مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست؟

در تمام انواع مبدل حرارتی، به دو سیال نیاز داریم که یکی از آنها سیال دمای پایین یا سرد باشد و دیگیری سیال دمای بالا یا گرم باشد. مبدل حرارتی همان جایی است که این دو سیال خود را بهم میرسانند و با تماس مستقیم یا غیر مستقیم، دمای گرم یا سرد خود را بهم انتقال میدهند. کاربردی ترین، به صرفه ترین و مشهور ترین نوع آن، مبدل حرارتی پوسته و لوله است که معادل نام انگلیسی آن shell and tube میباشد. ایمنی بیشتر و تحمل فشار بالاتر از دلایلی است که این مبدل را به محبوب ترین نوع مبدل تبدیل کرده خصوصا برای استفاده در مکان هایی که خطرآفرین هستند مانند صنایع نفت و گاز، مناسب تر میباشند.

انتقال غیرمستقیم حرارت باعث توزیع یکنواخت، تدریجی و ملایم آن میشود و از به وجود آمدن نقاطی به تمرکز حرارتی شدید جلوگیری میکند و به ایمنی بیشتر کار کمک میکند. در ادامه به تشریح نحوه کارکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله میپردازیم.

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell and tube) مجموعه ای از لوله ها هستند که در پوسته ای استوانه شکل قرار گرفته اند و فرآیند تبدیل دمای آنها به طور غیر مستقیم است.  منظور از انتقال غیر مستقیم این است که دو سیال مایع یا گاز به طور مستقیم باهم تماسی پیدا نمیکنند و تنها با عبور از لوله ها و پوسته، انتقال حرارت از سیال گرم به سرد و همچنین برعکس، اتفاق میافتد. اگر درست متوجه این انتقال حرارت نشدید هیچ مشکلی نیست؛ ابتدا یک نگاه سریع به نحوه انتقال حرارت مستقیم میاندازیم تا انتقال حرارت غیر مستقیم را درک کنیم.

انتقال حرارت مستقیم

برخی از انواع مبدل حرارتی مانند مبدل های صفحه ای، فرآیند تبدیل دما را به طور مستقیم انجام میدهند. یعنی دو سیال غیر قابل اختلاط مانند مایع با گاز، به طور مستقیم و بدون واسطه باهم تماس پیدا میکنند و انتقال حرارت اتفاق میافتد. این نوع از مبدل ها راندمان بالاتر اما ایمنی کمتری دارند و تحمل فشار پایین تری دارند. این نوع از مبدل ها معمولا در کولر های آبی یا برج های خنک کننده استفاده میشوند.

انتقال حرارت غیر مستقیم

حالا که درباره انتقال حرارت مستقیم به خوبی حرف زده ایم، برگردیم به مبدل حرارتی پوسته و لوله و نوع انتقال حرارت آن که غیر مستقیم است. پیشتر گفتیم که در تمام مبدل های حرارتی به دو سیال گرم و سرد نیاز داریم. حال تصور کنید که یک مخزن استوانه ای داریم به نام پوسته که درون این مخزن پر از لوله است. و دو لیوان آب داغ و آب سرد در دست داریم. آب سرد را سیال سرد در نظر میگیریم و آب داغ را، سیال گرم فرض محسوب میکنیم. حالا برای اینکه دمای این دو سیال را به طوی غیر مستقیم بهم منتقل کنیم، آب سرد را درون مخزن میریزیم و آب داغ را درون لوله هایی که داخل مخزن هست.

سپس مخزن را تکان میدهیم تا آب سرد دور لوله های داغ، در جریان باشند و حرارت آب داغ را به واسطه لوله ها دریافت کنند. با این مثال میتوانید نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله را تجسم کنید و دلیل ایمنی بالا و کاربرد زیاد آن را درک کنید.

مزایای استفاده از مبدل حرارتی پوسته و لوله

• مهم ترین مزیت این مبدل، ساختار محکم آن است که تحمل فشار این مبدل را بسیار بالا برده و آن را برای مصارف بزرگ و پرفشار مناسب میسازد؛
• مزیت دوم آن مونتاژ و دمونتاژ ساده است و این ویژگی هنگام رسوب زدایی به کار میاید و میتوان به راحتی آن را تفکیک و جدا سازی و مجددا سرهم کرد؛
• مزیت سوم مبدل حرارتی پوسته و لوله، قیمت ارزان آن نسبت به سایر مبدل ها( مانند هواخنک یا صفحه ای) است و این قیمت ارزان تر به دلیل مواد اولیه ساده تر و ارزان تر است نه نقص این نوع مبدل؛
• در صورت وجود نشتی به سادگی میتوان محل نشت را شناسایی و آن را ترمیم کرد.

خرید مبدل حرارتی پوسته و لوله از تولید کننده

انواع گوناگون مبدل ها و زیر شاخه های آنها ممکن است خرید را برای شما کمی پیچیده کرده باشد؛ حق با شماست. کارما تهویه یک شرکت تولید کننده انواع سیستم های تهویه مطبوع از جمله همین مبدل حرارتی پوسته و لوله میباشد و شما میتوانید بدون واسطه مبدل مورد نیاز خود را انتخاب و خریداری کنید. همچنین جهت انتخاب بهترین مدل مبدل حرارتی پوسته و لوله برای مکان مورد نظر شما، حتما از تیم کارما تهویه مشاوره بگیرید.

سوالات متداول درباره مبدل حرارتی پوسته و لوله

1. مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست و چه کاربردی دارد؟
   دستگاهی برای انتقال حرارت بین دو سیال با استفاده از یک پوسته و مجموعه‌ای از لوله‌ها که در صنایع نفت، گاز و تهویه مطبوع کاربرد دارد.
2. مزایای استفاده از مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست؟
   طراحی ساده، مقاومت در برابر فشار و دمای بالا، و سرویس و تعمیر آسان از مزایای اصلی آن است.
3. چگونه می‌توان مبدل حرارتی پوسته و لوله مناسب را انتخاب کرد؟
   با توجه به نوع سیال‌ها، فشار، دما، و نیاز حرارتی و با استفاده از مشاوره تخصصی بهترین انتخاب انجام می‌شود.