مبدل حرارتی (Heat Exchanger) چیست؟
بیایید کارمان را با پاسخ به یک سوال مهم و کلیدی شروع کنیم: مبدل حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟ مبدلهای حرارتی، سیستم‌های خاصی هستند که می‌توانند برای انتقال حرارت میان دو یا چند سیال ( مایع یا گازمورداستفاده قرار گیرند. این مبدل‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند تا فرایند سرمایش و گرمایش را تحت‌تاثیر خود قرار دهند. با استفاده از این مبدلهای خاص شما می‌توانید یک سیال را به‌صورت غیرمستقیم گرم یا سرد نمایید.
مبدلهای حرارتی بر اساس ساختار خود می‌توانند در دسته‌بندی‌ها و مدل‌های مختلفی روانه بازار شوند. طبیعتاً خرید بر اساس نیازها و شرایط پروژه، می‌تواند بازدهی کسب شده شما را چندبرابر نماید. در ضمن، مبدلهای حرارتی باکیفیت موجود در بازار همواره روی پروسه انتقال دما مؤثر هستند.
بیایید یک مثال را در این زمینه مورد بررسی قرار دهیم. یک مبدل حرارتی که با استفاده از روغن‌کار می‌کند، حرارت ایجاد شده در روغن‌های داغ را به‌صورت مستقیم به آب یا هوا منتقل می‌نماید. این مسئله می‌تواند منجر به کاهش دمای روغن و افزایش دمای سیال مجاور شود. پس استفاده از این کالا در شرایط مختلف، مسئله‌ای مهم به‌حساب می‌آید که شما باید آن را جدی بگیرید.
_993604015.jpg)
انواع مبدل حرارتی کدامند؟
همان‌طور که در قسمت‌های قبل‌تر هم گفته شد، در حال حاضر مدل‌های زیادی از انواع مبدل حرارتی در بازار موجود بوده و هر کدام از این مدل‌ها نیز با یک سری مشخصات ویژه در اختیار مشتریان قرار می‌گیرند. اگر شما هم به دنبال خرید بهترین و باکیفیت‌ترین مدل‌های مبدل حرارتی هستید، باید بر اساس نیازها و شرایط پروژه تصمیم‌گیری داشته باشید. عدم توجه به این مسئله، مشکل‌ساز خواهد شد.
مبدل حرارتی لوله‌ای دوبل یکی از همین کالاهای خاص به‌حساب می‌آید. میان انواع مبدلهای صنعتی، این محصول ساده‌ترین است. خیلی از ما آنها را با نام مبدلهای لوله‌ای هم شناسایی می‌کنیم. داشتن قیمت پایین و کیفیت ساخت متوسط را می‌توان به‌عنوان مهم‌ترین ویژگی کلیدی این کالا در نظر گرفت. از جمله دیگر مدل‌های محبوب و پر فروش این مبدل می‌توان به مدل‌های پوسته و لوله یا مبدلهای صفحه‌ای اشاره نمود. هر کدام از این مبدل‌ها در یک پروژه خاص مورداستفاده قرار می‌گیرند.
_1771805658.jpg)
مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست؟
مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube)، محصولی است که خیلی از ما آن را با نام‌هایی همچون مبدل آب گرم موتورخانه و مبدل استخری هم شناسایی می‌کنیم. این کالا را می‌توان به‌عنوان یکی از رایج‌ترین ابزارهایی در نظر گرفت که برای گرم‌کردن و سردکردن سیالات مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. محیط‌های صنعتی و پالایشگاه‌ها، موقعیتی هستند که می‌توانند از انواع مبدل پوسته لوله استفاده نمایند. در نظر داشته باشید که این کالا به‌خاطرداشتن یک معماری فوق‌العاده خاص و امکان تولید مطابق با درخواست مشتری توانسته محبوبیت زیادی هم کسب کند.
مبدل حرارتی پوسته و لوله با مجموعه از پوسته‌های استوانه‌ای‌شکل و لوله‌های گذر سیال تولید می‌شود. شما می‌توانید این محصول را برای افزایش دما یا کاهش آن در موقعیت‌های مختلف مورداستفاده قرار دهید. این مبدلهای حرارتی دسته‌بندی‌های زیادی دارند و شما می‌توانید آنها را در مدل‌ها و دسته‌بندی‌های متنوعی تهیه نمایید.
_2142259872.jpg)
طراحی و ساخت مبدل حرارتی صنعتی:
طراحی مبدل حرارتی پوسته و لوله خیلی پیچیده نیست. انتقال حرارت در این مبدل به‌صورت غیرمستقیم است. گذر سیالات از پوسته‌ها و مجموعه لوله‌ها، دمای آنها را تغییر می‌دهد. به‌صورت کلی، ساختار این کالا شامل یک پوسته فلزی به شکل استوانه است که در درون این پوسته، کویل یا همان لوله‌هایی موازی قرار گرفته است. کارشناسان این محصول را به‌گونه‌ای طراحی کرده‌اند که از استوانه ورودی، یک گروه سیال که برای کنترل دما مورداستفاده قرار می‌گیرند وارد شوند. آنها درون پوسته و لوله‌ها دمای خود را تنظیم کرده و سپس از قسمت خروجی، به سایر اجزای کارگاه می‌روند.
مسئله مهمی که در طراحی این مبدل حرارتی باید به آن توجه کنید، جهت گذر سیال است. جهت گذر سیال موجود در پوسته و لوله می‌تواند دسته‌بندی‌های زیادی داشته باشد. همسو، ناهمسو و متقاطع از جمله مهم‌ترین دسته‌بندی‌های سیال در این زمینه به‌حساب می‌آیند. اختلاف دمای موجود در سیالات پوسته و لوله هم به‌عنوان اصلی‌ترین دلیل تغییر دما به‌حساب می‌آید. اگر شما هم به استفاده از این مبدل حرارتی صنعتی علاقه‌مند هستید، حتماً باید بهترین مدل را بر اساس نیازهای پروژه خود تهیه نمایید.
توجه به خصوصیات سیال مانند میزان خورندگی، دمای ورودی و خروجی دو سیال گرم و سرد، میزان فشار کاری و سرعت و میزان اختلاف دمای موردنظر در انتخاب سایز و نوع مبدل حرارتی بسیار مهم هستند. میدل‌های حرارتی پوسته لوله صنعتی را می‌توان به‌صورت یک پاس، دو پاس و سه پاس طراحی و تولید نمود.
_191121923.jpg)
فرمول محاسبه مبدل حرارتی:
یک فرمول کلی برای محاسبه مبدلهای حرارتی صنعتی و کوچک وجود دارد که مبنای طراحی تمامی مبدل‌ها (Heat Exchanger) است، درواقع با افزایش هریک از عامل‌های ضریب انتقال حرارت کلی (U) سطح تبادل‌کننده حرارت (A) و اختلاف دمای متوسط لگاریتمی (LMTD) نرخ انتقال حرارت (q) بیشتری خواهیم داشت.
کاربرد مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
مبدل حرارتی پوسته و لوله (شل‌اند تیوب) یک سری ویژگی‌های خاص را در خود جای‌داده است. این ویژگی‌ها توانسته‌اند محبوبیت این کالا در صنعت را چندبرابر نمایند. در اولین مرحله، به‌خاطر داشته باشید که این کالا در برابر حرارت مقاومت مطلوبی را از خود به نمایش گذاشته و می‌تواند فشاری بالاتر از ۱۰ بار را تحمل نماید. قیمت مقرون‌به‌صرفه و مقاومت عالی آن می‌تواند نیاز اکثر صنایع را به‌صورت کامل رفع کند. در ضمن، مکانیک این کالا آسان بوده و نشت‌یابی لوله‌ها نیز کار پیچیده‌ای نمی‌باشد. همه این موارد باعث شده‌اند تا کاربران به خرید مدل‌های مختلف مبدلهای حرارتی پوسته و لوله علاقه زیادی نشان دهند.
به‌طورکلی در هر جای که نیاز به تبادل دما بین دو سیال وجود دارد می‌توان از انواع مبدل حرارتی پوسته لوله و صفحه ای استفاده نمود چند نمونه از کاربردهای مبدل در زیر قید شده است.
1. استفاده در انواع تجهیزات تهویه‌مطبوع سرمایشی و گرمایشی
2. اکثر موتورخانه‌های مسکونی و تجاری
3. صنایع تولید غذا و دارو
4. کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی و بهداشتی
5. پالایشگاه‌های نفت، گاز، پتروشیمی
6. نیروگاه‌ها حرارتی
اجزای مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube)
همان‌طور که در قسمت‌های قبل‌تر هم گفته شد، این مبدل حرارتی با یک ساختار ویژه در اختیار مشتریان قرار می‌گیرد. در ساخت و تولید این مبدل‌ها، کارشناسان همواره باید هدف نهایی را در نظر داشته باشند. منظور از هدف نهایی، کاربرد مبدل حرارتی در صنعت است. بالاخره نیاز همه پروژه‌ها با یکدیگر یکسان نبوده و همین مسئله هم چالش‌های گسترده‌ای را سر راه کاربران قرار می‌دهد.
هدر یا تیوپ شیت:
مبدل حرارتی پوسته و لوله دو هدر اصلی دارد: هدر جلویی و هدر پشتی. هدر جلویی یکی از اجزای مهم این کالا به‌حساب می‌آید. هدر وظیفه انتقال سیال را به لوله‌های مبدل دارد. این سیال می‌تواند هم مایع و هم گاز باشد. هدر پشتی همان‌طور که از نامش پیدا است، می‌تواند برای خارج‌کردن سیال از محفظه مورداستفاده قرار گیرد.
پوسته یا (شل Shell)
دومین دسته از تجهیزات مهم به‌کاررفته در ساخت این مبدل، پوسته نام دارد. پوسته به‌نوعی نقش محافظ را ایفا می‌کند. مخزن و پوسته به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند تا در برابر خوردگی و فشار مقاومت مطلوبی را از خود به نمایش می‌گذارند.
تیوب‌های مسی (کویل مسی)
یکی از اصلی‌ترین قسمت‌های مبدل حرارتی پوسته و لوله همین تیوپ‌های مسی هستند هر چه تعداد لوله و متراژ آن بیشتر باشد ظرفیت مبدل نیز به‌مراتب افزایش خواهد یافت. باتوجه‌به نوع سیال می‌توان از انواع لوله مسی، استیل و فولاد در ساخت کویل مبدل استفاده نمود. در طراحی نوع تیوب‌های مبدل می‌توان از شکل خم شه U و یا مستقیم استفاده نمود. مبدلهای حرارتی به‌صورت ۱، ۲ و ۴ پاس تولید می‌شوند. به مسیر رفت و برگشتی که سیال ورودی درون تیوب‌ها طی می‌کند تا از مبدل خارج شود پاس می‌گویند. در مبدلهای دو پاس کویل به‌صورت یو شکل یا خم خورده ساخته می‌شود؛ یعنی تیوب‌ها به شکل U بر روی یک هدر قرار می‌گیرند و درواقع ورودی و خروجی در یک‌جهت می‌باشد. هرچه تعداد پاس در مبدل بیشتر باشد زمان تبادل حرارت بین دو سیال افزایش می‌یابد و در نتیجه راندمان دستگاه بیشتر می‌گردد.
از جمله دیگر تجهیزات پر اهمیت به‌کاررفته در ساخت مبدل حرارتی پوسته و لوله، می‌توان به مواردی همچون بافل، نازل، صفحه لوله و مجرا اشاره نمود. همه این قطعات درون پوسته قرار می‌گیرند و وظیفه تنظیم دمای سیال را بر عهده دارند.
_1855344402.jpg)
انواع مبدل حرارتی پوسته و لوله کدام‌اند؟
شرکت‌های فعال در زمینه طراحی و ساخت مبدل حرارتی پوسته و لوله، این محصول را در دسته‌بندی‌های متنوعی روانه بازار می‌نمایند. همان‌طور که گفتیم، نیازهای پروژه و شرایط اجرای آن به‌صورت مستقیم مشخصات این وسیله را تحت‌تاثیر خود قرار خواهند داد. به‌صورت کلی، مبدلهای حرارتی پوسته و لوله می‌توانند بر اساس استاندارد TEMA در رده‌هایی همچون B، C و R تقسیم شوند. معمولاً کلاس R را در صنایع پتروشیمی و صنایع وابسته به نفت و گاز مورداستفاده قرار می‌دهند.
البته که تقسیم مبدل حرارتی پوسته و لوله بر اساس این استاندارد، تنها راه موجود برای دسته‌بندی این کالا به‌حساب نمی‌آید. برای دسته‌بندی و تقسیم‌بندی این کالا شما می‌توانید به نوع هدر یا درپوش هم توجه داشته باشید. این مدل از انواع مبدلهای حرارتی بر اساس نوع درپوش خود در مدل‌هایی همچون مبدل تیوب شیت ثابت، مبدل شیت شناور و مبدل با لوله‌های U شکل در اختیار مشتریان قرار می‌گیرد. اگر شما هم نیاز به خرید انواع مبدل حرارتی شل‌اندتیوپ (Shell and Tube) دارید، الزاماً باید مدل‌های مختلف را زیر ذره‌بین ببرید و بر اساس شرایط موجود در پروژه و نوع سیال بهترین انتخاب را داشته باشید.
بیشتر بخوانید : برج خنک کننده
مبدل حرارتی صفحه‌ای (Plate) چیست؟
یکی دیگر از دسته‌بندی‌های محبوب و پر فروش مبدل حرارتی، به مبدلهای صفحه‌ای اشاره دارد. مبدلهای حرارتی صفحه‌ای، محصولی ویژه به‌حساب می‌آیند که با تعداد زیادی صفحات فلزی (استنلس‌استیل) نازک تولید می‌شوند. این محصولات ساختاری متفاوت از مدل‌های پوسته و لوله‌ای دارند. این محصولات برای فعالیت به دو سیال گرم و سرد نیاز دارند. آنها از جهت‌های مخالف وارد مبدل شده و از طریق صفحات موجود در آنها، نسبت به تبادل دما اقدام می‌نمایند.
به‌صورت کلی، مبدل حرارتی صفحه‌ای طول عمر زیادی دارد و شما می‌توانید آن را در پروژه‌های مختلفی مورداستفاده قرار دهید؛ ولی باید به این مسئله هم توجه داشته باشید که این مبدلهای حرارتی در پروژه‌های خاص به کار می‌روند. قبل از اقدام برای خرید این مبدل، شما باید تحقیقات جامعی انجام دهید و مطمئن شوید که این کالا برای شما و پروژه بهترین انتخاب به‌حساب می‌آید. در کل، توجه به یک سری نکات کلیدی هنگام خرید مبدلهای حرارتی صفحه‌ای از افزایش هزینه‌های شما جلوگیری نموده و بازدهی را نیز چندبرابر می‌کند.
مبدل حرارتی صفحه‌ای به دو صورت واشرار و جوشی در بازار موجود است. مبدلهای جوشی یا بریز قابلیت اضافه‌کردن صفحات را ندارند؛ ولی مبدلهای و اشرار قابلیت افزایش پلیت و بالابردن راندمان را دارند.
_828509268.jpg)
هنگام خرید مبدلهای حرارتی باید به چه نکاتی توجه کرد؟
یک‌رشته نکات کلیدی هستند که می‌توانند روند خرید مبدل حرارتی را تحت‌تاثیر خود قرار دهند. در اولین مرحله شما باید تحقیقات جامعی داشته باشید و مطمئن شوید که مبدلهای حرارتی با کیفیتی را تهیه می‌نمایید. خرید مبدل حرارتی باکیفیت از برندهای معتبر و شناخته شده می‌تواند روند انجام پروژه را تحت‌تاثیر خود قرار دهد.
جدا از این مسئله برای خرید مبدل حرارتی پوسته و لوله یا صفحه‌ای شما باید به نیازهای پروژه هم توجه داشته باشید. در یک پروژه امکان استفاده از مبدلهای حرارتی مختلفی وجود دارد. هر کدام از این مبدلهای حرارتی، با یک سری مزایا و معایب ویژه در اختیار مشتریان قرار خواهند گرفت. صرف کمی وقت برای یافتن بهترین مدل‌های این کالا بر اساس شرایط پروژه، نتایج مطلوبی را در اختیار شما می‌گذارد. معمولاً برای خنک‌کردن روغن از مبدلهای پوسته و لوله استفاده می‌کنند
در آخرین مرحله برای خرید مبدل حرارتی شما می‌توانید به سراغ بهترین تیم‌های عرضه‌کننده بروید. در حال حاضر فروشگاه‌های مختلفی در ایران نسبت به عرضه انواع مبدل مخصوص حرارت اقدام می‌نمایند. برای خرید در بهترین حالت ممکن شما الزاماً باید به سراغ بهترین‌ها بروید تا هم هزینه‌های خود را کاهش دهید و هم باکیفیت‌ترین مدل‌های مبدل را تهیه کنید.
قیمت مبدل حرارتی به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت مبدل حرارتی پوسته و لوله و صفحه‌ای به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. اولین موردی که در قیمت مبدلهای حرارتی اثر می‌گذارد متریال مورداستفاده در ساخت کویل و پوسته است. معمولاً لوله‌های استیل به‌مراتب قیمت بیشتری از لوله‌های مسی دارند. ظرفیت مبدل حرارتی نیز به طور مستقیم در قیمت مبدل‌ها تاثیرگذار است. هر چه ابعاد و ظرفیت بالاتر باشد قیمت مبدل حرارتی نیز افزایش می‌یابد. شرکت تولیدکننده، کیفیت ساخت و گارانتی و خدمات پس از فروش نیز به طور غیرمستقیم در قیمت‌گذاری انواع مبدل می‌تواند مؤثر باشد. برای استعلام قیمت مبدل حرارتی و اخذ پیشنهاد فنی و مالی می‌تواند با کارشناسان فروش آرا تجهیزات در ارتباط باشید.
_1084563622.jpg)
کلام آخر
همان‌طور که در این مطلب مشاهده کردید، امروزه مدل‌های زیادی از انواع مبدل حرارتی در بازار موجود بوده و هر کدام از این مدل‌ها با یک سری مشخصات ویژه در اختیار مشتریان قرار می‌گیرند. اگر شما هم به خرید مبدلهای حرارتی باکیفیت موجود در بازار علاقه‌مند هستید، حتماً باید به دنبال بهترین فروشندگان ایرانی بگردید. یافتن بهترین مراکز عرضه‌کننده فعال در زمینه فروش این کالا به شما کمک می‌کند تا هزینه‌های خود را کاهش دهید و سطح بازدهی را نیز چندبرابر نمایید. پس بهتر است به سراغ بهترین گروه عرضه‌کننده مبدلهای حرارتی بروید. آرا تجهیزات نیز در کنار شما و همراه شما خواهد بود تا با مشاوره رایگان و ارایه بهترین نوع مبدلهای صنعتی در پیشبرت هدفتان به شما کمک نمایید. برای استعلام قیمت انواع مبدل حرارتی پوسته لوله، مبدل استخری، مبدل صنعتی، مبدل روغن داغ و... به ما در تماس باشید.