انواع مبدل حرارتي و كاربرد آن

به زبان ساده مبدل حرارتي وسيله اي است كه گرما را از يك رسانه به ديگري منتقل مي كند.
 يك كولر روغن هيدروليك يا نمونه آن گرما را از روغن داغ با استفاده از آب سرد يا هوا حذف مي كند. روش ديگر مبدل حرارتي در استخر شنا براي گرم كردن آب استخر از آب گرم از ديگ بخار يا مدار آب گرم خورشيدي استفاده مي كند. انتقال گرما توسط مواد تبادل كننده در حال حركت بي آنكه اختلاط يا تماس مستقيمي بين آنها صورت گيرد انجام مي شود.
مبدل حرارتي پوسته و لوله ، مايعات را از طريق لوله و لوله عبور مي كند ، جايي كه به عنوان مبدل حرارتي با هوا خنك مي شود و هوا را از طريق هسته باله ها خنك مي كند تا يك مايع خنك شود.

شما مي توانيد مبدلهاي حرارتي را در انواع مكان ها مشاهده كنيد ، معمولاً براي گرم كردن يا خنك كردن ساختمانها يا كمك به موتورها و ماشينها براي كارآمدتر كار كردن. يخچال و فريزر و دستگاه هاي تهويه مطبوع ، براي مثال، مبدل هاي استفاده از حرارت در راه مخالف از سيستم هاي حرارت مركزي: آنها گرما را از يك محفظه و يا اتاق كه در آن مي خواست نه و پمپ آن دور در يك سيال به يك جاي ديگر كه در آن مي توان آن را ريخته بيرون از راه مايع خنك كننده كاملاً درون شبكه اي از لوله ها بسته مي شود ، بنابراين در واقع با هوا تماس نمي گيرد: انرژي گرما را از هواي داخل مي گيرد و آن را در هواي بيرون رها مي كند ، اما هرگز مستقيماً با آن هوا مخلوط نمي شود.

انواع مبدل حرارتي

مبدل حرارتي انواع مختلفي وجود دارد كه با توجه به كاربرد آنها تقسيم بندي مي شوند.

مبدل حرارتي پوسته و لوله يا Shell و Tube

مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله از تعداد زيادي لوله كوچك تشكيل شده است كه درون يك پوسته استوانه اي قرار گرفته اند. لوله ها با استفاده از بسته نرم افزاري لوله يا "پشته لوله" درون سيلندر قرار مي گيرند كه مي تواند داراي صفحات لوله ثابت (به طور دائم بر روي بدنه ثابت باشد) باشد ، يا در مورد Heat Exchange يك پشته لوله شناور كه امكان گسترش بسته هاي لوله را دارد.
مبدل حرارتي پوسته و لوله ، مايعات را از طريق لوله و لوله عبور مي كند ، جايي كه به عنوان مبدل حرارتي با هوا خنك مي شود و هوا را از طريق هسته باله ها خنك مي كند تا يك مايع خنك شود.

مبدل حرارتي صفحه

مبدلهاي حرارتي Plate همانند مبدلهاي حرارتي يك پوسته و لوله كار مي كنند و به جاي لوله ها از يك سري صفحات پشته استفاده مي كنند. مبدلهاي حرارتي بشقاب معمولاً بسته به كاربرد و مايعات مورد استفاده ، باريك يا واشر هستند. ساخت و ساز فولاد ضد زنگ جمع و جور آنها را به يك انتخاب ايده آل براي استفاده با مبرد يا در فرآوري مواد غذايي و آشاميدني تبديل كرده است.

مبدل حرارتي خنك كننده هوا

در انواع مبدلهاي حرارتي خنك كننده هوا  لوله‎هاي عبوري سيالات وسط فين ‎هاي انتقال حرارت احاطه ‎شده‎اند كه  معمولاً در رادياتور ماشين، رادياتور فن كويل‎ ها، كندان سور يخچال ‌‏ها و كويل‎ هاي حرارتي كه منبع آب دائمي در دسترس نيست استفاده مي شود. 

دماي ورودي و خروجي

عبور درجه حرارت اصطلاحي است كه براي توصيف سناريو استفاده مي شود كه دماي هر دو مدار در مبدل حرارتي مايع سرد شده شروع به عبور از آن مي كند. اين مي تواند يك عامل مهم در طراحي مبدل هاي حرارتي باشد زيرا با عبور درجه حرارت، بازده يك كولر به ميزان قابل توجهي كاهش مي يابد. در بسياري موارد مبدل حرارتي صفحه بهترين گزينه براي برنامه هايي است كه نمي توان از عبور درجه حرارت جلوگيري كرد.

جدول فوق نشان مي دهد كه دماي خروجي آب خنك كننده كمي بالاتر از دماي خروجي روغن است. يكي از راه هاي ساده براي مقابله با اين و افزايش راندمان كولر روغن ، افزايش سرعت جريان مايع خنك كننده است. در اين مثال خاص افزايش سرعت جريان آب به 25 ليتر در دقيقه باعث مي شود دماي خروجي آب به 43 درجه سانتيگراد كاهش يابد.