مبدل حرارتی heater exchanger

مبدل صفحه ای در تاسیسات ساختمان جهت تبادل حرارت بین دو سیال که عموما آبگرم یا بخار آب با آب سرد است بوده و به خصوص در تامین آبگرم بهداشتی در ساختمان استفاده می شوند.در این مقاله به معرفی و بررسی عملکرد مبدل صفحه ای که یکی از پر بازده ترین انواع مبدل های حرارتی هستند می پردازیم. در ادامه مزایای مبدل های صفحه ای را برشمرده و انواع مبدل صفحه ای را معرفی می کنیم .در پایان نیز به نکاتی در خصوص نصب و نگهداری از آن ها اشاره می کنیم.ای چیست

مبدل صفحه ­ای، یکی از انواع مبدل های حرارتی است که از تعدادی صفحه فلزی موج دار تشکیل شده است. این صفحات در جنس های مختلف و با طرح های مخصوصی ساخته شده و در کنار یکدیگر قرار می گیرند. چیدمان آن ها یک شبکه لانه زنبوری را ایجاد می کند که مسیر حرکت سیال سرد و گرم خواهد بود. دو سیال خلاف جهت یکدیگر از نازل هایی وارد مبدل شده و پس از انتقال حرارت ، از آن خارج می شوند. صفحات سیال سرد و گرم به صورت یک در میان کنار هم قرار می گیرند.

ساختار این مبدل به گونه ای است که دسترسی به اجزای داخلی آن بسیار آسان است. این امکان قابلیت نظافت ، تعمیر و نگهداری آسان مبدل را فراهم آورده است. چین دار بودن صفحات باعث افزایش آشفتگی جریان سیال می شود. به همین دلیل میزان انتقال حرارت افزایش یافته و بازده گرمایی مبدل بالا می رود.

اجزای مبدل صفحه ای

یک مبدل صفحه ای علاوه بر صفحه اجزای دیگری چون قاب ، نازل و واشر دارد. عکس بالا نمای برشی یک مبدل صفحه ای واشردار را نشان می دهد. در ادامه اجزای مهم مبدل معرفی می شوند.

صفحه

روی صفحات چین های برجسته یا فرو رفته ای واقع شده اند که کارشان بیشتر کردن آشفتگی ( توربولانس ) سیال است. همچنین چین ها باعث افزایش سطح تماس نیز شده و تحمل صفحه در برابر فشارهای جزئی را بالا می برند. به گونه ای که صفحه ای با ضخامت ۰٫۶ میلی متر می تواند فشاری معادل ۱۶۰۰ کیلو پاسکال را تحمل نماید. چین و شیارهای صفحات در بیش از ۶۰ طرح ساخته شده اند. معروف ترین آن ها مدل های واشبرد و شورون هستند.

در مدل واشبرد ( Washboard ) عمق شیار ها بیشتر از فاصله بن دو صفحه است. ازین رو فشار عملیاتی آن پایین تر است. مینیمم قطر کانال ایجاد شده ۱٫۵ تا ۳ میلی متر و ماکزیمم ۳ تا ۵ میلی متر می باشد . سرعت سیال بنا به افت فشار مورد نیاز از ۰٫۲ تا ۳ متر بر ثانیه متغیر خواهد بود. در مدل شورون ( Chevron ) عمق شیار با فاصله صفحات برابر بوده و قطر کانال بین ۳ تا ۵ میلی متر می باشد . سرعت سیال نیز در بازه ۰٫۱ تا ۱ متر بر ثانیه خواهد بود. این مدل نسبت به واشبرد تحمل فشار بالاتری را دارد. جنس صفحات بیشتر از فولاد ضدزنگ ، تیتانیوم ، مس / نیکل ، تانتالیوم ، پالادیوم ، قلع / آلومینیوم ، کروم / نیکل و اینکونل می باشد. از فولاد کربنی به دلیل مقاومت کم در برابر خوردگی و قیمت بالا به ندرت استفاده می شود.

قاب

قاب ها صفحاتی فولادی هستند که صفحات را نگه می دارند. چون با سیال در تماسند اغلب رنگ آمیزی شده تا خورندگی سیال اثر کمتری داشته باشد. همچنین ورودی و خروجی سیال درین قاب ها قرار دارد. به سه شکل وجود دارند: قاب B که قاب معلق نیز نامیده شده و برای مبدل های بزرگتر کارایی دارند. قاب C که پایه دار بوده و برای مبدل های کوچک استفاده می شوند. و در نهایت قاب F که معلق بوده و برای سایزهای متوسط بکار می روند.

نازل

نازل ها در یک یا هر دو قاب دو طرف مبدل قرار می گیرند. در مدل های تک مسیره هر چهار نازل ورودی و خروجی دو سیال در یک قاب ثابت قرار گرفته و می توان مجموعه را بدون دست زدن به لوله کشی ها از پشت مبدل باز کرد. اما در مدل های چندمسیره همیشه دو پورت در قاب جلو و دو پورت در قاب پشتی واقع می شوند. درین حالت برای باز کردن مبدل باید لوله کشی ها را نیز جابجا نمود.

واشر

واشر ها بصورت مقاوم در برابر دما و خورندگی طراحی می شوند تا ضمن تماس با سیال موجب فرسایش و آسیب آن نشوند. جنس واشر از انواع فیبر فشرده آزبست ، پلاستیک های فلوئورکربنی ، اتیلن پروپیلن و الاستومرهای سیلیکونی می باشد

جهت مطالعه ادامه مقاله مبدل لطفا کلیک فرمایید