نمودار شماتیک ساختارهای مختلف مبدل حرارتی

طبقه بندی شده توسط روش انتقال حرارت: مبدل های حرارتی را می توان به مبدل های حرارتی پارتیشن ، مبدل های حرارتی ذخیره سازی حرارت ، مبدل های حرارتی غیر مستقیم متصل به سیال ، مبدل های حرارتی تماس مستقیم و مبدل های حرارتی متعدد تقسیم کرد.

طبقه بندی بر اساس هدف: به بخاری ، پیش گرم کننده ، سوپر بخاری ، اواپراتور تقسیم می شود.

با توجه به ساختار ، می توان آن را به: مبدل حرارتی سر شناور ، مبدل حرارتی ورق لوله ثابت ، مبدل حرارتی ورق لوله U شکل ، مبدل حرارتی صفحه ای و غیره تقسیم کرد.

1. مبدل حرارتی سر شناور

مزایا: تنش اختلاف دما را از بین می برد ، می تواند تحت درجه حرارت بالا و فشار بالا کار کند ، به طور کلی دما کمتر یا مساوی 450 درجه ، فشار کمتر یا مساوی 6.4 مگاپاسکال است. بسته لوله مبدل حرارتی را می توان برای تمیز کردن استخراج کرد و می توان از آن در مواقعی که مستعد پوسته پوسته شدن هستند یا لوله مستعد خوردگی است استفاده کرد.

معایب: ساختار پیچیده است و سر کوچک شناور مستعد نشت داخلی است. مصرف مواد فلزی زیاد است و هزینه آن حدود 20 درصد بیشتر از مبدل های حرارتی معمولی است.

2. مبدل حرارتی لوله ای

مزایا: ساختار ساده و جمع و جور ، هزینه کم ؛

معایب: قسمت بیرونی لوله را نمی توان به صورت مکانیکی تمیز کرد و بین دیوار لوله و دیواره پوسته اختلاف دمای زیادی وجود دارد.

3. مبدل حرارتی لوله U

مزایا: بسته لوله را می توان آزادانه منبسط و منقبض کرد ، هیچ استرس حرارتی بین لوله و پوسته وجود ندارد ، گذر لوله یک گذر لوله دوگانه است ، روند طولانی است ، اثر تبادل حرارتی خوب است و ظرفیت تحمل فشار قوی است ؛ بسته لوله را می توان از پوسته بیرون آورد ، که برای نگهداری و تمیز کردن مناسب است و دارای ساختار ساده و هزینه کم است.

معایب: تمیز کردن ناخوشایند در لوله ، تعویض لوله ها در وسط بسته نرم افزاری لوله ، توزیع لوله ها به اندازه کافی جمع و جور نیست ، مایع جانبی پوسته به راحتی کوتاه می شود و بر انتقال حرارت سمت پوسته تأثیر می گذارد و لوله خم می شود و نازک می شود ، بنابراین قسمت مستقیم لوله به لوله ضخیم تری نیاز دارد که آن را محدود می کند. مبدل حرارتی فقط برای مواردی مناسب است که اختلاف دما بین لوله و طرف پوسته زیاد است یا محیط سمت پوسته به راحتی قابل استفاده است. مقیاس و محیط سمت لوله تمیز ، درجه حرارت بالا ، فشار بالا و خوردگی قوی است.

4. مبدل حرارتی سیم پیچ غوطه ور

با توجه به روش سرپانتین به عنوان عنصر انتقال حرارت ، با توجه به روشهای مختلف خنک کننده سیال خارج از لوله ، مبدل حرارتی مارپیچ به نوع غوطه وری و نوع اسپری تقسیم می شود.

مزایا: ساختار ساده ، تولید راحت ، نصب ، تمیز کردن ، بازرسی و نگهداری ، مناسب برای محافظت در برابر خوردگی ، تحمل فشار بالا ، هزینه کم ، به ویژه مناسب برای خنک کننده و تراکم سیال با فشار بالا.

معایب: تجهیزات حجیم هستند ، مواد مصرفی بزرگ هستند و واحد انتقال حرارت به فلز بیشتری نیاز دارد.

5. مبدل حرارتی از نوع پوشش

مزایا: منطقه تبادل حرارت بزرگ و بازده انتقال حرارت بالا ؛

معایب: تعمیر و نگهداری مشکل ، تمیز کردن و جداسازی قطعات ، و نشت در اتصال قابل جدا شدن آسان است.

6. مبدل حرارتی صفحه مارپیچی

مزایا: راندمان انتقال حرارت خوب ، عملکرد پایدار ، واحدهای متعدد می تواند مورد استفاده قرار گیرد ، راندمان انتقال حرارت بالا ، قابلیت اطمینان عملکرد قوی ، مقاومت کم و غیره.

معایب: الزامات بالا برای کیفیت جوشکاری ، نگهداری دشوار ، وزن زیاد ، سختی ضعیف و حمل و نقل و نصب دشوار.

7. مبدل حرارتی با حلقه جبران

هنگامی که سیال در دمای بالا تبادل حرارتی می کند ، تنش حرارتی در طرف لوله و پوسته نسبتاً زیاد است و حلقه تقویت کننده (یا مفصل انبساط) می تواند تنش حرارتی را از بین ببرد. درجه انبساط حرارتی مختلف لوله ، مناسب مواردی است که اختلاف دما بین دو سیال بیش از 70 ℃ و فشار سیال سمت پوسته بیش از 600 کیلو پاسکال نباشد.

8. مبدل حرارتی لوله های حرارتی

ویژگی ها: بازده انتقال حرارت بالا ، ساختار جمع و جور ، از دست دادن مقاومت کوچک سیال تبادل حرارتی ، تغییر شکل انعطاف پذیر ، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری قوی با محیط.

9. مبدل حرارتی ژاکت دار

مزایا: ساختار ساده ، تولید مناسب و حمل و نقل ؛

معایب: محدوده انتقال حرارت محدود است و ضریب انتقال حرارت زیاد نیست. برای افزایش ضریب انتقال حرارت می توان یک همزن یا سیم پیچ اضافه کرد.

10. مبدل حرارتی ورقه ورقه

مزایا: ساختار جمع و جور و سبک ، ضریب انتقال حرارت بالا ، کاربرد قوی.

معایب: الزامات تولید بالا ، فرایند پیچیده ، مسدود شدن آسان ، مقاوم در برابر خوردگی ، بازرسی و تعمیر دشوار است ، بنابراین فقط برای تمیز کردن مایعات مناسب است.

نمودار شماتیک ساختارهای مختلف مبدل حرارتی

طبقه بندی شده توسط روش انتقال حرارت: مبدل های حرارتی را می توان به مبدل های حرارتی پارتیشن ، مبدل های حرارتی ذخیره سازی حرارت ، مبدل های حرارتی غیر مستقیم متصل به سیال ، مبدل های حرارتی تماس مستقیم و مبدل های حرارتی متعدد تقسیم کرد.

طبقه بندی بر اساس هدف: به بخاری ، پیش گرم کننده ، سوپر بخاری ، اواپراتور تقسیم می شود.

با توجه به ساختار ، می توان آن را به: مبدل حرارتی سر شناور ، مبدل حرارتی ورق لوله ثابت ، مبدل حرارتی ورق لوله U شکل ، مبدل حرارتی صفحه ای و غیره تقسیم کرد.

1. مبدل حرارتی سر شناور

مزایا: تنش اختلاف دما را از بین می برد ، می تواند تحت درجه حرارت بالا و فشار بالا کار کند ، به طور کلی دما کمتر یا مساوی 450 درجه ، فشار کمتر یا مساوی 6.4 مگاپاسکال است. بسته لوله مبدل حرارتی را می توان برای تمیز کردن استخراج کرد و می توان از آن در مواقعی که مستعد پوسته پوسته شدن هستند یا لوله مستعد خوردگی است استفاده کرد.

معایب: ساختار پیچیده است و سر کوچک شناور مستعد نشت داخلی است. مصرف مواد فلزی زیاد است و هزینه آن حدود 20 درصد بیشتر از مبدل های حرارتی معمولی است.

2. مبدل حرارتی لوله ای

مزایا: ساختار ساده و جمع و جور ، هزینه کم ؛

معایب: قسمت بیرونی لوله را نمی توان به صورت مکانیکی تمیز کرد و بین دیوار لوله و دیواره پوسته اختلاف دمای زیادی وجود دارد.

3. مبدل حرارتی لوله U

مزایا: بسته لوله را می توان آزادانه منبسط و منقبض کرد ، هیچ استرس حرارتی بین لوله و پوسته وجود ندارد ، گذر لوله یک گذر لوله دوگانه است ، روند طولانی است ، اثر تبادل حرارتی خوب است و ظرفیت تحمل فشار قوی است ؛ بسته لوله را می توان از پوسته بیرون آورد ، که برای نگهداری و تمیز کردن مناسب است و دارای ساختار ساده و هزینه کم است.

معایب: تمیز کردن ناخوشایند در لوله ، تعویض لوله ها در وسط بسته نرم افزاری لوله ، توزیع لوله ها به اندازه کافی جمع و جور نیست ، مایع جانبی پوسته به راحتی کوتاه می شود و بر انتقال حرارت سمت پوسته تأثیر می گذارد و لوله خم می شود و نازک می شود ، بنابراین قسمت مستقیم لوله به لوله ضخیم تری نیاز دارد که آن را محدود می کند. مبدل حرارتی فقط برای مواردی مناسب است که اختلاف دما بین لوله و طرف پوسته زیاد است یا محیط سمت پوسته به راحتی قابل استفاده است. مقیاس و محیط سمت لوله تمیز ، درجه حرارت بالا ، فشار بالا و خوردگی قوی است.

4. مبدل حرارتی سیم پیچ غوطه ور

با توجه به روش سرپانتین به عنوان عنصر انتقال حرارت ، با توجه به روشهای مختلف خنک کننده سیال خارج از لوله ، مبدل حرارتی مارپیچ به نوع غوطه وری و نوع اسپری تقسیم می شود.

مزایا: ساختار ساده ، تولید راحت ، نصب ، تمیز کردن ، بازرسی و نگهداری ، مناسب برای محافظت در برابر خوردگی ، تحمل فشار بالا ، هزینه کم ، به ویژه مناسب برای خنک کننده و تراکم سیال با فشار بالا.

معایب: تجهیزات حجیم هستند ، مواد مصرفی بزرگ هستند و واحد انتقال حرارت به فلز بیشتری نیاز دارد.

5. مبدل حرارتی از نوع پوشش

مزایا: منطقه تبادل حرارت بزرگ و بازده انتقال حرارت بالا ؛

معایب: تعمیر و نگهداری مشکل ، تمیز کردن و جداسازی قطعات ، و نشت در اتصال قابل جدا شدن آسان است.

6. مبدل حرارتی صفحه مارپیچی

مزایا: راندمان انتقال حرارت خوب ، عملکرد پایدار ، واحدهای متعدد می تواند مورد استفاده قرار گیرد ، راندمان انتقال حرارت بالا ، قابلیت اطمینان عملکرد قوی ، مقاومت کم و غیره.

معایب: الزامات بالا برای کیفیت جوشکاری ، نگهداری دشوار ، وزن زیاد ، سختی ضعیف و حمل و نقل و نصب دشوار.

7. مبدل حرارتی با حلقه جبران

هنگامی که سیال در دمای بالا تبادل حرارتی می کند ، تنش حرارتی در طرف لوله و پوسته نسبتاً زیاد است و حلقه تقویت کننده (یا مفصل انبساط) می تواند تنش حرارتی را از بین ببرد. درجه انبساط حرارتی مختلف لوله ، مناسب مواردی است که اختلاف دما بین دو سیال بیش از 70 ℃ و فشار سیال سمت پوسته بیش از 600 کیلو پاسکال نباشد.

8. مبدل حرارتی لوله های حرارتی

ویژگی ها: بازده انتقال حرارت بالا ، ساختار جمع و جور ، از دست دادن مقاومت کوچک سیال تبادل حرارتی ، تغییر شکل انعطاف پذیر ، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری قوی با محیط.

9. مبدل حرارتی ژاکت دار

مزایا: ساختار ساده ، تولید مناسب و حمل و نقل ؛

معایب: محدوده انتقال حرارت محدود است و ضریب انتقال حرارت زیاد نیست. برای افزایش ضریب انتقال حرارت می توان یک همزن یا سیم پیچ اضافه کرد.

10. مبدل حرارتی ورقه ورقه

مزایا: ساختار جمع و جور و سبک ، ضریب انتقال حرارت بالا ، کاربرد قوی.

معایب: الزامات تولید بالا ، فرایند پیچیده ، مسدود شدن آسان ، مقاوم در برابر خوردگی ، بازرسی و تعمیر دشوار است ، بنابراین فقط برای تمیز کردن مایعات مناسب است.