فشرده را با چگالی بالای آن مشخص می کنند. به این معنی که نسبت سطح انتقال حرارت به حجم مبدل حرارتی بالا می باشد. بنابراین تبادل حرارت فشرده با نسبت سطح به حجم انتقال حرارت بالا و ضرایب انتقال حرارت بالا در مقایسه با سایر انواع مبدل مشخص می شود. مبدل حرارتی با چگالی سطحی بیشتر از حدود 700 مترمربع بر متر مکعب برای گاز، کاملاً خودسرانه به عنوان مبدل حرارتی فشرده نامیده می شود. سطح انتقال حرارت توسط پره ها برای افزایش سطح در واحد حجم افزایش می یابد و تغییرات زیادی در مبدل حرارتی فشرده وجود دارد.
این مبدل ها فناوری جدیدی نیستند و نیاز مستمر به تولید طرح های نوآورانه متناسب با نیازهای بازار وجود دارد. چنین طرح هایی از نظر انتقال حرارت کارآمدتر هستند، اگرچه رسوب و فشار ملاحظات مهم طراحی هستند که این مبدل ها را برای همه کاربردها مناسب نمی کنند.

نوع عملکرد نسبت به مساحت یا حجم فین ها

تراکم سطح آستانه / حجم طیف وسیعی از انواع مبدل حرارتی عمومی در زیر فهرست شده‌اند:

نوع عملکرد مبدل حرارتی فشردهنسبت مساحت / حجم شامل باله ها(فین ها)
گاز-گازبیش از 500m2/m3 (متر مربع/متر مکعب)
گاز-مایعبیش از 500m2/m3 (متر مربع/متر مکعب)
مایع-مایعبیش از 200m2/m3 (متر مربع/متر مکعب)

البته توجه داشته باشید که این نوع مبدل معمولا برای کاربردهای تک فاز و دو فاز استفاده می شوند.

ساختار مبدل حرارتی فشرده

هسته یک مبدل حرارتی فشرده مجموعه ای از صفحات انتقال حرارت است.
صفحات کانال هایی را تشکیل می دهند که در آن رسانه های سرد و گرم در دو طرف متناوب جریان می یابند. اکثر مدل‌ها صفحات تخت دارند اما در مبدل‌های حرارتی مارپیچی به شکل مارپیچی خمیده شده‌اند. جریان بسیار متلاطم به مبدل‌های حرارتی فشرده راندمان انتقال حرارت بالایی می‌دهد. ضریب انتقال حرارت کلی برای این نوع مبدل تا پنج برابر بیشتر از یک مبدل حرارتی پوسته و لوله است. این بدان معناست که این مبدل ها بسیار کوچکتر از یک پوسته و لوله قابل مقایسه هستند.

جریان کلی دو رسانه در یک مبدل حرارتی فشرده خلاف جریان است. یعنی محیط گرم از جایی که محیط سرد وارد می شود خارج می شود. این بدان معناست که محیط سرد را می توان تا دمای بسیار نزدیک به محیط گرم ورودی گرم کرد. اختلاف دما، ΔT، می تواند تا 2 درجه سانتیگراد (3.6 درجه فارنهایت) باشد.

جریان مخالف به یک مبدل حرارتی فشرده اجازه می دهد تا با دمای متقاطع کار کند. به این معنی که محیط سرد می تواند دمای خروجی بالاتری نسبت به محیط گرم خروجی داشته باشد.
رویکرد دمای نزدیک به این معنی است که مبدل حرارتی کمتر به محیط کاربردی نیاز دارد یا می‌توانید از یکی با دمای نزدیک‌تر به محیط فرآیند استفاده کنید. هر دو مورد منجر به کاهش هزینه های عملیاتی می شود.
ترکیبی از رویکرد دمای نزدیک و دمای متقاطع امکان بازیابی حداکثر مقادیر گرما را از فرآیند و استفاده از آن در سایر قسمت‌های گیاه فراهم می‌کند.

انواع مبدل حرارتی فشرده

این مبدل انواع مختلفی دارد که در زیر لیست کوتاهی از آن را مشاهده می کنید:

– مبدل های حرارتی صفحه و قاب
– مبدل های حرارتی صفحه ای لحیمی
– مبدل حرارتی صفحه جوشی
– مبدل های حرارتی صفحه-فین
– مبدل های حرارتی صفحه-فین لحیمی
– مبدل های حرارتی صفحه-فین با پیوند انتشار
– مبدل های حرارتی مارپیچی
– مبدل های حرارتی مدار چاپی
– مبدل های حرارتی صفحه و پوسته
– مبدل های حرارتی پلیمری

رایج ترین این نوع مبدل ها، مبدل های حرارتی پره صفحه ای و لوله ای هستند. افزودن پره ها سطح انتقال حرارت این نوع مبدل های حرارتی را افزایش می دهد.

کاربرد در فرآیندهای صنعت

امروزه این مبدل ها به طور گسترده در صنایع و مشاغل مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌هایی از این مبدل‌های حرارتی در خودرو، کندانسورها، صنعت تهویه مطبوع و تبرید، خنک‌کننده‌های روغن هواپیما، رادیاتورهای خودرو، فرآیندهای برودتی، بخاری‌های هوای واحد، بازیافت انرژی و کاربردهای هواپیما و فضا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد در صنعتنوع مبدل حرارتی
غذا و نوشیدنی– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
– مواد غذایی و نوشیدنی مبدل حرارتی صفحه جوش داده شده
– انواع فشرده که پوسته را حفظ می کنند
– مبدل حرارتی اسپیرال
 مواد شیمیایی و پتروشیمی– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
– مبدل حرارتی صفحه جوش داده شده
– مواد شیمیایی و پتروشیمی مبدل حرارتی اسپیرال
– مبدل حرارتی باله ای صفحه ای
– مبدل حرارتی مدار چاپی
– مبدل حرارتی پوسته و لوله فشرده
 فرآوری نفت و گاز– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
– مبدل حرارتی صفحه جوش داده شده
– مبدل حرارتی باله ای صفحه ای
– مبدل حرارتی مدار چاپی
کاغذ و مقوا– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی اسپیرال
محرک های اولیه– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
– مبدل حرارتی باله ای صفحه ای
– مبدل حرارتی پوسته و لوله فشرده
 مراقبت از منسوجات و پارچه– مبدل حرارتی صفحه و قاب
 فشرده سازی مجدد بخار مکانیکی– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
گرمایش / سرمایش منطقه ای– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه ای خنک کننده
– مبدل حرارتی باله ای صفحه ای
 تبرید– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
– مبدل حرارتی پره صفحه ای
– مبدل حرارتی مدار چاپی
کمپرسورهای هوا– مبدل حرارتی صفحه و قاب
– مبدل حرارتی صفحه لحیم کاری شده
برودتی– مبدل حرارتی باله ای صفحه ای
– مبدل حرارتی مدار چاپی

مزایا و معایب

در ادامه برخی از مزایای این نوع مبدل ذکر می شود:

1- هزینه سرمایه و جای پای کمتر، یک مبدل حرارتی جمع و جور می تواند جایگزین برخی مبدل های حرارتی با اندازه معمولی شود که مزیت هایی را در عملکرد به ارمغان می آورد.
2- انرژی کارآمد.
3- طیف گسترده ای از پیکربندی ها برای مطابقت با نیازهای بیشتر فرآیندهای انتقال حرارت.
4- اندازه و حجم کوچک.
در ادامه برخی از معایب ذکر می شود:

1- رسوب می تواند یک مسئله باشد.
2- عدم آگاهی کاربر به عنوان انتخاب نیز می تواند به عملکرد فشار بالا محدود شود.

در این مقاله سعی کردیم که به معرفی اجمالی و قابل قبولی از مبدل حرارتی فشرده بپردازیم. شما می توانید برای خرید انواع مبدل ها حرارتی از جمله مبدل حرارتی پوسته و لوله، مبدل حرارتی صفحه ای، مبدل حرارتی هوا خنک و…. با متخصصین ما در شرکت یاران قطعه توس خراسان (یارا مبدل) تماس حاصل فرمایید.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.