,

مبدل حرارتی هلیكال

مبدل حرارتی هلیكال

مبدل حرارتی هلیكال دستگاهی است كه برای انتقال حرارت بین دوسیال كه یكی از آنها دارای دبی بسیر كمتر و اختلاف دمای زیادتری نسبت به سیال دوم است بكار می رود. بنابراین آنرا باید در مسیر طولانی تری جاری نمود. مبدل حرارتی هلیكال از یك یا چند لوله با تعداد محدود اما با طول بلند تشكیل شده است كه با توجه به سطح مقطع عبوری كمی كه دارند برای دبی های پایین طراحی شده اند. طول بلند آنها نیز باعث بوجود آمدن بیشترین تفاوت دمایی بین ورودی و خروجی سیال خواهد شد.
بخاطر آنكه بتوانند این لوله ها را در كمترین فضا جانمایی كنند آنها را بصورت فنری (هلیكال) می سازند تا به راحتی درون یك پوسته استوانه ای شكل قرارگیرد.

كاربرد عمده مبدل هلیكال در تهیه آب بهداشتی است كه دمای آب مصرفی با دبی كم (مثلا با 2 تا 4 گالن در دقیقه) باید 56 درجه سانتیگراد بالا رود.
مبدلهای هلیكال ساخت شركت مبدل سازان مبنا دارای یك پوسته از جنس كربن استیل ، استنلس استیل یا گالوانیزه مرغوب است كه داخل آن یك یا دو ردیف لوله مسی بصورت هلیكال نصب شده است . عمده كاربرد این مبدلها در پكیج های تهیه آبگرم بهداشتی می باشد.
محاسبه ترمال و مكانیكال این نوع مبدل بصورت دقیق توسط مهندسان این شركت انجام می پذیرد تا بالاترین راندمان حرارتی از مبدل بدست آید.

جزئیات
دارای یك پوسته از جنس كربن استیل ، استنلس استیل یا گالوانیزه مرغوب

كويل از جنس مسی يا استنلس استيل

,

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی دستگاهی است كه به منظور انتقال حرارت بین دو سیال استفاده می شود و كاربرد فراوانی در صنایع تاسیسات ، نفت و پتروشیمی دارد. تقریبا هیچ صنعتی را نمی توان یافت كه از یكی از انواع مبدل های حرارتی استفاده نكند. مبدل حرارتی به چندین نوع تقسیم بندی می شود كه مبدل حرارتی صفحه ای یكی از آنها می باشد.

مبدل حرارتی صفحه ای دارای مزایای بسیاری نسبت به دیگر انواع مبدل حرارتی می باشد كه عبارتند از:

– راندمان بالاتر مبدل حرارتی صفحه ای بخاطر نازك بودن صفحات ، كم بودن قطر شیار ها و ایجاد جریان گردابی و در نتیجه بالاتر رفتن ضریب انتقال حرارت.
– داشتن انتقال حرارت مناسب مبدل حرارتی صفحه ای حتی در كمترین اختلاف دمای بین ورودی سیال گرم و خروجی سیال سرد به اندازه یك تا دو درجه سانتیگراد، به دلیل نازک بودن صفحات و رژیم مناسب جریان.
– دارا بودن بالاترین نسبت سطح به حجم یا وزن که موجب كوچكتر بودن مبدل حرارتی صفحه ای نسبت به دیگر انواع مبدل حرارتی تا چندین برابر و در نتیجه سبك تر بودن آن شده که نصب و جانمایی آسان تری را نیز در پی دارد.
– امكان افزایش راندمان یا افزایش ظرفیت حرارتی در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار بخاطر قابلیت افزایش یا كاهش تعداد صفحات و در نتیجه افزایش و کاهش دبی سیالات و یا كم و زیاد كردن اختلاف دمای بین ورودی و خروجی دو سیال.

-عدم نشتی و اختلاط دو سیال با یکدیگر در مبدل حرارتی صفحه ای بدلیل دوبل بودن واشر های جدا کننده سیالات در کانکشن ها و وجود درز به بیرون در گپ ایجاد شده و مشاهده سیال خروجی از درز در صورت خرابی یکی از دو قسمت واشرها.
– آسان بودن خدمات سرویس ، نشتی یابی ، تعمیرات ، تعویض صفحات و رسوب زدایی در مبدل صفحه ای واشر دار.
-كم بودن حجم درگیر سیال در مبدل صفحه ای بخاطر نازك بودن قطر شیارهای داخل آن و در نتیجه كم شدن اختلاف وزن مبدل خالی و مبدل در حال كار.
-بالا بودن توربولنسی سیال در میان شیارها به ویژه برای صفحات با عمق پرس کم و كاربرد زیاد این نوع صفحات مبدل در انتقال حرارت سیالات با ویسکوزیته پایین.
– وجود انواع صفحات با عمق پرس بیشتر و کانالهای بزرگتر(جریان آزاد) برای سیالات با ویسکوزیته های بالا.

بطور كلی یك مبدل حرارتی صفحه ای متشكل از اجزاء زیر می باشد:

– دو صفحه ضخیم فلزی بنام فریم یا صفحه فشار كه در ابتدای مبدل (ثابت) و انتهای دستگاه (متحرك) بعنوان نگهدارنده صفحات استفاده می شود.
– تعدادی صفحه نازك شیار دار كه معمولا از جنس SS304 یا SS316 است و سیالات در لابلای شیارهای آن حركت نموده و نقش فلز واسط انتقال حرارت و جدا کننده بین دو سیال را دارد.
– واشر بین صفحات كه نقش آب بندی بین دو سیال در مبدل صفحه ای را بر عهده دارد.
– اتصالات ورودی و خروجی سیالات كه سایز آنها بر حسب دبی سیال مشخص می شود.
– پیچ و مهره های نگهدارنده كه صفحات و واشرها را بهم متصل و سفت كرده و باعث آب بندی آنها می شود.
– میله نگهدارنده پایینی كه در حقیقت صفحه های مبدل را روی یك مسیر صاف و پشت سرهم نگه می دارد و پروفیل نگهدارنده بالایی كه علاوه بر این نقش بعنوان وسیله ای برای جابجایی صفحات مورد استفاده قرار می گیرد.

انتقال حرارت در مبدل صفحه ای به اینصورت است كه دو سیال از ورودی های دستگاه وارد شده و بخاطر اینكه واشر بین صفحات در قسمتهای اتصال كانال ورودی یكی در میان باز و بسته است، سیال نیز بصورت یكی در میان در لابه لای صفحات مبدل حرارتی صفحه ای وارد شده و بین شیارهای آنها حركت می کند. همچنین ورودی و خروجی ها به گونه ای انتخاب می شوند که دو سیالی كه در دو سمت این صفحات هستند بصورت جریان ناهمسو حركت كنند كه این امر باعث افزایش میانگین اختلاف دمای سیال سرد و گرم شده و گرادیان دمایی مناسبتر و یکنواخت تری را در تمام سطوح مبدل ایجاد کرده و راندمان حرارتی مبدل صفحه ای را افزایش خواهد داد.

بعلت استفاده از جنس استنلس استیل در مبدل صفحه ای خوردگی در آنها وجود ندارد مگر در سیالات خاص و برای مثال اسیدهای قوی که در اینصورت از فلزات و آلیاژهای دیگری نظیر 276c- ، هستلوی و یا تیتانیوم استفاده می شود. بنابراین می توان آنها را نازك طراحی نمود که سبب افزایش راندمان حرارتی مبدل صفحه ای می شود.
چنانچه گفته شد، از دلایل بالا بودن انتقال حرارت در مبدل حرارتی صفحه ای شیار دار بودن این صفحات و تاثیر آن بر رژیم جریان است. کم بودن قطر این شیارها و افزایش توربولنسی سبب کاهش ضخامت لایه مرزی آرام و مقاوم در برابر انتقال حرارت می شود که خود سبب افزایش چشمگیر ضریب انتقال حرارت در مقایسه با سایر مبدلها می شود.

آب بندی صفحات مبدل نیز معمولا به سه طریق زیر می باشد:

1- مبدل حرارتی صفحه ای بریز (غیر قابل بازشو) كه برای سیالات تمیز و با رسوب كم برای فشار و دمای کاری بالا كاربرد دارد. در این نوع مبدل صفحه ای، خطوط آب بندی صفحات بوسیله پر شدن از فلز با جنس مس، نیكل یا آلمینیوم و ذوب آنها با قرار گرفتن در کوره و عملیات حرارتی مخصوص بهم متصل می شود و یك مبدل یكپارچه بوجود می آید.
2- مبدل حرارتی صفحه ای  جوشی (غیر قابل بازشو)برای سیالات سمی و یا شرایط خاص با رسوب كم و یا با فشار كاری خیلی بالا كه لبه خارجی این صفحات با فلز متجانس بهم جوش و آب بند می شوند.
3- مبدل حرارتی صفحه ای از نوع واشر دار با فشار كاری تا 25 بار و دمای 200 درجه سانتیگراد كه این نوع مبدل صفحه ای دارای قابلیت بازشوندگی و رسوب زدایی آسان است.بنابراین استفاده از آنها برای سیالاتی كه ضریب رسوب بالاتری دارند یا املاح داخل آنها بیشتر از سیالات دیگر است، توصیه می شود. جهت اتصال صفحات این نوع مبدل صفحه ای از واشر های مخصوص لاستیکی جهت آب بندی و جهت دهی جریان ما بین صفحات استفاده می شود. برای فشردن و آب بندی این صفحات از تعدادی پیچ استفاده می شود كه فریمها و صفحات را بهم محكم می كند.

نحوه توزیع جریان میان این صفحات نیز به دو طریق یک طرفه و قطری می باشد.در طراحی های گذشته به دلیل ایجاد توزیع بهتر و یکنواخت سیال از حرکت قطری استفاده میشد ولی در طراحی های جدیدتر این مهم از طریق طراحی مناسب شیارها در قسمت فوقانی و تحتانی صفحه انجام شده و دیگر نیازی به صفحه های قطری که ضرورت وجود دو نوع پرس متفاوت را ایجاد می کنند، نخواهد بود.

جزئیات
دارای راندمان بسيار بالا

دارای حجم كمتر نسبت به ساير مبدلها

مقاوم به خوردگي

مقاوم به رسوب

,

مبدل حرارتی فين پلیت

مبدل فین پلیت (Finned Plate Heat Exchanger) نوعی مبدل حرارتی است كه از تعدادی لوله موازی و تعداد بیشتری صفحه عمود بر آنها تشكیل شده است.این مبدلها  زمانی بكار می رود كه یكی از سیالات گاز باشد (مانند هوا) که دارای ظرفیت گرمایی ، لزجت و دانسیته پایین می باشد. بنابراین این گاز بايد در سمتی از مبدل جریان یابد كه دارای بیشترین سطح تماس باشد. لذا با قرارگیری این سیال در بین صفحات مبدل با سرعت مناسب و عبور آن،  راندمان حرارتی بالاتری قابل دستیابی خواهد بود.

معمولا جریان هوا  در مبدلهای فین پلیت به سه صورت انجام می پذیرد:

  1. جریان طبیعی : در این نوع مبدل فین پلیت، هوا بصورت طبیعی در لابلای صفحات جریان داشته و هیچگونه فن یا دمنده در آن وجود ندارد.
  2. جریان اجباری از نوع دهشی: در این نوع مبدل پلیت فین دمنده قبل از كویل نصب می شود و هوا را بطرف كویل می راند تا انتقال حرارت بین دو سیال بهتر انجام شود.
  3. جریان اجباری از نوع مكشی: در این نوع مبدل پلیت فین ، یك فن بكوارد یا بلوئر بعد از كویل نصب می گردد تا هوا از لابلای فین كویل مكیده شده ، سپس با سرعت و فشار بیشتر بطرف كانالها هدایت شود.

لوله های مبدل فین پلیت از جنس مس ، برنج ، آلومینیوم یا استنلس استیل بوده و پلیت های آن نیز معمولا از جنس آلومینیوم روكش دار (بلوفین) و در مواردی استنلس استیل ساخته می شود. برروی این صفحات شیارهایی وجود دارد كه به توربولنسی بیشتر جریان منجر شده و در نتیجه راندمان انتقال حرارت را بالاتر می برد.

جهت ایجاد تماس بین صفحات و لوله های مابین آنها ، لوله ها را از داخل توسط دستگاه مخصوص یا ساچمه اكسپند می كنند تا صفحات و لوله ها كاملا بهم متصل شده و انتقال حرارت حداكثری بین آنها اتفاق بیافتد.
برای استحكام بیشتر،  این مجموعه داخل یك قاب یا فریم از جنس ناودانی یا قوطی گالوانیزه نصب می شود و برای اتصال لوله ها بهم از دو یا چند كلكتور از جنس مس ،برنج یا گالوانیزه استفاده می شود. سپس كانكشن های ورودی و خروجی مبدل برروی این كلكتور ها نصب می شود.
شركت مبدل سازان مبنا كویلهای فین پلیت با كاربردهای زیر را برحسب سفارش خریدار تامین می نماید:
  1. یونیت هیتر آبگرم و بخار
  2. كویل گرمایی و سرمایی هواساز و ایرواشر
  3. كویل های مخصوص زنت
  4. كندانسور هوایی
  5. اواپراتورهای سردخانه
  6. كویل های طرح DX
  7. كویلهای انبساط مستقیم
کاربردها:
– سیستم های تهویه مطبوع صنعتی و تجاری
– تهویه مطبوع وسایل حمل و نقل عمومی و حمل و نقل ریلی ؛ اتوبوس ، مینی بوس، قطار
– کندانسور چیلر های هوا خنک
– کویل انبساط مستقیم در سیستم های تبرید تراکمی ، پکیج و هواساز
– کویل آبسرد، آبگرم و بخار در سیستمهای تهویه مطبوع و هواسازها
– انتقال حرارت در سیکل های ترمودینامیکی پبشرفته نیروگاه های تولید برق حرارتی و هسته ای
– سیستم های تبرید صنعتی ؛ سردخانه های مواد غذایی از قبیل مواد گوشتی و پروتئینی ، لبنیات ، میوه و سبزیجات
– کندانسور و اواپراتور های سیستم های تبرید صنعتی
– سیستم های تبرید تجاری ؛ سردخانه رستوران ها ، فروشگاه های مواد غذایی و انواع یخچال های ویترینی، پرده هوا و پزشکی
– یخچال وسایل حمل و نقل مواد غذایی و فاسد شدنی؛ کامیون، کامیونت، تریلر، وانت
– خنک کننده روغن تجهیزات صنعتی و ترانسفورماتورهای شبکه های انتقال نیرو
– ایر کولر و درای کولرهای صنعتی و پالایشگاهی
– خنک کننده بخار در کاربرد های صنعتی
– اکونومایزر و بازیاب های حرارتی

– سازگار با انواع مبردهای آلی ، هالوکربنی ، گاز های CFC ، HFC ، HCFC

– قابلیت استفاده از فین های شیاردار جهت افزایش توربولانس هوا و ایجاد انتقال حرارت بیشتر

– قابلیت استفاده از لوله های اینر گروو به منظور حذف جریان آرام و ایجاد توربولانس بیشتر

– قابلیت استفاده از فین های هیدروفیلیک مقاوم در برابر خوردگی

– کلکتور فولادی یا مسی

– قابلیت ساخت به صورت دو یا چند مداره

,

مبدل حرارتی پوسته و لوله

 

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی به كلیه دستگاههایی گفته می‌شود كه باعث انتقال حرارت از یك سیال به سیال دیگر می‌شود.

بنابراین می‌توان آنرا جهت گرمایش, سرمایش و یاتبدیل فاز انواع روغنها ، اسیدها، آب وگازهای مختلف استفاده نمود.

مبدلهای حرارتی پوسته و لوله پر كاربردترین نوع دستگاه های انتقال حرارت در صنعت می‌باشند .

این مبدل متشكل از تعدادی تيوب بعنوان فلز واسط انتقال حرارت بين دوسيال و از يك لوله بزرگتر (پوسته) برای جهت دهی و پوشش سيال داخل مبدل و تعدادی بافل (صفحات نگهدارنده) برای ايجاد مسير مارپيچ سيال داخل پوسته و از يك يا دو تيوب شيت جهت نگهداشتن دو سر لوله ها و حد واسط بين دو سيال می باشد.

طریقه كاركرد مبدل شل اند تيوب به اینصورت است كه انرژی و گرما از سیال گرم به دیواره تیوبها (لوله‌های داخل) منتقل شده واز طرف دیگر این حرارت به سیال سرد انتقال می‌یابد.

برتری این مبدل نسبت به دیگر انواع مبدلهای حرارتی نظیر پليت فين و … در روشهای تعمیر و تميزكاری آسان آن و نيز مقاومت بيشتر در برابر رسوب می‌باشد.

 

طراحی و ساخت مبدل حرارتی پوسته و لوله

در کارخانه تولیدی مبدل سازان طراحی و ساخت مبدل های حرارتی توسط مهندسین مجرب این امر و نرم افزارهای بروز انجام می پذیرد.

طراحی جنس اجزای  دستگاه برحسب نوع سیال وخورندگی سیال جاری درآن می‌باشد.

طراحی ترمال مبدلها نیز برحسب دبی و دماهای ورودی و خروجی و مشخصات فیزیکی دو سیال انجام می شود.

استانداردهای طراحی این شرکت مطابق با استانداردهای جهانی TEMA,ASME می باشد.

این شرکت جهت طراحی دقیق مبدلها از نرم افزارهای بروز شده ASPEN ONE , AUTOCAD

معمولا طراحی و ساخت مبدلها به گونه ای انجام می شود که  تهیه قطعات زاپاس آن در بازار ایران براحتی امکان پذیر باشد.

معمولاً بدنه مبدل حرارتی پوسته و لوله ازنوع كربن استیل، استنلس استیل و یابرنج می باشد.

تیوبهای داخلی آن نیز ازجنس مس، استنلس استیل، كربن استیل، برنج و… می‌باشند.

لوله های مسی مورد استفاده در این شرکت ساخت شرکت مس شهید باهنر می باشد.(لینک شرکت مس شهید باهنر)

 

نرم افزار اسپن

 

 

جزئیات

طراحی و ساخت مبدل حرارتی پوسته و لوله بر حسب استاندارد TEMA و ASME

تیوب بندیل قابل ساخت از جنس مس،برنج کربن استیل و استنلس استیل

ساخت پوسته از جنس کربن استیل ، استنلس استیل و یا برنج