مبدل حرارتی چیست؟

مبدل حرارتی چیست

اگر بخواهیم بین دو یا چند سیال تبادل حرارت ایجاد کنیم  می ‌توانیم از مبدل های حرارتی استفاده کنیم.
 از آنجایی که مبدل های حرارتی قطعات پرکاربرد در تجهیزات مکانیکی موتورخانه هستند اکثرا به راحتی تبادل دمایی را میتواند انجام دهد. مخصوصاً مثلاً در سیستم های چیلر که از دو نوع مبدل حرارتی استفاده میشود می توان برای کاهش دمای گاز مبرد از یک مبدل کندانسور استفاده کرد و از مبدل دیگر جهت کاهش دهنده حرارت آب در گردش بخش فن کویل ها که اپرواتور نامیده می شود. جداره ها در مبدل های حرارتی می تواند بین دو سیال قرار بگیرد و هم می تواند تبادل حرارت آب در برج های خنک کننده با هوای محیط به صورت مستقیم در تماس باشد. مبدل های حرارتی معمولاً دو ورودی و دو خروجی دارند. این مبدل ها بر اساس دبـی روزی و دبـی خروجی هم سایز هر سریال از سایزهای مختلفی برخوردارند. مبدل های حرارتی دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت.

انواع مبدل های حرارتی

مبدل های تماس مستقیم 
مبدل های تماس غیر مستقیم

مبدل تماس غیر مستقیم :

مبدل حرارتی دو لوله ای
در این مکانیزم معمولاً سیال گرم داخل لوله و کانالها توسط سطوح فیبر دار حرکت می کند در بخش دیگر سیال گاز که هوای محیط  به وسیله یک فن از روی موتورها حرکت می کند. دمای هوای عبوری از روی لوله بر اثر تبادل حرارت با سیال گرم  افزایش پیدا می‌کند و مجدداً به محیط تقسیم می شود . زمانی که امکان استفاده از آب و یا سایر سیالات خنک کننده وجود نداشته باشد از این مبدل استفاده خواهد شد.

مبدل حرارتی پوسته و لوله

در این مبدل ها معمولاً تعداد زیادی لوله وجود دارد که ابعاد شان بسیار کوچک می باشد. معمولا این مبدل ها به شکل یک توپ باندل داخلی پوسته استوانه ای مانند قرار دارند. برای اینکه جریان های سرد یا گرم وارد پوسته مبدل شوند باید از روش اتصال مبدل وارد مجموعه لوله ها شوند و سیال دیگر وارد پوسته ی مبدل شود. پارامتر ها و آیتم های کانوکشن و کانت اکشن جهت انتقال حرارت بین دو سیال می باشد. استفاده از مبدل های حرارتی پوسته و لوله جهت دما و فشار های بالا کاربرد دارد. 
از جمله کاربرد های معمول مبدل های حرارتی پوسته و لوله می‌توان در بخش‌های مختلف:
 نیروگاه تولید برق
 تبرید
صنایع تولید کاغذ
صنایع داروسازی 
صنایع پتروشیمی
 پالایشگاه ها
 معادن 
در تهیه و تولید اسید سولفوریک و غیره استفاده کرد 
در واقع به طور گسترده‌ای در کلیه فرایند های سرمایشی و گرمایشی حجم زیاد در جریان مایع یا گاز به کار می رود.

مبدل حرارتی صفحه ای

این بخش از مبدل ها از صفحات اعوجاج تهیه می شود معمولا مبدل های حرارتی صفحه ای معمولاً جنس استیل دارند. که با واشرهای لاستیکی مخصوص کانال های آب بندی شده را می سازند. صفحات مبدل حرارتی از این الگوی خاص پیروی می کنند که این الگوی خاص موجب آشفتگی جریان در هر قامه رینولدز بسیار پایین میشود. که در نهایت با افزایش قابل ملاحظه حرارت نسبت به کانال ساخت و لوله خواهیم بود. افزایش انتقال حرارت افت فشار نیز بروز خواهد کرد. کاهش قابل توجه مقادیر مبدل حرارتی نسبت به مبدل پوسته و لوله سنتی ناشی از افزایش ضریب انتقال حرارت می باشد.

مبدل های تماس مستقیم شامل:

برج های خنک کننده
دی سوپر هیتر ها و… 

اجزاء مبدل های حرارتی

صفحه انتهایی مبدل حرارتی
میله ی راهنمای پایینی
مهره 
واشر
فاصله انداز
پیچ ها 
صفحه ها
بلبرینگ
میله راهنمای بالایی
بوش گلویی
صفحه ابتدایی

کاربرد واشر ها در مبدل حرارتی

استفاده از انواع واشرها در مورد مبدلهای حرارتی جهت آب بندی مبدل ها استفاده می شود که معمولا با یک آرایش خاص و نظم و ترتیب در مبدل های حرارتی قرار می گیرند.
واشر ها در بین صفحات لازم جهت عبور سیال تعبیه شده اند.
فشار هایی که به واشر ها از دو طرف صفحات جانبی  وارد می‌شود از نشت سیالات به بیرون جلوگیری می کند.
برای اینکه واشر ها عملکرد صحیحی داشته باشند باید میزان فشار وارد شده به آنها استاندارد باشد .در حالی که در اورینگ ها بدون هیچ فشاری عملیات آب بندی انجام خواهد شد.  در بخشهای دهنه ورودی و خروجی از سیال ها جهت جلوگیری از اختلال دو سیال گرم و سرد از دو واشر استفاده میشود. استفاده از این واشر ها جهت اطلاع از نشت سیال در مبدل می باشد. در واشرها از  لاستیک‌هایی استفاده می‌کنند که از عمر محدودی برخوردار هستند. لاستیک های بکار رفته به راحتی مایعات و گازها را جذب می کند که با جذب  زیاد و گازها موجب تورم و یا نرم شدن و یا ایجاد ترک بر روی لاستیک ها خواهد شد. این ماشین ها به دو صورت بر روی مبدل های حرارتی نصب می شوند. واشر های چسبی که در آن واشر های لاستیکی با چسب روی صفحات محکم خواهند شد واشر های بدون چسب در چند نقطه از صفحه به صورت قفلی و گیر های روی ثبت محکم می شوند

صفحه انتهایی مبدل حرارتی

در این بخش جهت تبادل حرارت بین سیالات سرد و گرم از طریق سطوح نازک فـلزی انجام پذیرند. الگوی خاص در نتیجه موجب می شود که سایز مبدل حرارتی حدود ۳ تا ۵ برابر کوچکتر از مبدل پوسته ای روده سنتی باشد..

کاربرد بلبرینگ های مبدل های حرارتی

یاتاقان های لغزشی و بلبرینگ ها به دلیل حجم کم، کاهش اصطکاک، کمی صدا و و ساختار محکم که دارند در مبدل های حرارتی و تجهیزات پزشکی به راحتی مورد استفاده قرار می گیرند. 
از جمله ویژگی های بلبرینگ مبدل حرارتی مقاوم به سایش و قابلیت تحمل بارهای شعاعی و محوری می باشد.
مجموعه پرشین صنعت از جمله مراکز معتبر می باشد که در زمینه تهیه و تامین بلبرینگ مبدل حرارتی می تواند بهترین خدمات را به خریداران محترم ارائه نماید.

کاربرد مبدل های حرارتی

مبدل ها فرآورده های فراوان در بخشهای صنایع مختلف دارند از جمله صنایع پرکاربرد شامل:

نیروگاه های برق
 صنایع مواد غذایی 
صنایع نوشیدنی
 پالایشگاه های نفت
 پالایشگاه های گاز
 پالایشگاه پتروشیمی
 صنعت داروسازی 
صنعت پزشکی 
تاسیسات گرمایشی و تهویه مطبوع و سردخانه کاربرد در استخر های شنا، سونا و جکوزی
صنعت فولاد

معمولاً استفاده از این مبدل ها به علت نرخ پایین جریان سیال های عبوری می باشد.
 چرا که تغییرات دمایی بسیار قابل توجه می باشد چرا که انتقال حرارت کمی برای نرخ جریان زیاد مورد نیاز میباشد.
 نکته حائز اهمیت در این خصوص برای زمانی است استفاده از مبدلهای لوله ای با ابعاد مناسب برای آنهایی که فضای کافی وجود دارد کاملا منطقی خواهد بود.
 برای ایجاد ظرفیت بیشتر و استفاده بیشتر می توان واحد های مبدل لوله را به صورت موازی و به شکل عمودی نصب کنیم.