مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت بین دو سیال (گاز یا مایع) بکار گرفته می‌شود. از موارد استفاده این دستگاه ها می‌توان به سیستم های کندانسور و اواپراتور، سیستم گرمایش استخرها، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع شیمیایی، صنایع دارویی، صنایع مواد غذایی و... اشاره نمود.
در این مقاله به مقایسه مبدل حرارتی صفحه ای و پوسته و لوله، که دو نمونه از رایج ترین مبدل های حرارتی هستند پرداخته شده است. در ادامه با تفاوت ها، نحوه عملکرد و مزایای هرکدام بیشتر آشنا می‌شویم، با ما همراه باشید.
مبدل حرارتی صفحه ای
این مبدل ها اولین بار دراوایل قرن بیستم برای پاستوریزه کردن صنعتی شیر ساخته شدند ولی امروزه به دلیل عملکرد مناسب و راندمان بالا در بسیاری از واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
از مهمترین اجزاء تشکیل دهنده مبدل های حرارتی صفحه ای (plate heat exchanger)، تعداد زیادی صفحات نازک فلزی موجدار به صورت مجاور هم می باشند، در بین این صفحات، کانال هایی به صورت یکی در میان برای عبور سیالات وجود دارد. سیال های سرد و گرم پس از جاری شدن درون مبدل، از این کانال ها عبور کرده و بدون تماس دو سیال با یکدیگر، به واسطه همین صفحات فلزی، تبادل حرارت بین آنها صورت میگیرد.
این صفحات عمدتا از استیل یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند، اما در برخی کاربرد های خاص مانند صنایع دریایی، به دلیل رسوبات و خورندگی بالای آب دریاها، از آلیاژهای متفاوتی مانند تیتانیوم در ساخت بدنه آنها استفاده می شود.
مبدل های حرارتی صفحه ای، در مدل های جوشی، نیمه جوشی، لحیمی و واشر دار ساخته می شوند.
مدل های جوشی، نیمه جوشی و لحیمی ، برای فشار های بالا و مبدل های صفحه ای واشردار برای فشار های متوسط و کم مناسب هستند.
مبدل های حرارتی صفحه ای جوشی(brazed)معمولا در ساختمان ها، گرمایش و تهویه مطبوع و مبدل های واشردار(gasket) بیشتر در صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. در مبدل های صفحه ای واشردار، صفحات با پیچ و مهره و واشر بین صفحات، به یکدیگر متصل و آب‌بندی گردیده اند.
لازم به ذکر است، به دلیل تشکیل رسوب و املاح در مجاری باریک بین صفحات مبدل های حرارتی صفحه ای، استفاده از آنها فقط پس از بکارگیری سختی‌گیر مناسب قابل تایید است.
مزایای مبدل حرارتی صفحه ای
از مزایای مبدل حرارتی صفحه ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• تنوع در طراحی صفحات و چیدمان شیارها، سایز و زوایا.
• سطح انتقال حرارت با توجه به امکان در تغییر تعداد صفحات و شکل بندی آن به راحتی قابل حصول است.
• انتقال حرارت بهینه به‌دلیل درهم بودن جریان و کوچکی قطر هیدرولیکی برای هر دو سیال .
• اتلاف حرارت بسیار ناچیز است و نیاز به عایقکاری ندارد.
• در صورت خرابی واشر لاستیکی دو سیال مخلوط نمی‌شوند.
• ابعاد ظریف و کوچکتر نسبت به مبدل های حرارتی پوسته و لوله در ظرفیت مشابه
دمـاتجهیــز؛ بهترین قیمت ها و برند های تجهیزات تأسیسات ساختمان
مبدل حرارتی پوسته و لوله
مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell and tube heat exchanger)، شامل یک دسته لوله بوده که سیال گرم شونده یا سرد شونده در داخل آن جریان دارد، سیال دوم در داخل پوسته و روی دسته لوله جریان میابد تا تبادل حرارت بین دو سیال صورت پذیرد. مبدل های حرارتی پوسته و لوله حضور پر رنگ و گسترده ای در صنایع نفت و پتروشیمی دارند. بازدهی قابل توجه این مبدل ها نسبت به هزینه های خرید و نگهداری آنها باعث شده تا این نوع از مبدل های حرارتی مورد استقبال بسیاری توسط واحدهای صنعتی قرارگیرند.
اگر بخواهیم به دو نمونه از کاربرد های این نوع از مبدل ها اشاره کنیم، استفاده برای تقطیر نفت خام درصنعت نفت مثال خوبیست، همچنین در سیستم های گرمایشی استخر ها و جکوزی به دلیل افت فشار و رسوب گیری کمترنسبت به دیگر مبدل ها، معمولا ازمبدل های حرارتی پوسته و لوله استفاده می شود.
مزایای مبدل حرارتی پوسته و لوله
از مزایای مبدل حرارتی پوسته و لوله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• با توجه به ساختار مستحکم آن، قابلیت تحمل دماها و فشارهای سیالاتی را دارد.
• به حداکثر رساندن سطح انتقال حرارت در یک فضای محدود با به کار بردن دسته ای از لوله های با فاصله کم در کنار یکدیگر.
• قیمت اولیه کمتر (نسبت به انواع مبدل هوا خنک ، صفحه ای و …).
• قابلیت رسوب زدایی در بازه های زمانی کوتاه مدت و بلند مدت به صورت فیزیکی و شیمیایی.
• قابلیت طراحی و ساخت با مواد اولیه مخصوص (مانند استیل) در کاربردهای خاص که سیالات خاصیت خورندگی دارند.
• در صورت بروز نشتی در تیوب ها به راحتی می توان محل نشت را شناسایی و آن لوله را مسدود یا ترمیم کرد.
سخن پایانی
در این مطلب به بررسی مبدل حرارتی صفحه ای و پوسته و لوله پرداخته شد. برای کسب اطلاعات بیشتر و آشنایی با انواع مبدل حرارتی، همچنین دیدن تصاویر و شماتیک آنها می‌توانید مقاله مبدل حرارتی چیست را نیز در بلاگ مجموعه تخصصی دماتجهیز را مطالعه بفرمایید. همچنین برای انتخاب و بررسی مبدل حرارتی مورد نیاز می توانید در ساعات اداری با کارشناسان بخش تجهیزات گرمایشی و موتورخانه در مجموعه تخصصی دماتجهیز تماس بگیرید.
مقالات مرتبط
جهت کسب اطلاعات بیشتر، پیشنهاد می‌شود مطالب مرتبط با مقاله مقایسه مبدل حرارتی صفحه ای و پوسته و لوله را نیز مطالعه فرمایید.
- کاربرد مبدل های حرارتی در صنعت
- مبدل حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟
- مقایسه منبع دوجداره با مبدل صفحه ای
منتظر تماس و مشتاق دیدارتان در مجموعه تخصصی دماتجهیز هستیم
با اشتراک گذاری مقاله فوق در شبکه های اجتماعی، دوستان خود را از مطالب مهم آن آگاه سازید.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
