مبدل حرارتی (مبدل حرارتی) وسیله ای است که برای گرم کردن یا خنک کردن جریان مواد (خنک کننده) طراحی شده است.

فرآیندهای حرارتی که در مبدل‌های حرارتی اتفاق می‌افتند می‌توانند بسیار متفاوت باشند: گرمایش، سرمایش، تبخیر، جوشش، تراکم، ذوب، انجماد و فرآیندهای پیچیده‌تر.

چندین خنک کننده می توانند در فرآیند تبادل گرما شرکت کنند: گرما از یکی از آنها می تواند به چندین و از چندین به دیگری منتقل شود. چندین طبقه بندی وجود دارد مبدل های حرارتی:

1) با توجه به هدف:

بخاری

خازن ها

کولرها

اواپراتورها.

2) با توجه به اصل عملیات:

احیا کننده ها

بازیابی کننده ها

دستگاه های اختلاط.

در دستگاه های احیا کننده خنک کننده داغگرمای خود را به دستگاهی که آن را جمع می کند می دهد و سپس به نوبه خود گرما را به خنک کننده سرد می دهد، یعنی. خود یک سطح با مایع خنک کننده گرم یا سرد شسته می شود. اکثر مبدل های حرارتی احیا کننده به صورت دسته ای کار می کنند. مبدل های حرارتی که در آنها تامین و حذف مایع خنک کننده به صورت دوره ای تغییر می کند مبدل های حرارتی دوره ای نامیده می شوند. خنک کننده های مختلف در زمان های مختلف وارد آنها می شوند.

در مبدل های حرارتی احیا کننده، از یک ماده جامد نسبتاً قوی به عنوان خنک کننده میانی استفاده می شود - ورق های فلزی، آجری و پرکننده های مختلف. مبدل های حرارتی احیا کننده برای گرم کردن گازها در دمای بالا (بالای 1000 درجه سانتیگراد) استفاده می شود زیرا مقاومت حرارتی فلزات محدود است و بسته آجر نسوز می تواند در دماهای بسیار بالا کار کند.

احیا کننده ها می توانند به طور مداوم کار کنند. در این حالت، یک نازل یا دیوار دوار به طور متناوب با جریان های خنک کننده های مختلف برخورد می کند و به طور مداوم گرما را از یک جریان به جریان دیگر منتقل می کند.

مبدل های حرارتی احیا کننده در متالورژی، کک و سایر گیاهان، که در آن طبیعت استفاده می شود فرآیند تکنولوژیکیشما به هوای گرم نیاز دارید و در عین حال وجود دارد تعداد زیادی ازگازهای خروجی با دمای بالا

مصرف انرژی و سوخت جهانی با سرعت بسیار بالایی در حال رشد است. بخش عمده سوخت برای تولید برق، برای نیازهای صنعت و گرمایش منطقه ای. مشکل استفاده منطقی و کارآمد از منابع سوخت و انرژی یکی از مهمترین مشکلات است.

در تولید، بخش اصلی انرژی حرارتی در مبدل های حرارتی مختلف تبدیل می شود. حتی افزایش جزئی در بهره وری انرژی نیروگاه های حرارتی می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت و کاهش هزینه های تولید شود. تمایل به صرفه جویی در انرژی و مواد، با در نظر گرفتن شرایط اقتصادی، ایجاد کارآمدتر را تحریک می کند تجهیزات تبادل حرارت. افزایش راندمان انرژی و فشردگی مبدل های حرارتی ارتباط نزدیکی با تشدید فرآیند تبادل حرارتی دارد. در عین حال، هم شدت فرآیند انتقال حرارت و هم کارایی دستگاه تبادل حرارت تا حد زیادی به ویژگی‌های جریان اطراف و مقاومت هیدرولیکی سطوح تبادل حرارت بستگی دارد.

حل مسائل تشدید فرآیندهای تبادل حرارت و افزایش بهره وری انرژی از اهمیت ویژه ای برخوردار است مبدل های حرارتی گاز، که با شار حرارتی کم مشخص می شوند.

دو جهت تشدید وجود دارد. یکی از آنها مربوط به افزایش است جریان دمابدون در نظر گرفتن تلفات انرژی اضافی.

جهت دوم با افزایش جریان گرما برای مقدار معینی از انرژی صرف شده برای پمپاژ خنک کننده همراه است، یعنی با افزایش راندمان انتقال حرارت. این امر به ویژه برای مبدل های حرارتی ثابت که کار می کنند بسیار مهم است قدرت بالاکه شامل بخاری های هوای احیا کننده می باشد.

استفاده از مبدل های حرارتی احیا کننده برای گرمایش گازها در دمای بالا به دلیل پیچیدگی، هزینه بالا و در برخی موارد عدم امکان گرمایش حجم قابل توجهی از آنها تا دمای بالا در تاسیسات بازیابی می باشد. کاهش هزینه های اقتصادی و افزایش دمای گرمایش گاز، الزامات زیادی را برای قابلیت اطمینان و کارایی عملکرد این دستگاه ها ایجاد می کند و وظیفه توسعه جدید و بیشتر را پیش می برد. طراحی های کارآمدعناصر فردی، بهبود پارامترهای عملیاتی. افزایش راندمان عملیاتی مبدل های حرارتی احیا کننده تا حد زیادی به دلیل بهبود ویژگی های حرارتی-هیدرولیکی دستگاه ها است و بنابراین نیاز به روش هایی برای تعیین اولیه این ویژگی ها وجود دارد.

مبدل های حرارتی نوع احیا کننده دارای معایب زیر هستند:

آنها دمای ثابت مایع خنک کننده (هوا) گرم شده را ارائه نمی دهند.

در حالی که سوپاپ ها در حال تعویض هستند، تامین گرما به واحد متوقف می شود. از دست دادن گرما از طریق دودکش؛

اختلاط مایع خنک کننده به دلیل نشت؛ اندازه و وزن بزرگ ترمیم کننده ها.

با این حال، با وجود معایب، مبدل های حرارتی احیا کننده به طور گسترده در واحدهای با دمای بالا استفاده می شوند، زیرا آنها می توانند در درجه حرارت بالاگازهای دودکش (1300 - 1500 درجه سانتیگراد). در چنین دماهای بالایی، بازیابی کننده ها نمی توانند به طور پایدار کار کنند.

از مبدل های حرارتی احیا کننده در کوره های گرمایش استفاده می شود. آنها محفظه های استوانه ای هستند که با یک نازل آجری چند ردیفه پر شده و با آجرهای نسوز پوشیده شده اند. ابتدا گازهای دودکش از احیا کننده عبور داده می شود و سپس در جهت مخالف، یک نازل سفید گرم شده گرمای انباشته شده را به خنک کننده منتقل می کند. سوئیچینگ با استفاده از دریچه ها انجام می شود.

الزامات ویژه ای بر روی پیوست های احیا کننده اعمال می شود. آنها باید عملکرد، کارایی، حداقل مقاومت هیدرولیکی، شدت انتقال حرارت بالا و پایداری ساختاری را تضمین کنند.

مواد نازل باید در برابر آتش، مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر تغییر شکل تحت بار باشد. دماهای بالا. مبدل‌های حرارتی احیاکننده در فناوری برودتی عمدتاً در کارخانه‌های جداسازی هوا و ماشین‌های تبرید گاز استفاده می‌شوند. در دستگاه‌های احیاکننده کارخانه‌های جداسازی هوا، همراه با خنک‌کردن جریان مستقیم هوا، با انجماد روی نازل از رطوبت و دی‌اکسید کربن تصفیه می‌شود.

در حال حاضر شرکت های زیادی مبدل های حرارتی تولید می کنند. این واحدها دستگاه های خاصی هستند که در آنها تبادل حرارت بین دو یا چند خنک کننده انجام می شود. علاوه بر این، در برخی موارد، تبادل حرارت می تواند با استفاده از سطح یک جسم جامد و یک خنک کننده انجام شود.

مدل های مختلفی از مبدل های حرارتی وجود دارد. اینها شامل دستگاه های مارپیچ، پوسته و لوله، پیچ خورده و آجدار و غیره است. در میان این تنوع زیاد توجه ویژهباید به بشقاب ها داده شود، زیرا آنها محبوب ترین هستند. محبوبیت آنها با تعداد قابل توجهی از مزایا توضیح داده می شود.

اول از همه، باید به یک مزیت مهم مانند سهولت نگهداری اشاره کرد. در مواردی که این دستگاه دچار گرفتگی می شود، لازم است دستگاه را جدا کرده و کاملاً آبکشی کنید. پس از این باید خشک شود و جمع آوری شود. علاوه بر این، این روش به هیچ هزینه فیزیکی یا زمانی زیادی نیاز ندارد.

مزیت دوم به این دلیل است که هنگام استفاده از این نوع مبدل حرارتی امکان مشاهده وجود دارد سطح پایینآلودگی سطح تبادل حرارت این به دلیل تلاطم زیاد جریان سیال که توسط موج‌دار شدن ایجاد می‌شود، حاصل می‌شود. علاوه بر این، این عامل نیز تحت تأثیر این واقعیت است که صفحات تبادل حرارتی دارای پولیش با کیفیت بالا هستند.

سومین مزیت مهم مقرون به صرفه بودن است. این دستگاه می تواند بیش از 20 سال عمر کند. علاوه بر این، اگر در طول فرآیند نیاز به تعویض صفحات باشد، می توان این کار را به راحتی انجام داد، در حالی که در هزینه قابل توجهی صرفه جویی می شود. بنابراین، برای مثال، هنگام تعمیر یک واحد پوسته و لوله، باید با آن خداحافظی کنید مقدار بیشترپول

از آنجایی که در مورد صفحات صحبت می کنیم، باید گفت که حجم این نوع مبدل حرارتی در هر زمان قابل افزایش یا کاهش است. تنها چیزی که برای این کار لازم است فقط اضافه کردن تعداد مورد نیاز صفحات یا برعکس حذف آنها است. این نیز مزیت بسیار مهم این نوع تجهیزات است.

با این حال، با وجود تعداد زیاد مزایا، باید به معایب این واحد نیز اشاره کرد. مهمترین عیب مبدل حرارتی صفحه ای این است که در صورت استفاده از خنک کننده بی کیفیت، دستگاه به زودی کثیف می شود.

سفارش مبدل حرارتی صفحه اییا در حال حاضر می توانید دستگاهی از نوع دیگری را با استفاده از اینترنت خریداری کنید. علاوه بر این، به عنوان مثال، اجازه می دهد تا نصب ITP را سفارش دهید یا از هر سرویس دیگری برای ایجاد استفاده کنید شرایط راحتمحل سکونت

مبدل حرارتی پوسته و لوله: اصل کار، مزایا و معایب.

مبدل های حرارتی واحدهایی هستند که برای تبادل دما بین یک خنک کننده (ماده گرم) و یک ماده گرم شده (ماده سرد) کار می کنند. مایع خنک کننده می تواند گاز، مایع یا بخار باشد. امروزه، یک گونه به خصوص رایج و مورد توجه است مبدل حرارتی پوسته و لوله، اصل عملکرد آن کاملاً واضح است: مواد گرم و سرد به طور جداگانه در مبدل حرارتی قرار دارند، بدون اختلاط، تبادل حرارت از طریق دیواره کانال هایی که در امتداد آنها حرکت می کنند، انجام می شود. مبدل حرارتی پوسته و لوله نام خود را به دلیل ساختار متناظر آن گرفته است - تعداد معینی از لوله های نازک در داخل محفظه (مسکه) قرار دارند. سرعت حرکت مایع خنک کننده به تعداد لوله ها و ضریب انتقال حرارت به آن بستگی دارد.

با وجود این واقعیت که اصل کار مبدل حرارتی پوسته و لوله ساده است، برعکس، طراحی آن بسیار پیچیده است و انواع مختلفی دارد.

مبدل های حرارتی پوسته و لوله از نوع بازیابی هستند و با توجه به جهت حرکت مایع خنک کننده به زیرگروه هایی تقسیم می شوند و می توانند عبارتند از:

• جریان مستقیم؛
• جریان متقابل؛
• جریان متقاطع

چنین واحدهایی عمدتاً از فولاد با مقاومت بالا ساخته می‌شوند، زیرا مبدل‌های حرارتی معمولاً در یک محیط تهاجمی خاص کار می‌کنند که باعث خوردگی می‌شود. برای رفع نیاز در همه زمینه های استفاده از مبدل های حرارتی پوسته و لوله، آنها در چندین نسخه تولید می شوند:

• با لوله های U شکل؛
• با لوله های ثابت؛
• با سر شناور؛
• با جبران کننده پوشش دما

مبدل های حرارتی نیز بر اساس روش نصب تقسیم بندی می شوند: مبدل های حرارتی پوسته و لوله افقی، عمودی و شیبدار. اصل عملکرد چنین واحدهایی را می توان به شرح زیر توصیف کرد. از طریق لوله تغذیه، یک خنک کننده (ماده گرم) به فضای بین لوله وارد می شود و یک ماده سرد (گرم شده) از طریق لوله های برنجی نازک (سیستم لوله) حرکت می کند. در طی فرآیند تبادل حرارت، ماده داغ حرارت خود را از دست می دهد و از طریق لوله خروجی از محفظه خارج می شود. برای گرمایش یکنواخت تر و کارآمدتر، ماده سرد می تواند تا 12 حرکت در سیستم لوله انجام دهد.

مبدل های حرارتی پوسته و لوله اخیراً در صنایع شیمیایی، مهندسی، گاز، پالایش نفت و مواد غذایی به عنوان کندانسور، بخاری، خنک کننده و اواپراتور مورد استفاده قرار گرفته اند انواع مختلف. این انتخاب به هیچ وجه تصادفی نیست - مبدل های حرارتی پوسته و لوله چندین مزیت قابل توجه دارند. مزایای اصلی احتمالا مقاومت بالا در برابر چکش آبی و توانایی کار در محیط های بسیار آلوده است. بسیاری از واحدهای مشابه چنین ویژگی هایی ندارند. به عنوان مثال، مبدل های حرارتی صفحه ای فقط می توانند در محیط های تمیز کار کنند. مزیت مهم دیگر این است سطح بالاراندمان فقط با مبدل های حرارتی صفحه ای قابل مقایسه است.

به مزایای ذکر شده در بالا برای چنین واحدهایی می توان موارد زیر را اضافه کرد:

• قابلیت اطمینان؛
• منطقه تبادل حرارت بزرگ؛
• به ساختار محصول آسیب نمی رساند یا تغییر نمی دهد.
• نگهداری آسان، که به مهارت های پرسنل خاصی نیاز ندارد.
• هزینه کم انرژی؛
• استفاده ایمن برای پرسنل

بنابراین، می توان استدلال کرد که مبدل های حرارتی پوسته و لوله یکی از قابل اعتمادترین، بادوام ترین و کارآمدترین انواع واحدها در مهندسی گرمایش هستند.

اما نباید فراموش کرد که دستگاه مورد نظر در کنار مزایای بارز معایبی نیز دارد. اولین مورد اندازه نسبتاً بزرگ است. گاهی اوقات ابعاد بزرگ باعث امتناع از استفاده از دستگاه می شود. این منجر به ایراد دوم می شود - مصرف بالای فلز، که منجر به هزینه بالای مبدل حرارتی می شود. علاوه بر این، آنها دستگاه های نسبتاً "دمدمی مزاج" هستند، دیر یا زود نیاز به تعمیر خواهند داشت. ضعیف ترین قسمت سیستم لوله است.

کارشناسان می گویند ساخت مبدل حرارتی پوسته و لوله در خانه تقریباً غیرممکن است که اصل عملکرد آن را برخی از "صنعتگران" سعی می کنند برای نیازهای خود بازآفرینی کنند ، زیرا این دستگاه پیچیده ای است که نیاز به رعایت همه هنجارها و الزامات دارد. و مراحل فرآیند تکنولوژیکی

امروزه در یک منطقه از فعالیت های انسانی از تجهیزاتی مانند مبدل های حرارتی استفاده می شود. در حال حاضر، می توان تعداد قابل توجهی از انواع این دستگاه ها را تشخیص داد که وظیفه اصلی آنها انتقال گرما از خنک کننده به محیط سرد است.

مدلی مانند مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولاً در گاز، نفت و … صنایع شیمیایی. علاوه بر این، آنها را اغلب می توان در نیروگاه های حرارتی بزرگ یافت، زیرا خنک کننده هایی با پارامترهای بالا در آنجا استفاده می شود. همچنین لازم به ذکر است که چنین مدل هایی از مبدل های حرارتی اغلب در تولید مواد غذایی، لبنیات و آبجو استفاده می شود. دامنه همه کاره استفاده از این واحدها نشان دهنده وجود چنین مزیت قابل توجهی به عنوان سطح بالای قدرت است. به عنوان مثال، بخش قابل توجهی از دستگاه های مشابه فقط در استفاده خانگیو قادر است تنها به یک قسمت از ساختمان گرما بدهد.

نکته بعدی که باید به آن توجه کنید مشخصه ای مانند مقاومت در برابر شوک هیدرولیکی است. این یا سایر دستگاه ها اغلب در محیط های عملیاتی پیچیده و دشوار قرار دارند. در شرایط پیش‌بینی‌نشده، برخی از دستگاه‌ها به سادگی از کار می‌افتند، در حالی که مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله می‌توانند حتی در هنگام چکش آب به درستی کار کنند.

مزیت مهم مبدل های حرارتی پوسته و لوله، توانایی عملکرد عالی حتی در شرایط کثیف است. محیط کار. بسیاری از مدل‌های مبدل حرارتی فقط با رسانه‌های تمیز کار می‌کنند. دستگاه های شرح داده شده الزامات سختگیرانه ای را برای تمیزی محیط اعمال نمی کنند و این بسیار مهم است.

در مورد هزینه باید چند کلمه گفته شود. به عنوان مثال، قیمت مبدل حرارتی صفحه ای بسیار بالا است. بسیاری از خرید از این دستگاهاین عامل است که آن را متوقف می کند. دستگاه های پوسته و لوله بسیار ارزان تر هستند. در عین حال، کارایی آنها بدتر از دستگاه هایی نخواهد بود که در طرح های آنها صفحات نصب شده است.

با این حال، معایب بسیاری از مبدل های حرارتی پوسته و لوله وجود دارد. اول از همه، باید گفت که تمیز کردن آنها بسیار دشوار است. اولاً، این فرآیند به قدرت بدنی زیادی نیاز دارد. ثانیا، تمیز کردن زمان زیادی می برد. با این حال، ممکن است که پس از این روش، لوله ها دیگر به درستی عمل نکنند.

یکی دیگر اشکال قابل توجهمشکل این است که چنین واحدی برخلاف مثلاً دستگاه های صفحه، فضای زیادی را اشغال می کند.

با این حال، با وجود معایب موجود، مبدل های حرارتی پوسته و لوله در حال حاضر هنوز به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرند.

در زیر لیستی از مزایای اصلی PHE های جمع شونده آورده شده است.

1. فشرده و راندمان بالا

راندمان مبدل حرارتی صفحه ای برای گرمایش و تامین آب گرم 80-85 درصد است. در نسبتا اندازه های کوچک، مساحت کل همه صفحات می تواند به چندین کیلومتر مربع برسد. 99.0-99.8٪ از کل مساحت سطح انتقال حرارت است. پورت های اتصال در یک طرف قرار دارند که نصب و اتصال را ساده می کند. یک مبدل حرارتی دو مرحله ای به شما امکان می دهد تا سطح زیر IHP (نقطه گرمایش فردی) را کاهش دهید. هنگام انجام تعمیر کارنسبت به هنگام استفاده از مبدل حرارتی پوسته و لوله، به مساحت کمتری نیاز دارد.

2. تلفات فشار کم در PHE

طراحی مبدل حرارتی صفحه ای به شما اجازه می دهد که عرض کلی کانال را به آرامی تغییر دهید. کاهش حداکثر مقدار تلفات هیدرولیکی مجاز با افزایش تعداد کانال ها حاصل می شود. کاهش مقاومت هیدرولیکی باعث کاهش مصرف برق در پمپ ها می شود.

3. مقرون به صرفه بودن، هزینه کم نیروی کار و زمان کوتاه تعمیر

هزینه نصب اغلب از 2-4٪ هزینه تجهیزات تجاوز نمی کند. یک متخصص می تواند یک مبدل حرارتی صفحه ای را در چند ساعت جدا کرده و بشویید. برای آلودگی جزئی، می توانید از شستشو در محل استفاده کنید. عمر مفید مهر و موم PHE، در عملکرد صحیح، به ده سال می رسد، صفحات - 15-20 سال. هزینه تعویض تمام مهر و موم ها از 15 تا 20 درصد هزینه دستگاه تجاوز نمی کند و نیازی به تعویض یکباره کل بسته نیست.

4. آلودگی کم

صفحات تبادل حرارتی از پروفیل های کانالی استفاده می کنند که دستیابی به تلاطم جریان بالا و در نتیجه خود تمیز شوندگی را ممکن می سازد. این به شما امکان می دهد فواصل بین سرویس ها را افزایش دهید.

5. انعطاف پذیری

طراحی PHE به شما امکان می دهد سطح تبادل حرارت را برای افزایش قدرت تغییر دهید. با افزایش نیازهای شما، می توانید ویفرها را بدون تعویض کل دستگاه اضافه کنید.

6. فردیت

برنامه سازنده به متخصص اجازه می دهد تا محاسبات را انجام دهد و پیکربندی تجهیزات را مطابق با نیاز انتخاب کند نمودارهای دماو افت فشار در هر دو مدار. زمان محاسبه 1-2 ساعت طول می کشد. حتی خنک کننده با دمای پایین در سیستم های گرمایش به شما امکان می دهد آب را در PHE تا دمای مورد نیاز گرم کنید.

7. مقاومت در برابر لرزش

مبدل های حرارتی صفحه ای در برابر ارتعاشات القایی دو صفحه بسیار مقاوم هستند. ایجاد خسارتمبدل حرارتی لوله ای

استفاده از مبدل های حرارتی جمع شونده این امکان را فراهم می کند که هزینه ها را 20 تا 30 درصد کاهش داده و از منابع انرژی بهینه تر استفاده کنید و بازده آنها را افزایش دهید. دوره بازگشت سرمایه برای VET در مهندسی برق حرارتی بین 2 تا 5 سال است و در برخی موارد در چند ماه به دست می آید.

محاسبه مبدل حرارتی صفحه ای

برای اطلاع از قیمت و خرید مبدل حرارتی صفحه ای، باید پرسشنامه را پر کرده و از طریق ایمیل info@site ارسال کنید