چگونه یک سیال توسط مبدل حرارتی خنک می شود؟

چگونه یک سیال توسط مبدل حرارتی خنک می شود؟

چکیده: در مبدل حرارتی هوا خنک هیچ تماسی بین سیالی که خنک شونده و هوا وجود ندارد. زیرا سیال با درجه حرارت بالا وارد لوله‌ های کویل آن شده و در مسیری پر پیچ و خم حرکت می‌ کند تا کم کم به وسیله هوایی که از فن ها دمیده می‌ شود، خنک گردد.

مبدل حرارتی هوا خنک، دمای سیال را با هوایی که توسط فن دمیده می شود، خنک می کند. این نوع از مبدل ها به ۳ شکل مختلف طراحی و ساخته می شوند. این ۳ شکل متفاوت عبارتند از مبدل وی شکل (V Type)، مبدل افقی (Horizontal Type) و مبدل عمودی (Vertical type).

انواع مبدل های حرارتی
در مبدل حرارتی هوا خنک هیچ تماسی بین سیالی که خنک شونده و هوا وجود ندارد. زیرا سیال با درجه حرارت بالا وارد لوله‌ های کویل آن شده و در مسیری پر پیچ و خم حرکت می‌ کند تا کم کم به وسیله هوایی که از فن ها دمیده می‌ شود، خنک گردد.

از مبدل حرارتی افقی، بیشتر در زمانی که موقعیت پروژه و یا شرایط آب و هوایی و محیطی اجازه استفاده از سایر سیستم های خنک کننده مانند برج خنک کننده را نمی‌ دهد، استفاده می‌ شود. یکی از این محدودیت‌ ها عدم وجود آب کافی و یا حساس بودن محل مورد نظر به آلودگی آب و تاثیر آن بر محیط کار است و به همین خاطر در چنین مواردی به جای خنک کننده‌ های آبی (مثل برج خنک کننده) از نوع هوا خنک استفاده می‌ شود.

این مبدل با نام‌های دیگری همچون درای کولر یا مبدل حرارتی فن دار و یا حتی برج خنک کننده خشک نیز شناخته می‌ شود و به طور گسترده در صنایع مختلفی مانند صنایع شیمیایی، نفت و گاز، نیروگاه های تولید توان، صنایع هیدرولیکی، صنعت تبرید (مانند کندانسور چیلر هوا خنک)، کارخانه‌ها، صنایع سنگین و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیوه کار آن بدین شکل است که سیال داغ وارد تیوب های فین دار (لوله‌های پره‌دار) مبدل شده و هوای خنک کننده توسط فن‌ هایی از میان لوله‌ های فین دار دمیده شده و حرارت را از سیال داغ می‌ گیرد.

درای کولر یا برج خنک کننده خشک
برج خنک کننده خشک غیر مستقیم همان برج خنک کننده خشک است با این تفاوت که آب خنک شده در این سیستم به صورت غیر مستقیم در فرآیند برای خنک کردن سیال دیگر یا بخار به کار می رود.

​

ایرکولر (Air Cooler) وسیله‌ای برای دفع گرما از یک سیال به طور مستقیم به هوای محیط است. برخلاف مبدل‌‌های حرارتی پوسته و لوله یا برج خنک کننده که نیاز به آب دارند در این سیستم جهت خنک کردن نیازی به آب وجود ندارد. یکی از مزیت‌های آشکار Air Cooler این است که به آب نیاز ندارد؛ یعنی این امکان وجود دارد که در مکان‌‌های بدون آب و خشک، سیال مورد نظر را خنک کند. یک Air Cooled Heat Exchanger ممکن است به اندازه یک رادیاتور خودرو کوچک باشد یا به اندازه کافی بزرگ باشد که گرمای میعان بخار خروجی توربین را از یک نیروگاه ۱۲۰۰ مگاواتی دفع کند.

مزایای کولینگ تاور خشک

​

در یک برج خنک کن خشک برای خنک سازی از هوا استفاده می‌شود و نیازی به سیال سرد کننده نیست و در نتیجه میزان مصرف آب در مقایسه با سیستم‌های خنک کننده مرطوب بسیار کمتر است. بنابر این در مناطقی که با مشکلات کمبود آب مواجه هستند استفاده از این سیستم‌ها توصیه می شود و کاهش مصرف آب برج خنک کننده را به دنبال خواهد داشت.

کولینگ تاور خشک
در کارخانجاتی که از سیستم خنک سازی خشک استفاده می کنند، بدون توجه به دسترسی منابع آبی می توان کارخانه را در هر محلی تاسیس نمود. قسمت های مختلف برج خشک قابل تعویض جز به جز می باشد. لذا انتخاب اجزای ارزان قیمت باعث کاهش میزان سرمایه آب گذاری اولیه می شود و به کمک پیشرفت سریع تکنولوژی در دوره‌های کوتاه می‌توان برای تعویض اجزا اقدام نمود.

از آنجایی که سیستم های خشک از آب بعنوان سیال سرد کننده استفاده نمی‌کنند پس احتیاج به افزودن مقادیر زیاد مواد شیمیایی جهت تصفیه آب ندارند و همینطور به دوره های تمیزکاری مانند سیستم‌های مرطوب نیز نیاز نمی باشد.

سیستم های خنک کننده ی خشک باعث آلودگی منابع آبی نمی‌گردند که این آلودگی در سیستم‌های تر شامل آلودگی شیمیایی و آلودگی حرارتی منابع آب می‌باشد.

برج خنک کننده خشک غیر مستقیم اثرات نا مطلوب زیست محیطی مانند تشکیل ابر و بخارات قابل رویت که ناشی از پدیده تبخیر در برج های خنک کننده مرطوب می‌باشد را ندارد.

مبدل حرارتی هوا خنک از چه قسمت هایی تشکیل شده است؟
مبدل حرارتی هوا خنک از یک یا چند سطح مختلف به صورت دسته‌ای برای انتقال حرارت تشکیل شده است. در این نوع تجهیزات، یک دستگاه خنک کننده هوا مانند یک فن نیز قرار دارد. اگر پره‌های این فن خنک کننده به صورت طبیعی حرکت کنند به اندازه کافی قوی هستند تا سیستم کولر هوایی در مبدل حرارتی هوا خنک را فعال کنند، اما در مواردی که امکان حرکت خودکار فن وجود نداشته باشد، به صورت مکانیکی آن را به حرکت در می آورند.

در مبدل حرارتی هوا خنک برخی از ساختارهای نگهدارنده تعبیه شده است که بتواند قسمت‌ های درون مبدل را ثابت نگه دارد؛ قسمت مشخصی در این مبدل‌ ها وجود دارد که امکان بازرسی قسمت های مختلف و یا تعمیرات آن را میسر می‌ سازد. قسمت دیگر در مبدل فوق وجود دارد که می‌توان از طریق آن شرایط دمایی را نیز کنترل نمود.

صفحات مستطیل شکل درون مبدل حرارتی هوا خنک در چند ردیف در کنار یکدیگر قرار داده می شوند و یک مسیر ویژه برای عبور سیال و تسهیل انتقال حرارت را فراهم می آورند. مبدل حرارتی هوا خنک در حقیقت، یک مبدل با جریان مخالف است.

در واقع در این مبدل حرارتی هوا خنک، سیال گرم درون مجموعه‌ای از لوله‌ ها که به صورت افقی کنار هم قرار گرفته‌اند توزیع می‌شود و همزمان با عبور هوای محیط از روی جداره لوله ها، فرآیند انتقال حرارت انجام می شود.

مراحل ساخت مبدل حرارتی هوا خنک
برخی از ویژگی هایی که در ساخت مبدل های حرارتی هوا خنک به کار می رود عبارتند از:

• شبیه سازی نرم افزاری جهت بهینه سازی انتقال حرارت و کاهش افت فشار سیال
• استفاده از مجموعه موتور فن های برندهای معتبری مانند زیلابگ، EBM و دمنده
• انجام تست های حرارتی و ویژگی های عملکردی مبدل ها در محل کارخانه
• طراحی با قابلیت دسترسی آسان جهت پاکسازی و نگهداری
• ساخت مبدل حرارتی هوا خنک در طرح ها و ظرفیت های مختلف برای انواع کاربری ها
• استفاده از مواد اولیه (مس ، استیل ، نیکل و…) متناسب با شرایط محیطی هر پروژه (مواد مقاوم در برابر خوردگی) و نوع سیالی که باید خنک شود.
• استفاده از تیوب هایی (لوله هایی) از جنس استیل (فولاد ضد زنگ)، مس، آلیاژ مس و نیکل و هر نوع ماده دیگر مورد نیاز
• استفاده از فین هایی از جنس آلومینیوم، مس و در برخی موارد فولاد گالوانیزه با اشکال مختلف
• استفاده از اتصالات، جوشکاری های مخصوص و لوله های مقاوم در برابر فشارهای بالا

ساخت و فروش مبدل حرارتی هوا خنک
قبل از ساخت و فروش مبدل حرارتی هوا خنک (درای کولر) می بایستی که نقشه های مربوط به طرح و جانمایی آن در محل اجرای پروژه و متناسب با نیاز و درخواست هر مشتری و به طور خاص برای هر پروژه طراحی و تهیه گردد. مهندسان متخصص در این زمینه اطلاعات لازم را جمع آوری و مناسب ترین نوع و طرح مبدل را طراحی و تولید می کنند. فروش مبدل حرارتی هوا خنک به صورت مستقیم از کارخانه انجام و با قیمت مناسب به بازار عرضه می شود.