مبدل حرارتی دوبل یکی از انواع مبدل‌ها درون موتورخانه بوده که نسبت به باقی مبدل ها ارزان قیمت می‌باشد .

این مبدل که از دو لوله هم محور که به شکل U می‌باشد طراحی شده است ، یکی از پر کاربرد ترین قطعات درون موتورخانه می‌باشد .

اما ابتدا کمی با مبدل حرارتی آشنا شویم . مبدل حرارتی یا Heat Exchanger یک سیستم در جهت انتقال حرارت بین دو یا چند سیال است این سیالها میتوانند گاز یا مایع باشند .

این مبدل در هر دو فرایند سرمایشی و گرمایشی مورد استفاده قرار گرفته که از ساده ترین نوع مبدل ها است. این سیال ها معمولا به وسیله دیواره ای از یکدیگر جدا شده اند و در برخی موارد نیز ممکن است در تماس با یکدیگر باشند.

اغلب در زمانی که جریان سیال کم باشد و تغییرات دمایی زیاد مشاهده نشود ، از مبدل حرارتی دو لوله استفاده می شود .

در ادامه بیشتر با مبدل حرارتی دوبل آشنا خواهیم شد ، با کارا پمپ همراه باشید .

آشنایی با مبدل های حرارتی

در محتوا های گذشته با انواع مبدل ها در موتورخانه آشنا شدیم ، یکی از اصلی ترین آن‌ها ، مبدل حرارتی بود که به چند دسته تقسیم شده‌ بود . حال در ادامه با یک نوع از آن‌ها آشنا خواهیم شد .

مبدل ها در چند دسته قرار می گیرند

این نوع از مبدل ، در سه دسته با توجه به عملکرد خود قرار می گیرند :

• گروه فشار پایین
• فشار متوسط
• فشار بالا

گروه فشار پایین

اولین گروه از این قطعه فشار پایین بوده که با توجه به قابلیت انعطاف پذیری آن ، فشار پایین می شود.

فشار متوسط

گروه میانی مبدل حرارتی دوبل ، فشار متوسط بوده که با توجه به نیاز موتورخانه ، نصب و راه اندازی می شود.

فشار بالا

آخرین گروه این قطعه فشار بالا بوده که برای موتورخانه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.

مبدل های حرارتی به چند دسته تقسیم می شوند

اما مبدل های حرارتی هر کدام به چند دسته تقسیم می شوند که در گذشته با مزایا مبدل پوسته و لوله آشنا شده ایم .

• دو لوله ای Double pipe یا مبدل حرارتی دوبل
• پوسته و لوله shell and tube
• لوله ای حلزونی spiral tube

بخش های اصلی این مبدل عبارتند از

• دو لوله یا pipe هم محور
• دو اتصال سه راهی
• کلاهک برگشت و خم برگشت

پس از آشنایی با اجزا مبدل حرارتی دوبل ، نوبت به بررسی تخصصی آن می رسد .

مزایای مبدل دو لوله

همانطور که در پاراگراف قبل با این مبدل آشنا شدید ، این قطعه یکی از پر کاربرد ترین تجهیزات موتورخانه بوده که مزایای متعددی دارد.

اولین ویژگی مبدل حرارتی دوبل ، استفاده در کاربرد های فشار بالا می باشد ، این قطعه همانند مبدل پوسته و لوله است.

یکی دیگر از مزایای اصلی آن ، نگهداری ، سرویس و تعویض راحت قطعات آن می باشد که سبب شده علاوه بر هزینه های تعمیر کمتر ، وقت کمتری هم صرف شود.

شما می توانید لوله های این قطعه را کم یا زیاد کرده و به اصطلاحی انعطاف پذیر می باشد ، به همین علت برای می توان ظرفیت آن را افزایش یا کاهش داد.

معایب مبدل دو لوله

اما این قطعه بدون عیب هم نبوده و دارای معایبی می باشد که به آن ها اشاره خواهیم کرد.

اولین عیب وارد شده بر مبدل حرارتی دوبل ، محدودیت در نرخ انتقال حرارت می باشد.

این عیب هم به دلیل کم بودن سطوح انتقال دهنده حرارت بین دو سیال بوده که یکی از مهم ترین معایب این قطعه می باشد.

علاوه بر آن ، جریان این قطعه همسو یا ناهمسو بوده که یکی دیگر از عیب های اصلی آن می باشد.

این قطعه قابلیت جریان عمود بر هم را نخواهد داشت.

یکی دیگر از معایب مبدل حرارتی دوبل ، وجود نشتی در زمان افزایش تعداد لوله های موازی و اتصال آنها با فلنج به یکدیگر می باشد.

انتقال حرارت های زیاد توسط این قطعه زیاد بوده و به مقدار قابل توجهی افزایش پیدا می کند.

مبدل حرارتی دوبل

مبدل های حرارتی دو لوله ای هستند، که به آن‌ها مبدل های لوله ای ( مبدل حرارتی دوبل ) یا Tubular گفته می شود .

این قطعه از دو لوله ی هم محور و به شکل U ساخته شده که در مرکز آن دو لوله طراحی شده است . یک سیال سرد یا گرم از درون لوله داخلی و یک سیال در بین فضای دو لوله حرکت می کند و حرارت از جداره لوله داخلی بین دو سیال مبادله می شود .

معمولا سیال که گرم تر است و حرارت دارد در بخش داخلی قرار می گیرد تا از اتلاف و هدر رفت آن جلوگیری شود.

مبدل حرارتی دوبل از نقطه نظر جریانات به دو دسته جریان ناهمسو یا مخالف جهت و جریان همسو موافق جهت دسته بندی میشود. در دسته ناهمسو سیالها جاری در خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند و در دسته جریان همسو هر دو سیال در یک جهت حرکت می کنند، و تبادل انرژی گرمایی بیشتری صورت می گیرد.

معمول ترین مدل شامل دو لوله با اندازهای متفاوت که لوله کوچکتر به صورت هم مرکز درون لوله دیگری قرار گرفته است در صورتی که سیالی درون لوله قرار گیرد و یک سیال دیگر در بین فضای خالی بین دو لوله ، انتقال حرارت از سطح داخلی لوله انجام می شود .

ساخت و طراحی

در ساخت و طراحی این مبدل هر دو جریان مخالف و موافق تاثیر گذار هستند اما جریان قائم یا متعامد در این مبدل کارایی ندارد . بیشترین راندمان کاری و بالاترین جریان انتقال حرارت را طرح U دارد .

اغلب در زمانی که جریان سیال کم باشد و تغییرات دمایی زیاد مشاهده نشود ، از مبدل حرارتی دو لوله استفاده می شود .

این مبدل ها فضای زیادی را به اشغال خود در می اورد و برای ایجاد ظرفیت بیشتر در این مبدلها میتوان لوله ها را موازی یکدیگر متصل کرد .

برخی سیالات باعث خورندگی میشوند این نوع سیال ها معمولا در بخش داخلی قرار داده میشود تا کمترین اسیب را داشته باشند تعمیر و تعویض بخشهای داخلی اسانتر است سبب میشود که به بخش های دیگر آسیب کمی وارد می شود .

از مزایا مبدل های حرارتی دوبل یا دو لوله ای این است که می توانند آرایش مختلف بصورت سری و موازی به خود بگیرند تا بتوانند افت فشار و متوسط اختلاف دمای مورد نظرمان را برآورده کنند ، همینطور این مبدل ها روش ساخت آسان و هزینه های پایین ، محاسبات و طراحی های ساده دارند .

بیشتر این مبدل ها در برای سیالات رسوب زا مورد استفاده قرار میگیرد. مبدل دو لوله برای انتقال حرارت در سطح کوچک ( ۵۰ مترمربع) مورد استفاده قرار می گیرد .

نسبت های مهم در مبدل حرارتی دوبل ، قطر ، طول و جنس لوله ها می باشد که همه این موارد قابل تغییر هستند . این مبدل برای سطح تبادل حرارت پایین مورد استفاده است .

به دلیل اینکه نسبت سطح به حجم این مبدل بالاست در اندازه های کوچک کاربرد دارد و سطح انتقال حرارتی مناسبی دارند . زمانی که بیش از یک مبدل نیاز داشته باشیم .چند مبدل را بصورت سری و موازی استفاده میکنیم چند مبدل به یک مبدل تبدیل می شود.

یکی دیگر از مبدل های مورد استفاده در موتورخانه ، پوسته و لوله نام داشته که می توانید با مزایا استفاده از مبدل پوسته و لوله در موتورخانه آشنا شوید.

مبدل های دو لوله ای بصورت کل سه دسته هستند

1. مبدل حرارتی دوبل ساده یا Simple Double Pipe
2. مبدل های چند تیوبه یا Multi tube Heat Exchanger
3. مبدل های سنجاق سری یا Hair Pin Heat Exchanger

دسته بندی مبدل دو لوله | کارا پمپ

مبدل دو لوله ساده

دارای ساختار ساده ای هستند و از یک لوله که در درون لوله های دیگر قرار گرفته شکل گرفته است و دو دسته Bare Pipe و Finned Tube تقسیم می شود .

مبدل های چند تیوبی

این مبدل ساختاری مانند ساختار مبدل لوله U شکل دارد که برخی تیوبها به صورت u شکل هستند .

مبدل های سنجاقی

ساختاری همانند چند تیوپی دارند اما هر پاس تیوب در یک پوسته منحصر خود قرار دارد ‌. این مبدل ها برای کنترل دما خروجی سیال ها طراحی شده اند . در انتهای این مبدل ها یک خم وجود دارد که نمادی شبیه به سنجاق سر یا یک دو شاخه است به همین دلیل به این نام خوانده میشوند.

طراحی مدل pipe و tube تفاوت هایی با یکدیگر دارند بطور مثال استاندارد های طراحی این دو با یکدیگر متفاوت می‌باشد ، در اندازه سایز لوله ها تفاوت دارند و با استفاده از پارامتر های جداگانه اسجکوال و Bwg مشخص می شوند .

ضریب انتقال حرارت و سایز و ابعاد نیز تفاوت دارند .

همچنین می توانید با یکی دیگر از مبدل ها که صفحه نام دارد آشنا شده و کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای را بشناسید.

زمان کاربرد این مبدل ها بدین شرح است

• شدت جریان سیال کم در آن پایین است .
• اختلاف دما و فشار بین دو سیال بالا است

در مبدل حرارتی دوبل ، رسوب سیالات بسیار زیاد است و لوله های مبدل نیاز به تمیز کردن و رسوب زدایی دارند .

از طرفی ارزان قیمت بودن این مبدل ها ، در طراحی و همینطور نگهداری ساده آن باعث شده تا در صنایع کوچک یا در حال رشد مورد استفاده قرار گیرند اما به دلیل بازدهی پایین این مبدل در صنایع بزرگتر و اشغال فضای بیش از حد در صنایع بزرگ و مدرن چندان مورد استفاده قرار نمی گیرند .

سخن آخر

در این محتوا با مبدل حرارتی دوبل به صورت کامل آشنا شدید.

همانطور که می دانید ، این قطعه یکی از پر کاربرد ترین تجهیزات سیستم حرارتی مرکزی بوده که انعطاف پذیر می باشد.