مبدل حرارتی یکی از پرکاربرد‌ترین تجهیزات در صنعت می‌باشد در این قطعه دو سیال با دمای مختلف در حال تبادل حرارت هستند و سعی می‌کنند دمای یکدیگر را پایین و بالا ببرند. در کل این مبدل وظیفه انتقال گرما در دو سیال دارد که عملیات این مبدل بین مایع –مایع و گاز-گاز و گاز-مایع صورت می‌گیرد. این مبدل باعث خنک شدن سیالات گرم و برای گرم کردن سالات در دمای پایین می‌شود. اگر برای یک مبدل حرارتی موردی پیش بیاید کل فرایند دستگاه دچار مشکل می‌شود.
دسته‌بندی مبدل‌های حرارتی
- بر حسب نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
- بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
- بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم
- بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل‌ها
طبقه‌بندی مبدل‌های حرارتی شامل موارد زیر می‌شود:
- مبدل‌های گرمایی از نوع جریان همسو
- مبدل گرمایی از نوع جریان غیر همسو
- مبدل‌های گرمایی از نوع جریان عمود بر هم
مبدل انواع مختلفی دارد که در زیر آن‌ها را معرفی می‌کنیم.
مبدل حرارتی لوله‌ای
کارکرد این مبدل به وسیله قطعه دایره‌ای که در آن طراحی شده یک سیال در داخل و سیال دیگر در خارج از لوله قرار می‌گیرد و با توجه به طراحی ساختش به سه دسته تقسیم می‌شوند:
-
مبدل دو لوله‌ای
مبدل دو لوله‌ای یک لوله دارد که هم مرکز در داخل لوله‌ای که قطر آن بزرگتر است قرار گرفته می‌شود. این مبدل به شکل u طراحی و ساخته شده و موارد استفاده آن برای انتقال حرارت کم مانند ۵۰ متر مربع است و همچنین در جهت جریان سیال‌های گرم و سرد و فشارهای بالا کاربرد مناسب دارد.
-
مبدل حرارتی پوسته و لوله
طراحی این نوع مبدل مانند مبدل‌های دو لوله‌ای است اما لوله‌ها به جای اینکه در دسته‌ای از لوله قرار گیرند در یک پوسته قرار دارند. در این مبدل سیال دیگری در قسمت پوسته به طریق همسو و نا همسور در جریان است. قسمت‌های مختلف این مبدل عبارتند از:
- دسته لوله‌ها
- بافل‌ها
- سر انتهای عقبی
- سر انتهای جلویی
- پوسته
- سر
- صفحه لوله‌ها
مزایای این مبدل این است که به راحتی تمیز می‌شود و در ساخت آن هزینه کم به کار می‌رود.
-
مبدل حرارتی حلزونی یا مارپیچ
در نحوه ساخت این نوع مبدل کویل‌هایی به کار برده شده که حلزونی پیچیده هستند و درون یک پوسته قرار دارند که در بیشتر سیستم‌های تبریدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مبدل حرارتی صفحه‌ای
این نوع مبدل شامل موارد زیر می‌شود:
- مبدل‌های صفحه‌ای واشر دار
- صفحه‌ای حلزونی
- مبدل لاملا
کاربرد مبدل حرارتی
- نیروگاه‌ها
- پالایشگاه‌ها
- صنایع پتروشیمی
- صنایع ساخت و تولید
- صنایع فرایندی
- صنایع غذایی و دارویی
- صنایع ذوب فلز
- گرمایش
- تهویه مطبوع
- سیستم تبرید
- کاربرد فضایی
مبدل حرارتی در دستگاه‌های زیر کاربرد بسیاری دارند این دستگاه‌ها عبارتند از:
- دیگ بخار
- مولد بخار
- کندانسور
- اواپراتور
- تبخیر کننده‌ها
- برج خنک کن
- پیش گرم کن فن کویل
- خنک کن و گرم کن روغن
- رادیاتورها
- کوره‌ها
