تعریف مبدل حرارتی:
مبدل حرارتی یا HEAT EXCHENGER وسیله ای است,که بین دو یا چندین سیال حرارت را انتقال میدهد.
سیالات را دیواره ای که رسانایی حرارتی بالایی دارند از هم جدا میکند.
دیواره ها به شکلی طراحی شده اند که از تماس بین سیالات جلوگیری میکند.
مبدل حرارتی یا مبدل گرمایی گرما را بین چندین سیال با دما های مختلف انتقال میدهد.
کاربرد مبدل گرمایی
1.صنعت خودروسازی
2.صنعت نفت و گاز
کاربرد مبدل حرارتی در صنعت خودروسازی، بهبود عملکرد خودروهای الکتریکی است.
- در خودروهای الکتریکی، مبدل گرمایی برای خنک کردن باتری و سیستم‌های الکتریکی استفاده میشود.
- این کار باعث افزایش عمر باتری و بهبود عملکرد خودرو میشود.
- به عنوان مثال، در خودروهای الکتریکی با باتری لیتیوم-یون، استفاده از مبدل گرمایی برای خنک کردن باتری، باعث افزایش عمر باتری و بهبود عملکرد خودرو میشود.
کاربرد مبدل حرارتی در صنعت نفت و گاز، بهبود کارایی است.
- در فرآیندهای نفت و گاز، انتقال حرارت بین سیالات مختلف بسیار مهم است.
- مبدل گرمایی با ایجاد تماس مستقیم بین سیالات، انتقال حرارت را بهبود می‌بخشد و باعث افزایش کارایی فرآیندها میشود.
- به عنوان مثال، در فرآیند پالایش نفت، مبدل حرارتی برای انتقال حرارت بین نفت خام و سیالات دیگر مانند آب استفاده میشود.
- این انتقال حرارت باعث تبدیل نفت خام به محصولات قابل استفاده میشود و کارایی فرآیند را افزایش میدهد.
انواع مبدل حرارتی
مبدل های گرمایی از نظر ساختار به انواع مختلفی تقسیم میشوند:
1.مبدل های
صفحه ای
2.مبدل های
پوسته و لوله
3.مبدل های
کروی
4.مبدل های
هوا خنک
مبدل های حرارتی صفحه ای
مبدل گرمایی صفحه ای یا Plate Heat Exchanger نوعی مبدل فشرده است که با صفحاتی حرارت را بین دو یا چند سیال انتقال میدهد.
این مبدل ها اغلب به عنوان PHE یا PHX نامیده میشوند.
روش کار مبدل گرمایی صفحه ای به این گونه است که انرژی حرارتی را بین دو یا چند سیال بدون اینکه سیالات بهم برخورد کنند انتقال دهد.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله
مبدل های گرمایی پوسته و لوله یا Shell and Tube Exchanger یکی از رایج ترین مدل های مبدل گرمایی بشمار میرود.
این نوع مبدل ها دارای طراحی پیچیده نمیباشند و طراحی انها ساده است.
این نوع مبدل گرمایی دارای هزینه پایین و ویژگی های زیادی هستند.
مبدل های گرمایی پوسته و لوله نسبت به مبدل گرمایی صفحه ای فضای بیشتری نیاز دارد,ولی دارای سرعت انتقال حرارت بالاتری میباشد.
روش کار این مبدل گرمایی به این صورت است که گرما در اثر اختلاف دمای بین سیال ها و از طریق جداره لوله ها، از سیال گرم به سیال سرد منتقل می شود. بدین ترتیب بدون تماس مستقیم، بین سیال ها عمل انتقال گرما صورت می گیرد.
مبدل های حرارتی کروی
مبدل های گرمایی کروی انتقال حرارت خیلی بالایی دارند,یکی از قویترین مبدل های گرمایی میباشند.
این نوع مبدل های گرمایی در هزینه و انرژی صرفه جویی میکند و نسبت به بقیه مبدل های گرمایی اقتصادی تر است.
از این نوع مبدل ها برای تامین ابگرم اشامیدنی مناطق مسکونی استفاده میشود.
در کمترین زمان ممکن میتوان بیشترین مقدار اب گرم را از مبدل های کروی بدست اورد که در مصرف سوخت و انرژی صرفه جویی میشود.
مبدل های حرارتی هواخنک
مبدل های گرمایی هواخنک یکی از ابزارهای مهم در بهبود کیفیت هوایی است که به طور مشروح در این مقاله بیان میشود.
این مبدل ها به طور کلی برای انتقال حرارت از یک منبع به یک مقصد استفاده میشوند.
به طور کلی به سه بخش اصلی تقسیم میشود: انتقال حرارت، تحلیل حرارت و کنترل حرارت.
انتخاب مناسب مبدل های گرمایی هواخنک بسیار مهم است.
برای انتخاب مناسب مبدل های گرمایی هواخنک، چند روش مختلف وجود دارد.
اولین روش انتخاب مبدل های گرمایی هواخنک انتخاب مناسب بر اساس نوع فشار و جریان هوا است.
دومین روش انتخاب مبدل های گرمایی هواخنک انتخاب مناسب بر اساس نوع حرارت منبع و مقصد است.
جمع بندی
مبدل گرمایی یکی از ابزارهای مهم در صنعت انرژی است که به تبدیل انرژی بین فرم های مختلف از قبیل حرارت، برق، فشار و حرکت می‌پردازد. به عنوان یک تجهیزات کنترلی، مبدل گرمایی به عنوان یک عامل کلیدی در بهبود کارایی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، بررسی کارایی مبدل گرمایی به عنوان یک عامل کلیدی در بهبود کارایی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی است.
