مبدل حرارتی مارپیچی یا Spiral Heat Exchanger ، یک مبدل حرارتی دایره ای شکل با دو کانال مارپیچی متحدالمرکز است وهر کانال برای عبور یک سیال تعبیه شده است. کانال های خمیده شرایط انتقال بهینه گرما و جریان را برای طیف گسترده ای از سیالات فراهم می کنند.
مبدل های حرارتی حلزونی
این مبدل های حرارتی حلزونی بسیار فشرده میباشند و هزینه ساخت بالایی دارند. سطح انتقال حرارت برای این مبدل ها از 0.5 تا 2500 مترمربع و فشار کارکرد آن ها نیز تا 15 بار و دمای 500 درجه سانتی گراد محدود می گردد. مبدل حرارتی صفحه حلزونی با چرخاندن دو صفحه فلزی بلند در اطراف یک هسته مرکزی ساخته می شود. لبه های صفحه ها به گونه ای جوش داده می شوند که هرکدام از سیالات در معابر خود مانده و امکان اختلاط دو سیال یا درهم آمیختگی وجود نداشته باشد.
Alfa Laval spiral heat exchangers
با توجه به توانایی بالای این نوع از مبدل ها در خود تمیزکنی و کاهش رسوبات، این مبدل ها بیشتر برای سرویس های لجن آلود ،مایعات لزج، مایعاتی با ذرات جامد معلق شامل جریان های دارای ذرات جامد بزرگ و جریان های دو فازی مایع – جامد کاربرد دارند.
این مبدل ها، برای گرمایش سیالاتی که حاوی مواد جامد هستند و تمایل به رسوب در سطح مبدل در آنها زیاد است، استفاده می شوند. همین افت فشار اندک که در مبدل های حرارتی حلزونی به وجود می آید، خود عاملی است که از رسوب ذرات و مواد جامد بر سطح مبدل جلوگیری می کند.
دراین مبدل وقتی سطح رسوب بگیرد، موجب افزایش سرعت سیال در سطح مقطع شده وبه جدا شدن رسوب ازسطح کمک میکندو خاصیت ضد رسوب دارد.
این مبدل ها قابلیت پاکسازی دوره ای را دارند زیرا می توان با فشار سیال شستشو دهنده، رسوب را از سطح آن پاکسازی نمود. از ویژگی این نوع مبدل میتوان به افت فشار متوسط، ضریب انتقال حرارت بالا، رسوب گذاری پایین و ابعاد کوچک آنها اشاره کرد.
کاربرد اینگونه مبدل های حرارتی با توجه قیمت و راندمان آنها بیشتر در صنایع نفت و پتروشیمی و صنایع تبدیلی است.
دو نوع جریان در مبدل حرارتی حلزونی (مبدل حرارتی اسپیرال)
-
جریان سیال مخالف هم (ناهمسو)
دراین مبدل ، یک سیال از مرکز و یک سیال از محیط حلزونی وارد میشوند و در خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند. از این مبدل ها معمولا در مبدل های مایع به مایع ، چگالشی و خنک کاری سیالات گازی شکل استفاده می شود.
-
جریان حلزونی و جریان عمود بر آن
مانند شکل زیر یک سیال به صورت حلزونی و یک سیال عمود بر آن وارد و خارج می شود. این جریان درگازهای با چگالی کم ومواردی که دو سیال، که یکی از آنها نسبت به دیگری شدت جریان بالاتری دارد، به کار می رود.
