مبدل حرارتی چیست؟

امروزه تقریباً اکثر کشورهای جهان با در نظر گرفتن نیاز مبرم به انرژی صنعت و همچنین محدودیت منابع انرژی در جهان، مسائل مربوط به حفظ و پیشگیری، در جهت صنعتی شدن و صنعتی شدن تولید خود گام برمی دارند. از منابع انرژی اتلاف انرژی از اهمیت ویژه ای برخوردار است که یکی از دغدغه های اصلی بشریت به شمار می رود، در کنار حفاظت از محیط زیست، صرفه جویی در مصرف انرژی نیز از مزیت های خاص صنعت، افزایش کارایی بخش های صنعتی، کسب تولید و سود بیشتر، مبدل حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟ هزینه تمام شده انرژی، و غیره. باید تلاش کرد تا از اتلاف انرژی و ذخیره آن جلوگیری شود.
استفاده از مبدل های حرارتی یکی از موثرترین راه ها برای رسیدن به این هدف است. مبدل حرارتی چیست؟ چه کاربردهایی دارد؟ ما در مورد انواع مبدل های حرارتی، نمودارها و نحوه عملکرد برخی از این مبدل ها صحبت می کنیم. (با ما بمان)
مبدل حرارتی
مبدل حرارتی
مبدل حرارتی دستگاهی است که وظیفه انتقال گرما از آب به آب دیگر در نزدیکی خود را دارد، در واقع می توان گفت: قابلیت ذخیره و استفاده مجدد از گرمای تولید شده در صنعت یکی از مهمترین موارد و قدرت این دستگاه ها برای طراحان خطوط صنعتی . مبدل های حرارتی به دلیل کمبود انرژی و افزایش هزینه آن و موانع مربوط به نگهداری و حفاظت از محیط زیست با استفاده از این دستگاه برای انتقال حرارت از یک سیال (آب یا گاز) به سیال دیگر مناسب تر هستند. منطقی و اقتصادی است. این ابزارها بسته به کاربرد، محل استفاده و نوع آب مصرفی، طرح های مختلفی با صفحه نمایش های مختلف دارند، اما عمدتاً از یک اصل مانند انتقال حرارت (گرما یا سرما) بین دو مایع (آب) پیروی می کنند. یا گاز) بدون تماس دو ماده با یکدیگر منتقل می شود. در برخی مبدل ها دو سیال از طریق تماس مستقیم گرما یا انرژی را انتقال می دهند. به عنوان مثال، یک کولر آبی خانگی یک بخاری با دو سیستم تماس مستقیم با آب است.
مبدل های حرارتی قادر به انتقال گرما بین دو یا چند سیال هستند این فرآیند می تواند بین «مایع و مایع»، «گاز و گاز» و همچنین بین «مایع و گاز» مبدل های حرارتی ساخته شود.
کاربردهای مختلفی برای استفاده از مبدل های حرارتی وجود دارد که بسته به نوع استفاده می تواند گرمایش یا سرمایش باشد. در بین مبدل های حرارتی از دو نوع مبدل حرارتی پوسته ای و لوله ای و مبدل حرارتی صفحه ای بیش از سایرین استفاده می شود. همانطور که گفته شد مبدل های حرارتی به همین صورت عمل می کنند اما بر اساس ویژگی های طراحی به چند دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از:
شکل جریان یا جهت ورودی و خروجی سیال
روش های طراحی و ساخت
شکل و تماس سطحی آب سرد و گرم
مکانیسم های انتقال حرارت (می توان آن را دسته اصلی مبدل های حرارتی در نظر گرفت).
هر کدام از این گزینه ها به چند شاخه تقسیم می شوند که در ادامه به شرح آنها می پردازیم.
کاربرد دما
در زیر می توان به کاربردهای عایق حرارتی اشاره کرد.
سیستم های کندانسور و اواپراتور
سیستم گرمایش استخر
جکوزی و دوش
صنعت قند
صنعت پوشاک
صنعت نفت، گاز و پتروشیمی
صنایع شیمیایی
صنعت داروسازی
صنایع غذایی
صنایع دریایی
و...
انواع مبدل های حرارتی
در زیر با انواع مبدل های حرارتی و نحوه عملکرد هر کدام آشنا می شویم.
مبدل حرارتی پوسته و لوله
یک مبدل حرارتی پوسته و لوله از مجموعه ای از لوله ها تشکیل شده است که در آنها یک سیال گرم کننده یا خنک کننده جریان دارد، سیال دیگری در داخل پوسته و روی لوله های گذاشته شده جریان می یابد تا تبادل حرارت بین دو سیال انجام شود. مبدل حرارتی پوسته و لوله. حضور پر رنگ و گسترده در صنعت نفت و پتروشیمی با توجه به کارایی قابل توجه این مبدل ها نسبت به هزینه های خرید و نگهداری آنها، بسیاری از واحدهای صنعتی از این نوع مبدل ها استقبال کرده اند.
اگر بخواهیم دو نمونه از کاربردهای این گونه مبدل ها را ذکر کنیم، استفاده در صنعت نفت برای تقطیر نفت خام مثال خوبی است، همچنین در سیستم های گرمایش استخر آب و حمام گرم به دلیل کاهش فشار کمتر و بیشتر می شود. منعطف . . نسبت به سایر ترانسفورماتورها از پوسته و لوله گرم شده استفاده می شود.
مبدل حرارتی لوله ای Shell uye
پاناس مبدل پیرینگ
این مبدل ها اولین بار در اوایل قرن بیستم برای پاستوریزاسیون صنعتی شیر ساخته شدند اما امروزه به دلیل عملکرد صحیح و کارایی بالا در بسیاری از واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی از مهم ترین اجزای مبدل های حرارتی صفحه ای تعداد زیادی ورق نازک موجدار در یک ردیف است که بین این صفحات کانال هایی برای عبور سیال وجود دارد که پس از جریان گرما و سرما در مبدل از این صفحات عبور می کنند. کانال ها و بدون تماس مستقیم بین دو سیال، گرما از طریق این صفحات فلزی مبادله می شود.
این صفحات عمدتاً از فولاد یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند اما در برخی کاربردهای خاص مانند صنایع دریایی به دلیل رسوبات و خورندگی بالای آب دریا از آلیاژهای مختلفی مانند تیتانیوم استفاده می شود. مبدل های حرارتی صفحه ای در طرح های جوشی، نیمه جوشی، جوشی و واشر ساخته می شوند.
مدل های کامپوزیت، نیمه جوشی و لحیم کاری این نوع مبدل ها برای فشار قوی و مبدل های صفحه ای واشر دار برای فشار متوسط ​​و پایین مناسب هستند.
مبدل های حرارتی صفحه ای لحیم کاری شده معمولاً در ساختمان ها، گرمایش و تهویه مطبوع و مبدل های حرارتی واشر دار عمدتاً در صنایع بزرگ استفاده می شوند. در مبدل صفحه واشر، صفحات با پیچ و واشر بین صفحات به هم وصل شده و آب بندی می شوند.