مبدل حرارتی موتورخانه چیست؟

مبدل حرارتی (Heat Exchanger)

یکی از پرکاربردترین تجهیزات مکانیکی موتورخانه می باشد که برای تبادل حرارت بین دو یا چند سیال استفاده می شود. معمولا در این شرایط سیالات دارای دمایی متفاوت نسبت به یکدیگر هستند. در مبدل ها می تواند هر دو سیال مایع باشد یا مایع با سیال دیگری تبادل دمایی داشته باشد. برای مثال در سیستم های چیلر از دو مبدل حرارتی به صورت همزمان استفاده می شود که یکی برای کاهش دمای گاز بکار می رود و کندانسور نام دارد و دیگری برای کاهش دمای آب در گردش در فن کویل ها مورد استفاده قرار می گیرد که اواپراتور نام دارد.

مبدل حرارتی موتورخانه چیست:

مبدل حرارتی موتورخانه به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی و مکانیکی در موتورخانه ها استفاده می شود که به نحو پیوسته آب گرم مصرفی ساختمان را تامین می نماید. در واقع این دستگاه، حرارت را از یک سیال به سیال دیگر منتقل می کند. این مبدل می تواند حرارت را از یک سیال گاز یا مایع به سیال دیگر منتقل کند.

مبدل حرارتی موتورخانه به عنوان دستگاهی که وظیفه انتقال گرما بین دو یا تعداد بیشتری سیال را بر عهده دارد، در سیستم ها و صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این مبدل، گرمای به وجود آمده را از یک سیال مانند آب را دریافت می کند و به سیال دیگری مانند گاز در محیطی دیگر منتقل می کند.

کاربرد مبدل حرارتی موتورخانه:

مبدل حرارتی موتورخانه به منظور تولید آب گرم مورد نیاز ساختمان ها در یک موتورخانه مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع مبدل حرارتی از نوع منبع کویل دار است که با استفاده از آن آب گرم بهداشتی ساختمان تامین می گردد.

به طور کلی، مبدل حرارتی موتورخانه در صنایع مختلفی از جمله موتورخانه ها، سیستم های برودتی، تهویه مطبوع، گرمایشی، صنایع غذایی و … مورد استفاده قرار می گیرد.    

 مبدل حرارتی کم فشار شامل مبدل حرارتی لوله ای، مبدل حرارتی پوسته و لوله (شل اند تیوب)، مبدل های هوا خنک یا همان فن دار (درای کولر) و مبدل حرارتی صفحه ای هستند. از طرفی، انواع مبدل حرارتی پر فشار شامل مبدل های جوشی، مبدل های پلاکی، مبدل های حرارتی دو جداره و مبدل های حرارتی سرد و گرم هستند.

اصول و معیارهای طراحی و انتخاب مبدل حرارتی موتورخانه :

مبدل حرارتی موتور خانه نوعی مبدل حرارتی است که برای انتقال حرارت بین آب داغ تولید شده توسط بویلر (boiler) و آب سرد ورودی به موتورخانه استفاده می شود. این مبدل حرارتی باعث می شود که آب ورودی به بویلر پیش گرم شده و مصرف انرژی برای تولید بخار کاهش یابد. همچنین این مبدل حرارتی باعث می شود که آب خروجی از بویلر خنک شده و دمای آن به حد مجاز برای تخلیه یا بازیافت برسد.طراحی و انتخاب مبدل حرارتی موتورخانه نیازمند داشتن دانشی از اصول و معیارهای مهندسی حرارتی و جریان سیالات است. در ادامه به بررسی این اصول و معیارها پرداخته شده است.

انواع مبدل حرارتی موتورخانه:

مبدل حرارتی موتورخانه را می توان بر اساس نوع و سطح تماس سیالات، جهت جریان سیالات، مکانیزم انتقال حرارت و ساختار مکانیکی دسته بندی کرد. در ادامه به معرفی انواع مبدل حرارتی موتورخانه بر اساس این معیارها می پردازیم.

بر اساس نوع و سطح تماس سیالات:

بر اساس نوع و سطح تماس سیالات، مبدل حرارتی موتورخانه را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

مبدل حرارتی ریکوپراتور :(recuperator)

در این نوع مبدل حرارتی، سیالات توسط یک سطح جامد ثابت از یکدیگر جدا شده اند و انتقال حرارت از طریق این سطح صورت می گیرد. این نوع مبدل حرارتی معمولا از راندمان بالایی برخوردار است و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارد. مثال هایی از این نوع مبدل حرارتی عبارتند از:

مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell and tube):

در این نوع مبدل حرارتی، یکی از سیالات در داخل لوله هایی جریان دارد که در یک پوسته قرار گرفته اند و سیال دیگر در فضای بین لوله ها و پوسته جریان دارد. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند تحمل فشار بالا، انعطاف پذیری در طراحی و قابلیت تمیز کردن آسان برخوردار است. اما از معایب آن می توان به هزینه ساخت بالا، افت فشار زیاد و نیاز به فضای بیشتر اشاره کرد.

مبدل حرارتی پلیتی (plate):

در این نوع مبدل حرارتی، سیالات در میان پلیت هایی جریان دارند که به صورت موازی و با فاصله کمی از یکدیگر قرار گرفته اند. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند هزینه ساخت پایین، افت فشار کم و راندمان بالا برخوردار است. اما از معایب آن می توان به تحمل فشار پایین، نیاز به تعویض پلیت ها در صورت خرابی و نیاز به تمیز کردن دقیق اشاره کرد.

مبدل حرارتی ریژنراتور (regenerator):

 در این نوع مبدل حرارتی، سطح جدا کننده سیالات ثابت نبوده و به طور متناوب قسمت هایی از سطح مذکور در معرض جریان سیالات قرار می گیرند.

بر اساس جهت جریان سیالات

بر اساس جهت جریان سیالات، مبدل حرارتی موتور خانه را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

مبدل حرارتی هم جهت (parallel flow):

 در این نوع مبدل حرارتی، سیالات با همان جهت وارد و خارج می شوند. این نوع مبدل حرارتی از راندمان پایینی برخوردار است و معمولا برای تغییر فاز سیالات استفاده می شود. مثال هایی از این نوع مبدل حرارتی عبارتند از:

مبدل حرارتی لوله ای (tube-in-tube):

در این نوع مبدل حرارتی، یک لوله در داخل لوله دیگر قرار گرفته و سیالات در داخل و بیرون لوله ها جریان دارند. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند ساخت آسان، تحمل فشار بالا و قابلیت تمیز کردن آسان برخوردار است. اما از معایب آن می توان به راندمان پایین، افت فشار زیاد و نیاز به فضای بیشتر اشاره کرد.

مبدل حرارتی لوله ای حلزونی (spiral tube):

 در این نوع مبدل حرارتی، یک لوله به شکل حلزونی پیچیده شده و سیالات در داخل و بیرون لوله جریان دارند. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند افزایش ضریب انتقال حرارت، کاهش افت فشار و نیاز به فضای کمتر برخوردار است. اما از معایب آن می توان به ساخت پیچیده، تحمل فشار پایین و قابلیت تمیز کردن کم اشاره کرد.

مبدل حرارتی مخالف جهت (counter flow):

 در این نوع مبدل حرارتی ، سیالات با جهت مخالف وارد و خارج می شوند. این نوع مبدل حرارتی از راندمان بالایی برخوردار است و معمولا برای گرم کردن یا خنک کردن سیالات استفاده می شود. مثال هایی از این نوع مبدل حرارتی عبارتند از:

مبدل حرارتی لوله ای متقاطع (crossed tube):

در این نوع مبدل حرارتی، لوله هایی به شکل متقاطع قرار گرفته و سیالات در داخل و بیرون لوله ها جریان دارند. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند راندمان بالا، افت فشار کم و قابلیت تمیز کردن آسان برخوردار است. اما از معایب آن می توان به ساخت پیچیده، تحمل فشار پایین و نیاز به فضای بیشتر اشاره کرد.

مبدل حرارتی پلیتی مخالف جهت (counter flow plate):

 در این نوع مبدل حرارتی، پلیت هایی به شکل مخالف جهت قرار گرفته و سیالات در میان پلیت ها جریان دارند. این نوع مبدل حرارتی از مزایایی مانند راندمان بالا، افت فشار کم و نیاز به فضای کمتر برخوردار است. اما از معایب آن می توان به تحمل فشار پایین، نیاز به تعویض پلیت ها در صورت خرابی و نیاز به تمیز کردن دقیق اشاره کرد.

عوامل و نحوه تأثیر آن‌ها بر قیمت مبدل حرارتی موتورخانه

قیمت مبدل حرارتی موتور خانه به عوامل مختلفی بستگی دارد، در ادامه به چند نمونه آن می پردازیم.

نوع مبدل حرارتی (مدل شل و لوله، هواخنک یا مبدل حرارتی صفحه‌ای):

مبدل‌های حرارتی انواع مختلفی دارند، از جمله پوسته و لوله، مبدل حرارتی هواخنک، و مبدل حرارتی صفحه‌ای. هر نوع مبدل حرارتی دارای ساختار و کاربردهای خاصی است. مثلاً مبدل حرارتی پوسته و لوله برای تبادل حرارت در نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها استفاده می‌شود.

از پرکاربردترین انواع مبدل‌های حرارتی می‌توان به نوع پوسته و لوله، هواخنک، صفحه‌ای و دو لوله‌ای اشاره نمود. هر یک از این مبدل‌های موتورخانه دارای دو ورودی و دو خروجی می‌باشند که با توجه به نوع آن، سایزهای متفاوتی دارند.

نوع مبدل حرارتی تأثیر زیادی بر قیمت دارد. مبدل‌های پوسته و لوله معمولاً قیمت‌های بالاتری دارند.

نوع انتقال حرارت:

 مبدل‌های حرارتی می‌توانند حرارت را به روش‌های مختلفی منتقل کنند، مانند تماس مستقیم، تبخیر، یا تبادل حرارت از طریق صفحات موج دار. نوع انتقال حرارت نیز بر قیمت مبدل تأثیر دارد.

کیفیت قطعات و تکنولوژی‌های استفاده شده:

استفاده از قطعات اورجینال و تکنولوژی‌های پیشرفته می‌تواند قیمت مبدل حرارتی را افزایش دهد.

استانداردهای رعایت شده در طراحی و ساخت:

مبدل‌های حرارتی با رعایت استانداردهای مشخص در طراحی و ساخت، کیفیت بهتری دارند و از نظر ایمنی و کارایی مطمئن‌تر هستند.

ظرفیت مبدل:

ظرفیت مبدل حرارتی بر اساس مقدار گرمایی که می‌تواند منتقل کند، تعیین می‌شود. هر چه ظرفیت مبدل بیشتر باشد، قیمت آن نیز بیشتر خواهد بود.

جنس مبدل:

جنس مبدل حرارتی می‌تواند از موادی مانند فولاد، مس، آلومینیوم، و پلاستیک باشد. جنس مبدل بر قیمت آن تأثیر مستقیم می‌گذارد.

کیفیت و برند:

کیفیت ساخت و برند مبدل حرارتی نیز تأثیر زیادی بر قیمت دارد. مبدل‌های با کیفیت بالا و از برندهای معتبر معمولاً قیمت‌های بالاتری دارند.

به طور کلی قیمت مبدل موتور خانه ،به نوع مبدل، جنس و کیفیت آن، برند تولید کننده، میزان ظرفیت، حداکثر تحمل حرارت و فشار، نوع اتصالات و… بستگی دارد.

تحلیل هزینه‌های جاری و سرمایه‌گذاری برای خرید مبدل موتور خانه

هزینه‌های جاری:

هزینه‌های جاری شامل هزینه‌های متناوب و مستمر است. این هزینه‌ها به طور معمول به صورت ماهیانه یا سالیانه پرداخت می‌شوند. به عنوان مثال، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات مانند تعویض شمع اتومبیل و نقاشی ساختمان جزو هزینه‌های جاری محسوب می‌شوند.

هزینه‌های سرمایه‌ای:

هزینه‌های سرمایه‌ای مرتبط با سرمایه‌گذاری در دارایی‌ها و منابع مالی است. این هزینه‌ها به صورت یکباره پرداخت می‌شوند و معمولاً برای مدت طولانی بهره‌برداری می‌شوند. در مورد خرید مبدل موتور خانه، هزینه‌های سرمایه‌ای ممکن است شامل قیمت خرید مبدل، نصب و راه‌اندازی، و هزینه‌های مرتبط با تجهیزات جانبی باشد.

تحلیل هزینه-فایده (CBA):

برای تصمیم‌گیری در مورد سرمایه‌گذاری، می‌توان از تحلیل هزینه-فایده (CBA) استفاده کرد. این روش به بررسی هزینه‌ها و فواید مالی مرتبط با یک پروژه می‌پردازد. با مقایسه هزینه‌های سرمایه‌ای با فواید حاصل از آن، می‌توان تصمیم‌گیری منطقی‌تری انجام داد.

تحلیل قوانین و استانداردهای مرتبط با خرید و نصب مبدل موتور خانه

قوانین و مقررات مرتبط با موتورخانه:

در ایران، سازمان ملی استاندارد مسئول تدوین و اجرای استانداردها و قوانین مرتبط با موتورخانه‌ها است. این استانداردها شامل مواردی مانند نصب، عملکرد، ایمنی، تجهیزات الکتریکی و مکانیکی، تصفیه آب، گرمایش و سرمایش، و نگهداری می‌شوند. برای خرید و نصب مبدل موتور خانه، لازم است که این قوانین را رعایت کنید.

تجهیزات موتورخانه:

موتورخانه شامل تجهیزات مکانیکی و الکتریکی است که برای تصفیه، تنظیم و تهویه آب و هوای استخر و همچنین گرمایش آب استخر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات شامل دیگ و مشعل، پمپاژ آب، تجهیزات تصفیه‌آب، تابلو برق، و سختی‌گیر می‌شوند.

نصب و راه‌اندازی:

برای نصب و راه‌اندازی مبدل موتور خانه، می‌توانید از نمونه قرارداد نصب و راه‌اندازی موتورخانه استفاده کنید. در این قرارداد، جزئیات مرتبط با تجهیزات، هزینه‌ها، و تعهدات پیمانکار مشخص می‌شود.

مزایای استفاده از موتورخانه:

استفاده از موتورخانه در استخرها بهبود مدیریت و نگهداری آن‌ها را فراهم می‌کند. این تجهیزات باعث بهبود شرایط استخر، کاهش سروصدا، آلودگی و دود خانه می‌شوند.

با رعایت قوانین و استانداردهای مرتبط، می‌توانید مبدل موتور خانه را به صورت ایمن و کارآمد نصب کنید. این تجهیزات به بهره‌برداری بهتر از استخر کمک می‌کنند و مشکلات مرتبط با نگهداری را به حداقل می‌رسانند.

جمع‌بندی و راهنمای عملی برای خرید مبدل موتور خانه

انتخاب نوع موتوربرق:

موتوربرق یا ژنراتور دستگاهی است که برای تولید برق استفاده می‌شود. برای خرید مبدل موتور خانه، ابتدا نوع موتوربرق را انتخاب کنید. انواع موتوربرق شامل موتوربرق بنزینی، دیزلی، گازسوز، و دوگانه‌سوز هستند.

محاسبه توان مناسب:

برای انتخاب مبدل موتورخانه، توان مورد نیاز را محاسبه کنید. این توان باید برای تأمین نیازهای برقی خانه‌تان کافی باشد. معمولاً توان موتوربرق در وات (W) یا کیلووات (kW) اندازه‌گیری می‌شود.

نوع سوخت مصرفی:

موتوربرق‌ها می‌توانند با سوخت‌های مختلف کار کنند. موتوربرق بنزینی، دیزلی، گازسوز، و دوگانه‌سوز انواع مختلف سوخت‌ها هستند. انتخاب نوع سوخت مصرفی باید با توجه به نیازها و شرایط خود انجام شود.

زمان عملکرد و تعداد خروجی‌ها:

مدت زمانی که موتوربرق باید برق تأمین کند، نیازهای شما را تعیین می‌کند. همچنین تعداد خروجی‌ها برای اتصال دستگاه‌های مختلف نیز مهم است.

با رعایت موارد فوق، می‌توانید مبدل موتور خانه‌ای را انتخاب کنید که به بهره‌برداری بهتر از خانه‌تان کمک کند و مشکلات مرتبط با قطعی برق را به حداقل برساند.

اگر قصد خرید یا تعمیر مبدل حرارتی دارید،با مهندسین شرکت یارا مبدل در تماس باشید.