مبدل حرارتی

مبدل حرارتی چیست؟

به بیان ساده، مبدل حرارتی وسیله ای است که گرما را از یک محیط به رسانه دیگر منتقل می‌کند، یک کولر روغن هیدرولیک یا نمونه ای گرما را از روغن داغ با استفاده از آب سرد یا هوا حذف می‌کند. گرما از طریق رسانایی از طریق مواد مبدل که محیط های مورد استفاده را جدا می‌کند، منتقل می شود. یک مبدل حرارتی پوسته و لوله، سیالات را از داخل و روی لوله ها عبور می‌دهد، جایی که یک مبدل حرارتی خنک شده با هوا، هوای خنک را از هسته باله ها عبور می دهد تا مایع را خنک کند.

ویژگی مبدل حرارتی مبدل سازان کیمیا

مبدل حرارتی سیستمی است که برای انتقال حرارت بین دو یا چند سیال استفاده می‌شود. مبدل‌های حرارتی در هر دو فرآیند سرمایش و گرمایش استفاده می‌شود. سیالات ممکن است برای جلوگیری از اختلاط توسط یک دیوار جامد از هم جدا شوند یا ممکن است در تماس مستقیم باشند. آن‌ها به طور گسترده ای در گرمایش فضا، تبرید، تهویه مطبوع، نیروگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی، کارخانه‌های پتروشیمی، پالایشگاه های نفت، پردازش گاز طبیعی و تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند. نمونه کلاسیک مبدل حرارتی در یک موتور احتراق داخلی یافت می‌شود که در آن یک سیال در گردش به نام خنک کننده موتور از سیم پیچ‌های رادیاتور جریان می‌یابد و هوا از کنار سیم پیچ ها عبور می‌کند که خنک کننده را خنک می‌کند و هوای ورودی را گرم می‌کند. مثال دیگر هیت سینک است که یک مبدل حرارتی غیرفعال است که گرمای تولید شده توسط یک وسیله الکترونیکی یا مکانیکی را به یک محیط سیال، اغلب هوا یا خنک کننده مایع، منتقل می کند.
سه طبقه بندی اولیه مبدل‌های حرارتی با توجه به ترتیب جریان آنها وجود دارد. در مبدل‌های حرارتی جریان موازی، دو سیال در یک انتها وارد مبدل می‌شوند و به موازات یکدیگر به سمت دیگر حرکت می‌کنند. در مبدل‌های حرارتی ضد جریان، سیالات از دو طرف مخالف وارد مبدل می‌شوند. طراحی جریان شمارنده کارآمدترین است، زیرا می‌تواند بیشترین گرما را از گرما (انتقال) در واحد جرم منتقل کند، زیرا میانگین اختلاف دما در هر واحد طول بیشتر است. تبادل جریان متقابل را ببینید. در یک مبدل حرارتی با جریان متقاطع، سیالات تقریباً عمود بر یکدیگر از طریق مبدل حرکت می‌کنند.

برای بهره وری، مبدل های حرارتی به گونه ای طراحی شده اند که سطح دیوار بین دو سیال را به حداکثر برسانند و در عین حال مقاومت در برابر جریان سیال از طریق مبدل را به حداقل برسانند. عملکرد مبدل همچنین می‌تواند تحت تأثیر افزودن پره‌ها یا موج‌ها در یک یا هر دو جهت قرار گیرد، که سطح را افزایش می‌دهد و ممکن است جریان سیال را کانالیزه کند یا تلاطم ایجاد کند. مبدل های حرارتی دو لوله ساده ترین مبدل های مورد استفاده در صنایع هستند. از یک طرف، این مبدل های حرارتی هم برای طراحی و هم برای تعمیر و نگهداری ارزان هستند و آنها را به انتخاب خوبی برای صنایع کوچک تبدیل می کند. از سوی دیگر، راندمان پایین آنها همراه با فضای زیاد اشغال شده در مقیاس های بزرگ، صنایع مدرن را به استفاده از مبدل های حرارتی کارآمدتر مانند پوسته و لوله یا صفحه سوق داده است. با این حال، از آنجایی که مبدل های حرارتی دو لوله ساده هستند.

 

کاربرد مبدل های حرارتی مبدل سازان کیمیا

خنک کننده نفت خام:

HE به عنوان یک مبدل حرارتی بین نفت خامی که به داخل کوره می رود با پسمانده ای که به داخل خنک کننده می رود کار می کند تا از گرمای موجود در باقیمانده برای افزایش دمای نفت خام استفاده شود و بار کوره سبک تر شود. نوع HE مورد استفاده مبدل حرارتی Shell and Tube است که از 3 قطعه تشکیل شده است که به صورت سری چیده شده اند.

خنک کننده:

یک طرف جریان سیال فرآیندی است که بدون تغییر فاز خنک می شود. رسانه های خنک کننده از ابزارهایی مانند آب خنک کننده یا هوا (بدون تغییر فاز) هستند. عملکرد خنک کننده برای کاهش دما یا خنک کردن فرآورده های نفتی خارج شده از ستون شکنش، ستون استریپر، مبدل حرارتی یا کندانسور با آب به عنوان یک محیط خنک کننده به دمای مورد نظر بدون تغییر فاز است.

کندانسور:

تجهیزاتی که برای کاهش دمای بخار به دمای مایع با سپردن حرارت به سیال دیگر استفاده می شود. یکی از جریان ها سیال (بخار) است که معمولاً بخار از بالای ستون تقطیر یا تفکیک می شود. رسانه های خنک کننده از ابزارهایی مانند آب خنک کننده یا هوا (بدون تغییر فاز) هستند. کندانسور برای متراکم کردن بخار از بالای ستون تقسیم عمل می کند.

اواپراتور:

اواپراتور یکی از ابزارهایی است که اغلب در فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. اواپراتور وسیله ای است که برای تبخیر یک محلول استفاده می شود. تبخیر خود به معنای خارج کردن آب از محلول با جوشاندن محلول در لوله اواپراتور است.

بویلر:

بویلر یک مبدل حرارتی است که معمولاً بر روی ستون تقطیر نصب می شود. بویلر بخار برای جداسازی تقطیر جزئی مانند کندانسور تولید می کند که منجر به رفلاکس مایع می شود که به ستون تقطیر بازگردانده می شود. به طور کلی، بویلرها مبدل های حرارتی هستند که برای تامین جریان گرما برای تقطیر و سایر فرآیندهای مشابه استفاده می شوند.

چیلر:

چیلر ماشینی است که گرما را از یک مایع از طریق سیکل های تراکمی بخار یا جذب خنک کننده منتقل می کند. چیلر تراکمی بخار آب از چهار جزء اصلی سیکل خنک کننده تراکمی بخار (کمپرسور، اواپراتور، کندانسور و چندین نوع دستگاه اندازه گیری) تشکیل شده است. این دستگاه می تواند مبردهای مختلفی را انجام دهد. چیلرهای جذبی از آب شهری به عنوان مبرد و سیلیکاژل خوش خیم به عنوان خشک کننده استفاده می کنند.

بخارساز:

از بخارسازها برای تبخیر مایعات استفاده می شود. بخار تولید شده برای فرآیندهای شیمیایی استفاده می شود نه به عنوان منبع گرما مانند بخار و با استفاده از عناصر گرمایش الکتریکی. بخارساز یکی از اجزای دستگاه بیهوشی است که برای تبخیر بیهوشی های مایع فرار عمل می‌کند.

مبدل دو لوله:

مبدل دو لوله یک تجهیزات مبدل حرارتی است که از لوله های متمرکز یا لوله های دوتایی که یکی از دیگری کوچکتر است (لوله) تشکیل شده است. به طور کلی، سنجاق سر به شکل مبدل دو لوله (دو پایه متصل شده)، اما انواع دیگری مانند سنجاق سر چند لوله ای نیز وجود دارد. مبدل دو لوله یک جایگزین HE است که ارزان است زیرا می توان آن را با لوله های استاندارد مونتاژ کرد. به دلیل پیکربندی خود، این HE می تواند مایع پرفشار را در طرفین لوله کنترل کند.

خنک کننده هوا:

Airfin Cooler یک دستگاه خنک کننده سیال فرآیندی است که از جریان هوا با استفاده از فن استفاده می کند. توجه به انتخاب این نوع HE در مقایسه با استفاده از مبدل شل و لوله ارزان است. در حالی که استفاده از Shell & Tube Exchanger به معنای تهیه تاسیسات آب خنک کننده در مقادیر زیاد است که به معنی برج های خنک کننده اضافی، مواد شیمیایی، سیستم های لوله کشی با ابزار دقیق و کنترل آنها، پمپ ها و … می باشد.

انواع مبدل های حرارتی مبدل سازان کیمیا

1. مبدل حرارتی مارپیچ

مزیت اصلی مبدل حرارتی مارپیچ، استفاده بسیار کارآمد آن از فضا است، به خصوص زمانی که محدود است و لوله مستقیم کافی نمی‌توان گذاشت.

2. مبدل حرارتی پوسته و لوله

به نظر می رسد که اجزای اصلی این نوع مبدل حرارتی جعبه لوله، پوسته، هدرهای انتهایی عقب جلو و بافل ها یا باله ها باشد. بافل ها برای حمایت از لوله ها، هدایت جریان سیال به لوله ها به روشی تقریبا طبیعی و به حداکثر رساندن تلاطم سیال پوسته استفاده می شوند. انواع مختلفی از بافل وجود دارد و انتخاب شکل، فاصله و هندسه بافل بسته به میزان جریان مجاز افت نیروی سمت پوسته، نیاز به پشتیبانی لوله و ارتعاشات ناشی از جریان دارد. انواع مختلفی از مبدل های پوسته و لوله موجود است. تفاوت در ترتیب پیکربندی جریان و جزئیات ساخت و ساز نهفته است.

3. کندانسورها

مبدلهای حرارتی با استفاده از سیستم انتقال حرارت دو فاز، کندانسورها، بویلرها و اواپراتورها هستند. کندانسورها ابزارهایی هستند که گاز یا بخار داغ را گرفته و تا حد متراکم شدن خنک می کنند و گاز را به شکل مایع تبدیل می کنند. به نقطه ای که مایع به گاز تبدیل می شود تبخیر و بالعکس تراکم می گویند. کندانسور سطحی رایج ترین نوع کندانسور است که شامل یک دستگاه تامین آب است.

4. مبدل حرارتی ایرکولر

مبدل حرارتی خنک شده با هوا (هوا خنک) یک تجهیزات دفع حرارت است که در آن گرمای اضافی فرآیند به اتمسفر دفع می شود. بر اساس اصل همرفت و رسانایی عمل می کند تا گرما را از سیال فرآیند به هوا پراکنده کند. سیال فرآیند از لوله ها عبور می کند و جریان هوا از روی لوله ها عبور می کند تا گرما را از بین ببرد. جریان هوا توسط فن های نصب شده روی دستگاه ایجاد می شود. با انتخاب مناسب مواد لوله، “ایرکولر” می تواند به طور موثر آب فرآیند، مواد شیمیایی یا هر سیال انتقال حرارت دیگری را خنک یا متراکم کند.

5. مبدل حرارتی آب گرم

این نوع مبدل حرارتی آب را می توان به راحتی در راستای یک دیگ بخار در فضای باز یا دیگ های معمولی پروپان (یا گاز) نصب کرد. همچنین می تواند به طور موثر با دیگ بخار انرژی خورشیدی برای انتقال گرما استفاده شود.

نحوه سفارش و خرید مبدل حرارتی

چگونه مبدل حرارتی مناسب را متناسب با نیازهای خاص حوزه کاری خود پیدا کنید؟ در اینجا برخی از بینش های مفید وجود دارد که به شما در انتخاب صحیح کمک می کند. انتخاب مبدل حرارتی شما به ماهیت محصول و فرآیند شما بستگی دارد. در مورد اینکه آیا محصول شما دارای ویسکوزیته بالا یا پایین است. در مورد اینکه آیا حاوی ذرات یا الیاف است. در مورد اینکه آیا حاوی نشاسته یا نمک است. این عوامل همگی بر پیچیدگی محصول شما تأثیر می گذارند و در نتیجه نوع مبدل حرارتی کیفیت محصول و فرآیند تولید شما را بهینه می کند. با توجه به نوع مبدل حرارتی که در بالاتر توضیح داده شده نوع مبدل حرارتی خود را انتخاب کنید. یکی دیگر از عوامل مهم این است که چه مقدار محصول تولید می کنید و چقدر ماژول تبادل حرارت را اجرا می کنید. آیا قصد دارید 100 لیتر در روز یا 10000 لیتر در ساعت تولید کنید؟ این بر اندازه و نوع مبدل حرارتی متناسب با نیازهای خاص شما تأثیر می گذارد.

قیمت مبدل حرارتی

قیمت مبدل حرارتی با توجه به نوع مبدل که انتخاب می‌کنید بسیار متفاوت است برای اینکه قیمت دقیق و بروز داشته باشید بهترین کار این است که با مشاورین ما در مبدل سازان کیمیا در تماس باشید تا شما را برای خریدی مطمئن راهنمایی کنند.