ساخت دستگاه یخساز صنعتی

مبدل حرارتی چیست و چگونه کار می کند؟

شرکت مهتاب گستر یکی از بزرگ ترین تولید و تامین کننده منابع کویل دار (منبع کویلی) در ایران می باشد و از این که دانش خود را در مورد مبدل های حرارتی و نحوه عملکرد آن ها با شما به اشتراک می گذارند، بسیار خرسندند.

مبدل حرارتی

بسیاری از افراد نمی دانند مبدل حرارتی چیست و چگونه کار می کند و چه کاربرد هایی دارد. هنگامی که منبع تولید آب گرم شما در وضعیت کار خوب قرار دارد، به راحتی می توان فراموش کرد که مبدل حرارتی بزرگ ترین جزء منبع تولید کننده گرما است. مانند همه دستگاه‌ های ساخت بشر، زمان و استفاده از مبدل ‌های حرارتی تاثیر خود را می‌ گذارد و می ‌تواند منجر به ایجاد آب گرم مصرفی شود.

مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارند. هدف مبدل های حرارتی انتقال ایمن گرما است و کاربرد های زیادی از جمله گرمایش فضا، تبرید و سرمایش، نیروگاه ها، کارخانه های شیمیایی و سایر فرآیند ها دارند. این وبلاگ می خواهیم به معرفی انواع مختلف مبدل های حرارتی بپردازیم. لطفا تا پایان این وبلاگ با ما همراه باشید.

معرفی انواع مبدل های حرارتی

با توجه به ویژگی های طراحی و نوع مکانیزم کارکردی، چندین نوع مبدل حرارتی در دسترس می باشد. متداول ترین نوع این دستگاه ها که در صنعت مورد استفاده اند شامل این موارد می باشند:

·        مبدل حرارتی پوسته و لوله ای

متداول ترین نمونه مبدل های حرارتی، مبدل های پوسته و لوله ای می باشد که از یک لوله واحد یا چندین لوله (دسته لوله) که در یک پوسته فشار سیلندری بسته قرار داده شده اند تشکیل شده است.

طراحی و ساخت این مبدل های حرارتی به گونه ای است که یک سیال در لوله یا لوله های کوچک تر جریان می یابد و سیال دیگر در پیرامون آن در لوله های دیگر یا بین آن جریان می یابد. موارد کاربردی استفاده از این نوع مبدل های حرارتی شامل پیش گرمایش، خنک سازی روغن های صنعتی و تولید بخار می باشد.

·        مبدل حرارتی صفحه ای

این مبدل های حرارتی از صفحه های خمش دار و نازک به هم چسبانده شده ایجاد می شوند. هر جفت صفحه کانالی را ایجاد می کند که مایع سیال از آن عبور می کند و جفت های صفحه به واسطه جوش و پیچ و مهره و یا روش های دیگر به هم متصل می شوند.

·        مبدل حرارتی دو لوله ای

این مبدل حرارتی که در واقع نوعی مبدل پوسته و لوله ای است از ساده ترین ساختار و طراحی مبدل های حرارتی بهره می برد که شامل دو یا تعداد بیشتری لوله متمرکز است.

·        مبدل حرارتی احیاء کننده

در مبدل های حرارتی احیاء کننده، سیال در هر دو طرف مبدل جریان می یابد که مبدل استفاده شده می تواند از نوع پوسته و لوله و یا از نوع صفحه ای باشد. از آن جایی که در این مبدل حرارتی، سیال بسیار داغ می شود، می توان از سیال خروجی برای گرم کردن سیال ورودی استفاده کرد. به این طریق می توان دمای سیال را در یک مقدارِ مشخصِ تقریبا ثابت نگه داشت.

از آن جا که طرز کار این مبدل حرارتی به صورت چرخه ای می باشد در نتیجه مقدار زیادی از انرژی ذخیره می شود. سیال خروجی گرمای خود را به سیال ورودی منتقل می کند. به این ترتیب برای ثابت نگه داشتن دمای سیال فقط به مقدار کمی انرژی اضافی نیاز می باشد. از مبدل حرارتی احیاء کننده معمولا برای پژوهش های تحقیقاتی استفاده می کنند.

·        مبدل حرارتی چرخ آدیاباتیک

در مبدل های حرارتی آدیاباتیک (بی در رو) از یک سیال میانی برای ذخیره گرما استفاده و بهره برداری می شود که این مایع در نهایت به قسمت مخالف مبدل حرارتی جا به جا می شود. این مبدل حرارتی از یک چرخ بزرگ با یک سری رشته تشکیل شده است که در اطراف مایعات می چرخد و برای جذب یا انتقال گرما به کار برده می شود.

·        مبدل حرارتی خنک کننده هوا

در انواع مبدل های حرارتی خنک کننده هوا لوله‎ های عبوری سیالات وسط فین ‎های انتقال حرارت احاطه ‎شده ‎اند که معمولاً در رادیاتور ماشین، رادیاتور فن کویل‎ ها، کندان سور یخچال ‌‏ها و کویل‎ های حرارتی که منبع آب دائمی در دسترس نیست استفاده و بهره برداری می شوند.

مبدل حرارتی چگونه کار می کند؟

مبدل های حرارتی، پوسته ها و لوله های فلزی با انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر کار می کنند. هنگامی که یک مبدل حرارتی گاز طبیعی یا سوخت پروپان را می سوزاند، محصولات جانبی اگزوز و احتراق آن (همچنین به عنوان گاز دودکش شناخته می شود) وارد مبدل حرارتی شده و از آن عبور می کند. گاز داغ دودکش فلز را گرم می کند زیرا گاز راه خود را به خروجی اگزوز مبدل حرارتی می رساند. همان طور که این اتفاق می افتد، فلز داغ هوای گردشی در قسمت بیرونی مبدل حرارتی را گرم می کند.

مبدل حرارتی اولیه

این قسمت حاوی داغ ترین گاز دودکش است که در نزدیک ترین فاصله به مشعل های یک مبدل حرارتی یافت می شود. در نتیجه شعله و گرما آن را در معرض بیشترین تنش قرار می دهد که می تواند به مرور زمان باعث ایجاد ترک و استرس گرمایی شود.

مبدل حرارتی ثانویه

اگر مبدل حرارتی دارید که با راندمان بالا (90% + کارآمد) در نظر گرفته می شود، دارای هر دو مبدل حرارتی اولیه و ثانویه است. همان طور که اگزوز احتراق از مبدل حرارتی اولیه خارج می شود، به یک مبدل حرارتی ثانویه می رود که در آن گرمای بیشتری از گاز های دودکش آزاد می شود و بخار آب شروع به تشکیل می کند. این تغییر حالت از آب به عنوان بخار به مایع، گرمای نهان را در مبدل حرارتی ثانویه آزاد می کند و مبدل حرارتی را به سطح بالا تری از کارایی می رساند. به همین دلیل است که گاهی اوقات کوره های با راندمان بالا را مبدل های حرارتی چگالشی می نامند. مبدل های حرارتی ثانویه معمولاً از فولاد ضد زنگ یا یک ماده فولادی پوشش داده شده ساخته می شوند که قادر به تحمل گرما، رطوبت و اسید است.

خطرات سلامتی

از آنج ایی که مبدل حرارتی حاوی گاز دودکش در داخل خود است، مهم است که هیچ سوراخ، ترک یا خرابی دیگری وجود نداشته باشد. این نوع خرابی که اجازه نشت و اختلاط گاز دودکش با هوای گرم شده را می دهد می تواند منجر به احتراق ناقص و تشکیل مونوکسید کربن و سایر محصولات جانبی مضر شود. اگر چه مبدل حرارتی شما ممکن است فوراً مونوکسید کربن را به فضای زندگی نشت نکند، سطوح بالای CO سبب می شود کارکرد آن نا امن باشد. چیزی به سادگی دودکش و یا خراب شدن لوله اگزوز می تواند منجر به وضعیت بسیار خطرناکی شود.

تشخیص مشکلات مبدل حرارتی

تا زمانی که مبدل حرارتی شما دچار مشکل نشده باشد یا آشکار ساز مونوکسید کربن شما خاموش شود، تقریباً غیر ممکن است که بدانید مبدل حرارتی شما بدون بازرسی مستقیم یا آزمایش CO دچار مشکل شده است یا خیر. به همین دلیل است که تعمیر و نگهداری و بازرسی منظم بسیار مهم است. بازرسی و آزمایش آنالیز احتراق CO بهترین راه برای تعیین این که آیا کوره ایمن کار می کند یا خیر.

بازرسی بصری

برخی از مبدل های حرارتی را می توان به صورت بصری بررسی کرد. برخی دیگر به ابزار های تخصصی برای بررسی دقیق تر واحد نیاز دارند. تکنسین های ما مجهز به دوربینی با شفت انعطاف پذیر هستند که می تواند مناطق غیر قابل دسترس کوره شما را ببیند تا از بازرسی کامل اطمینان حاصل شود. ما گاهی اوقات مشکلات داخلی را در مبدل های حرارتی می بینیم که در غیر این صورت پنهان می شوند و از بیرون در شرایط خوبی ظاهر می شوند.

برای برنامه ریزی بررسی یا تنظیم تعمیر و نگهداری، هر چند وقت یک یک بار بازرسی بصری از مبدل حرارتی داشته باشید.

[ بازدید : 32 ]