آیا تا به حال دود خروجی از دودکش ها را دیده اید؟ آیا می دانید انرژی بسیار زیادی از این راه تلف می شود؟ شاید از آنچه تصور می کنید بیشتر باشد! صرفه جویی در مصرف انرژی همواره یکی از بزرگترین دغدغه های کارفرمایان صنعتی بوده که هزینه زیادی هم برای آن ها در پی دارد. یکی از راه های جذب این انرژی زیاد از گازهای زائد نصب مبدل حرارتی در راه خروجی آن ها است.
مبدل های حرارتی دستگاه مورد استفاده در انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری است. از متداول ترین مبدل‌های حرارتی می توان از رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ نام برد.
مبدل‌های حرارتی در صنایع مختلفی کاردبرد دارند، از جمله حوزه نفت، گاز و پتروشیمی ، صنایع غذایی ، صنایع دریایی ، نیروگاه ها و بسیاری صنایع مهم دیگر که به تفصیل در قسمت کاربردها در مورد هریک توضیح داده شده است. اما لازم است بدانید که اگر شما در خانه هایتان یخچال و کولر گازی دارید آن ها نیز شامل مبدل حرارتی می شوند. از مبدل های حرارتی استفاده می کنند تا کارایی به صرفه تری داشته باشند.
عموماً تجهیزات حرارتی در سیستم‌های فرآیندی مانند پالایشگاه‌ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
- کوره (Furnace)
- مبدل حرارتی (Heat Exchanger)
فرق کوره و مبدل حرارتی در منبع گرمایشی آن هاست، یعنی اینکه منبع گرمایشی در کوره سوخت‌های مایع و گازی، در حالیکه در مبدل های حرارتی منبع گرمایشی سیال گرم است.
انواع مبدل حرارتی
انتخاب درست از میان مبدل های حرارتی نیازمند داشتن دانش و آگاهی از انواع آن ها و نیز محیطی است که واحد باید در آن کار کند. معمولا در صنعت از چند نوع مختلف مبدل های حرارتی برای یک فرآیند یا سیستم خاص استفاده می‌شود. به عنوان مثال برای خنک کاری روغن ممکن است از مبدل حرارتی پوسته و لوله و یا از مبدل حرارتی پلیتی استفاده کرد. با دانش کافی از انواع مبدل‌های حرارتی و محیط های کاری ، می‌توان انتخاب مناسبی داشت و فرآیند را بهینه کرد. انواع مهم مبدل‌های حرارتی در زیر آمده‌اند :
· مبدل-حرارتی صفحه ای واشردار
· مبدل-حرارتی پوسته و لوله
· مبدل-حرارتی صفحه ای جوشی
· مبدل-حرارتی هوا خنک
هر کدام از مبدل های حرارتی فوق، خود به انواع ذیل تقسیم بندی می شوند:
- مبدل حرارتی با جریان همسو
- مبدل با جریان نا همسو
- مبدل حرارتی با جریان متقاطع
تقسیم بندی مبدل حرارتی بر اساس فاز انتقال حرارت
علاوه بر شیوه طراحی و ساخت اسکلت بندی مبدل های حرارتی ، می توان این تجهیزات را بر اساس نوع سیالات عبوری از درون آن ها طبقه بندی کرد. به طور مثال، انواع مبدل های حرارتی عبارتند از:
- انتقال حرارت میان مایع – مایع (بر اساس سیال)
- انتقال حرارت میان گاز – مایع (بر اساس سیال)
- انتقال حرارت میان مایع – مایع (بر اساس سیال)
- انتقال حرارت میان گاز – گاز (بر اساس سیال)
- مبدل های تبخیر کننده (بر اساس تغییر فاز)
- مبدل های تبرید کننده (بر اساس تغییر فاز)
- مبدل های جریان باز (بر اساس تغییر فاز)
- مبدل های حرارتی جریان مستقیم (بر اساس مسیر جریان)
- مبدل های حرارتی جریان متقاطع (بر اساس مسیر جریان)
- مبدل های حرارتی بر مبنای نسبت سطح به حجم انتقال (بر اساس چگالی)