در این مقاله قصد داریم به چگونگی طرز کار مبدل حرارتی استخر پرداخته و آن را مورد بررسی قرار دهیم. این دستگاه ها کاربردهای بسیار زیادی در زمینه گرمایش و سرمایش محیط و تهویه مطبوع دارند. البته بهتر است ابتدا با ویژگی های این دستگاه آشنا شده و مزایا و معایب و همینطور موارد استفاده آن را دریابیم. شناخت مشخصات این دستگاه ها کمک شایانی به درک نحوه کارکرد آن ها می کند. پس اگر به دنبال آشنایی بیشتر با مبدل های حرارتی و طرز کار آن ها هستید، این نوشتار را از دست ندهید.
قبل از آشنایی با طرز کار مبدل حرارتی، بهتر است با تعریف و ویژگی های آن آشنا شویم. مبدل حرارتی سیستمی است که برای انتقال حرارت بین منبع و سیال استفاده شده، به کار گرفته می شود. مبدل های حرارتی در فرآیند های تامین سرما و گرمای محیط استفاده می شوند. این سیال ها ممکن است توسط یک دیواره جامد برای از یکدیگر جدا شوند یا ممکن است در تماس مستقیم باشند. از مبدل های حرارتی به طور گسترده در گرمایش فضا، تبرید، تهویه مطبوع، نیروگاه ها و همینطور کارخانه های شیمیایی استفاده می شود.
یک نمونه کلاسیک و ساده از مبدل حرارتی می تواند یک موتور احتراق داخلی باشد که در آن یک سیال در گردش به نام خنک کننده موتور از سیم پیچ های رادیاتور جریان می یابد و هوا از کنار این سیم پیچ ها عبور می کند که خنک کننده را خنک کرده و هوای ورودی را گرم می کند. مثال دیگر هیت سینک است که یک مبدل حرارتی غیرفعال است که گرمای تولید شده توسط یک وسیله الکترونیکی یا مکانیکی را به یک محیط سیال، مانند هوا یا یک مایع خنک کننده، منتقل می کند.
به طور کلی این دستگاه های مبدل دارای محاسن بیشماری می باشند. از جمله این مزایا می توان به اشغال فضای کم، راندمان بالا، قیمت مناسب و به صرفه، مصرف بهینه انرژی، سازگاری با محیط زیست و تعمیر و نگه داری نسبتا آسان اشاره کرد. همچنین روند خاص طرز کار مبدل حرارتی باعث می شود ضریب انتقال حرارت در این دستگاه بالا بوده و 85 تا 90 درصد حرارت دریافتی انتقال داده شود.
مدل های مختلفی از مبدل های حرارتی در بازار موجود است اما به طور کلی می توان این دستگاه ها را به سه بخش تقسیم کرد : مبدل های حرارتی خنک کننده هوا، مبدل های پوسته و لوله و مبدل های صفحه ای. در ادامه به بررسی ویژگی ها و مشخصات هر یک از این مدل ها بصورت جداگانه پرداخته و همینطور طرز کار آن ها را بررسی خواهیم کرد.
مبدل های حرارتی خنک کننده هوا معمولا در وسایل نقلیه یا وسایلی استفاده میشوند که در آن ها هیچ منبع آب خنک دائمی در دسترس نیست. این دستگاه ها در سه مدل افقی و عمودی و V شکل تهیه و تولید می شوند. طرز کار مبدل حرارتی خنک کننده هوا به به این ترتیب است که هوا به سرعت در اطراف لوله های تعبیه شده در دستگاه حرکت می کند و سیال موجود در لوله ها، گرمای خود را به محیط و هوای اطراف می دهد. از نمونه کاربردهای این دستگاه می توان به سیستم رادیاتور آب ماشین اشاره کرد.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله از تعداد زیادی لوله کوچک تشکیل شده اند که درون یک پوسته استوانه ای قرار دارند. طرز کار مبدل حرارتی پوسته و لوله به این صورت است که لوله ها با استفاده از یک دسته لوله در داخل استوانه قرار می گیرند و یک سیال از همه آن ها که به یک ورودی و همچنین خروجی مشترک وصل شده اند، عبور می کند. یک سیال دیگر با دمای متفاوت هم در داخل پوسته استوانه ای روان خواهد شد. بدین ترتیب بدون تماس مستقیم عمل انتقال حرارت انجام می شود.
طرز کار مبدل حرارتی صفحهای مانند مبدلهای حرارتی پوسته و لوله می باشد با این تفاوت که در این مدل از یک سری صفحات روی هم به جای لوله استفاده میکنند. به این ترتیب که تعدادی صفحه با ضخامت اندک روی هم قرار می گیرند که بین آن ها یک فضا خالی تشکیل می شود. یک لوله بعنوان منبع آب سرد و یک لوله دیگر بعنوان منبع آب گرم، بصورت یک در میان به صفحه ها متصل می شوند و همین موضوع باعث انتقال حرارت می شود.
راندمان مبدل حرارتی را می توان به روش های مختلفی افزایش داد. از نظر عملکرد گرمایشی چندین عامل مهم وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. تفاوت دما اولین مسئله ای است که باید در نظر گرفته شود. تفاوت دمای بین سیال داغ و خنک کننده هنگام طراحی مبدل حرارتی بسیار مهم است. مایع خنک کننده همیشه باید در دمای پایین تری نسبت به سیال داغ باشد. دمای پایینتر خنککننده، گرمای بیشتری را از سیال با دمای بالاتر خارج میکند.
نکته مهم دیگر کنترل سرعت جریان سیال در هر دو سمت اولیه و ثانویه مبدل حرارتی است. همچنین نکته دیگر نیز در مورد نصب مبدل حرارتی است. این کار باید همیشه بر اساس دستورالعمل سازنده نصب شود. به طور کلی کارآمدترین راه برای نصب مبدل حرارتی این است که سیالات در یک ترتیب مخالف جریان داشته باشند. اگر مایع خنک کننده از چپ به راست حرکت کند، بهتر است سیال داغ از راست به چپ در جریان باشد.
به طور کلی مبدل حرارتی وسیله ای برای تامین گرمایش و سرمایش محیط و در حالت عمومیتر تهویه مطبوع می باشد. طرز کار مبدل حرارتی بستگی به نوع آن دارد. این دستگاه ها در در انواع مختلفی تهیه و تولید می شوند که هر کدام از آن ها طرز کار مخصوص خود را دارند. در صورتی که نیاز به اطلاعات بیشتری در مورد این دستگاه ها و همینطور نحوه کارکرد آن ها دارید، می توانید به وبسایت ونداد تجهیز مراجعه و از طریق این وبسایت اطلاعات بیشتری به دست آورید.