نحوه انتخاب مبدل حرارتی مناسب

مبدل‌های حرارتی معمولاً برای خنک‌سازی الکتریکی استفاده می‌شوند و حتی طرح‌های اولیه می‌توانند به طور قابل توجهی به کاهش هزینه‌های سربار مرتبط با خنک‌کننده الکتریکی کمک کنند. با این حال، طراحی مبدل های حرارتی در طول سال ها به طور قابل توجهی تکامل یافته اند تا نیازهای خنک کننده الکتریکی پیشرفته تری را برآورده کنند و انتخاب مناسب را از همیشه دشوارتر کرده اند. برای مشاهده جدیدترین طرح ها و کاربردهای آنها به پایین بروید.

فهرست مندرجات
تحلیل بازار مبدل های حرارتی
مبدل های حرارتی چیست؟
هنگام انتخاب مبدل حرارتی باید به چه نکاتی توجه کرد
نتیجه

تحلیل بازار مبدل های حرارتی

بازار جهانی مبدل های حرارتی دلار آمریکا ارزش گذاری شد17.58 میلیارد دلار در سال 2022 و پیش بینی می شود که بین سال های 5.1 تا 2023 با CAGR 2030 درصد رشد کند. انتظار می رود افزایش تقاضا برای بهبود مدیریت حرارتی در بخش های مختلف مانند غذا، نفت و گاز، پتروشیمی، تولید انرژی و تبرید، رشد را در دوره پیش بینی افزایش دهد.

علاوه بر این، پیشرفت های تکنولوژیکی برای افزایش گرما دوام، هزینه، کارایی انرژی و فشرده بودن مبدل ها باعث افزایش فروش در سال های آینده خواهد شد. ایالات متحده در سال 2022 به دلیل صنعتی شدن و سرمایه گذاری های سریع در تولید برق تجدیدپذیر به عنوان بازار برتر ظاهر شد. دیگر بازارهای مهم انرژی عبارتند از ژاپن، چین، هند و روسیه.

مبدل های حرارتی چیست؟

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که انرژی گرمایی را از یک مایع سیال به مایع دیگر برای کنترل دمای یک ماده منتقل می کنند. مبدل های حرارتی معمولاً دو جریان مایع، یکی سرد و دیگری گرم را با استفاده از یک صفحه رسانای حرارتی جدا می کنند و انرژی حرارتی را از یک جریان به جریان دیگر منتقل می کنند. مبدل های حرارتی متداول عبارتند از دیگ بخار، کوره، یخچال، تهویه مطبوع و رادیاتور خودرو.

حرارت مبدل ها معمولاً بر اساس طراحی خود به سه نوع طبقه بندی می شوند: روکشی، پوسته و لوله و ACHE. این سه نوع از نظر طراحی، پیچیدگی و کاربرد بسیار متفاوت هستند.

مبدل های حرارتی آبکاری شده یا صفحه ای

صفحات فلزی مورد استفاده در این گرما مبدل ها به عنوان یک مانع رسانای حرارتی بین سیالات عمل می کنند. مایعات سرد و گرم بین صفحات گردش می کنند، در حالی که پره های ثابتی که به عنوان بافل شناخته می شوند، راهنمای انتخاب مبدل حرارتی را بین آنها هدایت می کنند. به دلیل مساحت سطح بزرگتر، صفحات کارآمدتر از مبدل های لوله ای هستند. با این حال، آب بندی واشرهای بزرگ بین این صفحات دشوار است و این دستگاه ها را به تولید در مقیاس کوچک و کاربردهای کم چسبناک با حداقل تا متوسط ​​فشار عملیاتی و دمای مورد نیاز، معمولاً زیر 150 درجه سانتی گراد محدود می کند.

مزایای

تصور می شود مبدل های حرارتی صفحه ای پنج برابر کارآمدتر از طرح های پوسته و لوله هستند زیرا می توانند گرمای بیشتری را بازیابی کنند. آنها همچنین فضای کمتری را اشغال می کنند، عمر مفید بیشتری دارند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند. همچنین صفحات را می توان به راحتی بازرسی یا تمیز کرد. علاوه بر این، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای به دلیل توانایی انتقال حرارت بالا از طریق یک سطح کوچک، هزینه‌های عملیاتی پایینی دارند. هزینه اصلی از تعویض واشرها و در مواقعی صفحات است.

مبدل های صفحه ای یک انتخاب عالی هستند زیرا از رویکرد دمای نزدیک استفاده می کنند، که در آن سیال سرد تا دمایی نزدیک به سیال داغ ورودی گرم می شود و امکان بازسازی و بازیابی بیشتر گرما را فراهم می کند. آنها همچنین برای مناطقی با فضای محدود انتخاب خوبی هستند.

ماژولار بودن این محصول یک مزیت اضافی است: مونتاژ و جداسازی آنها در محل آسان است زیرا وزن آنها فقط 6٪ به اندازه واحدهای پوسته و لوله است.

مبدل های حرارتی پوسته و لوله

در مبدل های حرارتی پوسته و لوله، مجموعه ای از لوله های مستطیلی یا گرد در یک محفظه بزرگتر و استوانه ای شکل محصور شده اند. سیالی که قرار است گرم یا سرد شود از طریق این لوله ها جریان می یابد، در حالی که سیال ثانویه (انتقال حرارت) در داخل پوسته روی آنها جریان می یابد. این جریان توسط بافل ها هدایت می شود که دسته های لوله را نیز پشتیبانی می کنند.

این نوع از مبدل بسیار محبوب است و 60٪ از کل مبدل های حرارتی را تشکیل می دهد. آنها را می توان در محیط های کم و فشار بالا و دما مورد استفاده قرار داد، اما ساختار قوی آنها آنها را برای کاربردهای فشار بالا مناسب می کند. همچنین نسبت وزن به حجم بالایی برای انتقال حرارت دارند. انواع پوسته و لوله معمولاً در ژنراتورهای بخار، نیروگاه‌ها و کاربردهای خنک‌کننده روغن و سیال هیدرولیک در موتورها استفاده می‌شوند.

مزایای

به دلیل فاصله زیاد بین پوسته و لوله ها، این طرح برای سیالات حاوی ذرات بسیار مناسب است. آنها همچنین می توانند فشار بالاتر را تحمل کنند گرما بهتر از مدل های دیگر انتقال می یابد زیرا دارای یک پوسته مخزن تحت فشار بزرگ با بسته های لوله در داخل هستند.

علاوه بر این، سیالات کمتر احتمال دارد که تجهیزات را در طرح های پوسته و لوله آلوده کنند. رسوب به تجمع رسوبات حاصل از سیالاتی اشاره دارد که در طول انتقال حرارت از آن عبور می کنند. علاوه بر این، هنگام پردازش مایعات با رسوب بالا، می توان بافل هایی را به لوله اضافه کرد تا تلاطم را افزایش داده و احتمال چسبیدن ذرات به داخل لوله ها را کاهش دهد.

مبدل های حرارتی هوا خنک (ACH)

مبدل های حرارتی هوا خنککه به عنوان فن های باله ای نیز شناخته می شود، از هوا برای دفع مستقیم گرما از جریان سیال استفاده می کند. فن ها هوا را روی سطح بسته ها یا صفحات لوله که حاوی مایع پردازش هستند فشار می دهند. آنها یک جایگزین عالی برای مبدل های حرارتی پوسته و لوله استاندارد خنک شونده با آب هستند، به خصوص زمانی که آب کمیاب است.

این نوع مبدل حرارتی در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. کارکرد و نگهداری آنها آسان است زیرا هوا باعث خوردگی یا آلودگی سیال نمی شود. علاوه بر این، مسائل زیست محیطی نیز با مبدل های حرارتی خنک شده با هوا کمتر مورد توجه قرار می گیرند.

مزایای

تصور می شود که ACHE ها کارآمدتر از پوسته و لوله هستند طرح. از آنجایی که آنها یک سیستم حلقه بسته دارند، خطر کمی برای آلودگی مایعات دارند. علاوه بر این، آنها نیازی به استفاده از آب ندارند و از کمبود آب جلوگیری می کنند و نیاز به آب را از بین می برند. تاسیسات تصفیه آب. علاوه بر این، آنها نیاز به نگهداری کمی دارند و نیازی به تمیز کردن مکرر ندارند.

هنگام انتخاب مبدل حرارتی باید به چه نکاتی توجه کرد

اولین قدم آنالیز کامل طراحی مبدل حرارتی و کاربردهای آن از دیدگاه های مختلف است. این شامل بررسی سیستم الکتریکی، خواص مدیریت حرارتی، طراحی و سایر جنبه‌ها می‌شود. علاوه بر این، سیستم باید اندازه مناسبی داشته باشد تا در فضای موجود قرار گیرد و راندمان خنک کننده بهینه را ارائه دهد. نتایج این تجزیه و تحلیل به تعیین بهترین نوع مبدل حرارتی برای کاربرد در دست کمک می کند.

خنک کننده محیط

هنگام انتخاب مبدل های حرارتی، باید در مورد مزایای خنک کننده محیط بدانید: فرآیند حفظ دمای داخلی محفظه الکتریکی درست بالاتر از دمای محیط خارجی. در بسیاری از موارد، خنک کننده محیط نیازهای خنک کننده سیستم را برآورده می کند.

خنک سازی را می توان با استفاده از روش های سازگار با محیط زیست، مانند استفاده از سیالات خنک کننده برای جذب و انتقال زباله های الکتریکی انجام داد. گرما. علاوه بر این، جابجایی از روش‌های سنتی، مانند واحدهای فشرده‌سازی هوا، به خنک‌کننده طبیعی محیط می‌تواند منجر به عملیات‌های با انرژی کارآمدتر و تعمیر و نگهداری کم شود.

مدیریت حرارتی

همانطور که در بالا ذکر شد، یک سیستم خنک کننده ساده تر دارای مزایای متعددی از جمله هزینه های عملیاتی کمتر است. با این حال، کسب‌وکارها باید حوزه‌های دیگری را در نظر بگیرند که در آن‌ها مدیریت حرارتی می‌تواند کارآمد باشد و آیا مناسب است یا خیر گرما مبدل می تواند آن را ممکن کند.

به عنوان مثال، بسیاری از فرآیندهای تصفیه فاضلاب خانگی استفاده می کنند که استفاده مداوم از گرما را ضروری می کند. در صورت امکان، مبدل های حرارتی را می توان برای استفاده مجدد از گرمای الکتریکی هدر رفته برای کاربردهای دیگر، مانند تصفیه فاضلاب، طراحی کرد.

اپلیکیشن‌ها

مبدل های پوسته و لوله در انواع فرآیندهای صنعتی از جمله تولید بخار، پالایش و خنک کننده روغن و خنک کننده صنعتی استفاده می شوند. از طرف دیگر مبدل های حرارتی آبکاری شده معمولاً در کوره ها و کارخانه های فرآوری شیمیایی استفاده می شوند.

مبدل های حرارتی با هوا خنک به طور گسترده در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در شرایط فشار و دمای بالا و همچنین محیط های سیال خورنده استفاده می شود.

نتیجه

مبدل های حرارتی به طور گسترده در صنایع برای انتقال گرما از یک رسانه به رسانه دیگر استفاده می شود. درک مزایای طراحی هر مبدل حرارتی، افراد را قادر می‌سازد تا انتخاب‌های بهتری در انتخاب مبدل مناسب داشته باشند و بهره‌وری و دقت را افزایش دهند. بازدید کنید Chovm.com برای دیدن همه آخرین نوآوری ها