نحوه کار مبدل حرارتی

مبدل حرارتی به عنوان یکی از اجزای تاسیسات گرمایشی و موتورخانه ساختمان، به صورت پیوسته آب گرم مصرفی ساختمان را تامین می کند، که در مقاله نحوه نصب مبدل حرارتی جزئیات و نکات نصب و راه اندازی این وسیله عنوان شده است.

برای آشنایی بیشتر با سایر تجهیزات موتورخانه می توانید به مقالات اجزای موتورخانه ساختمان - بخش اول و اجزای موتورخانه ساختمان - بخش دوم مراجعه کنید.

قسمت های مختلف مبدل حرارتی موتورخانه

مبدل های حرارتی در تاسیسات و موتورخانه ساختمان به منظور انتقال حرارتی بین دو سیال که عموماً آب گرم یا بخار آب با آب سرد است و تامین آب گرم مورد نیاز ساکنین به کار می روند. 

برای آشنایی با بهترین مبدل برای گرمایش از کف و ویژگی های آن بر روی لینک مقاله بزنید.

شکل 1 نمونه ای از یک مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه در ابعاد بزرگ

مبدل حرارتی صفحه ­ای معمولاً از تعداد زیادی صفحات فولادی ضد زنگ که به صورت چیندار درآمده اند، تشکیل شده است.

واشرهای پلیمری این صفحات را از هم جدا می کنند و مجموعه صفحات در داخل یک قاب فولادی قرار می گیرند.

مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

• قاب
• صفحات
• واشرها

در واقع، صفحات که سطوح تبادل حرارتی محسوب می شوند، بین دو صفحه­ ی فولادی با استفاده از پیچ و مهره محکم شده اند.

استفاده از مبدل های حرارتی به جای منابع آب گرم دو جداره یا کویل دار با نظرات مختلفی همراه است. برای آشنایی با منبع دو جداره و منبع کویلی، می توانید به مقالات منبع دوجداره آب گرم و منبع کویلی آب گرم مراجعه فرمایید.

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه به این صورت است، که سیال گرم و سرد در جهات مخالف هم به شبکه­­ مجاری مبدل وارد می­ شوند.

قرار گیری صفحات سیال سرد و گرم به صورت یک در میان در کنار هم باعث می شود که تبادل حرارتی بین دو سیال انجام شود.

در دو صفحه­ مجاور هم، مسیر جریان سیال سرد و گرم در جهات مخالف از کنار یکدیگر رد می شوند.

شکل 2 جریان سرد و گرم در مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه

نمونه­ مسیر جریان در مبدل حرارتی صفحه ای در شکل زیر مشاهده می شود. قسمت دایره واری واشر بر روی هر صفحه، مانع ورود سیال به آن صفحه شده و سبب هدایت شدن آن به دهانه­ بعدی می شود.

این در حالیست که بخش دیگر واشر سیال را به طرف صفحه هدایت می کند.

شکل 3 مسیرهای جریان سیال در مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه

با توجه به نحوه کار مبدل حرارتی صفحه ای و بر اساس اینکه واشر بندی هر سیال به طور جداگانه انجام می شود و فضای مابین واشرها که به فضای بیرون یا اتمسفر راه دارد، دو سیال با هم مخلوط نمی شوند.

مبدل حرارتی صفحه ای این قابلیت را دارد که در هنگام کار به نحوی اختلاف دمای بین ورودی یک سیال و خروجی سیال دیگر را در حد کمتر از ۱ درجه سانتی گراد نگه دارد.

همین ویژگی باعث می شود که توجه زیادی به این مبدل ها در کاربردهای بهبود و بازیابی حرارتی تجهیزات گرمایشی شود.

در هنگام استفاده از مبدل حرارتی صفحه ­ای بایستی از تغییرات ناگهانی در فشار کارکرد پرهیز کرد.

اگر به دلیل عواملی همچون اثر چکش آبی، بسته شدن ناگهانی یک شیر و ... امکان بوجود آمدن تغییرات ناگهانی فشار در سیستم هست، باید احتیاط بیشتری کرد.

بی توجهی به این نکته ممکن است ترکیدن یکی از واشرها و سپس نشتی در سیستم را بدنبال داشته باشد. توصیه می شود که از تغییرات فشار از حدود ۷ کیلو پاسکال بر دقیقه فراتر نرود.

همچنین تغییرات دمایی به زیر ۱۰ درجه سانتی­گراد بر دقیقه محدود شود. برای کنترل این شرایط می توان از تجهیزاتی همچون دمپر و شیرهای تخلیه استفاده کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مبدل های حرارتی می توانید به دانلود کتاب مبدل های حرارتی اقدام کنید.

شکل 4 ساختار شماتیک مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه

توصیه های استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه

با توجه به فاصله بسیار کوچک بین صفحات در یک مبدل حرارتی صفحه ای که با هدف افزایش انتقال حرارت اینگونه طراحی شده اند، احتمال گیر کردن ذراتی با ابعاد بزرگتر از 0.5 میلی متر در این فضا زیاد است.

در نتیجه باید با استفاده از صافی ها از ورود این ذرات به داخل جریان مبدل جلوگیری کرد.

این نکته مخصوصاً در شرایطی که مخازن باز به کار می رود و امکان بیشتری از وجود ذرات بزرگ­تر هست، اهمیت افزون تری می یابد.

افزایش سرعت جریان سیال می­ تواند به عبور ذرات و جلوگیری از ته ­نشین شدن آنها کمک کند.

در صورتیکه دمای سیال در یک مبدل حرارتی صفحه ای از 60 درجه­ ی سانتی­گراد بیشتر می شود یا سیال به کار رفته اثرات خورندگی بر جداره ها بر جای می گذارد.

توصیه می شود که جهت احتیاط و برای جلوگیری از تماس آب گرم و یا خورنده با جداره ها، از یک صفحه­ ی پوششی استفاده به عمل آید.

شکل 5 مبدل حرارتی صفحه ای بکار رفته در سیستم تاسیسات و ارتباط آن با سایر اجزا

جلوگیری از نشتی در مبدل حرارتی صفحه ای به طور کلی آسان تر از ترمیم آن است. سفت بستن واشرها گامی مهم در این راستا است.

نکته ­ای که باید به آن توجه داشت این است که جهت مشخص کردن میزان و مقدار سفت بستن مبدل­ های حرارتی صفحه ای واشردار گشتاور مورد نیاز بکار نمی رود و از ابعاد مجموعه استفاده می شود.

به عبارت دیگر، شرکت سازنده یک طول مشخص را برای مجموعه­ ی صفحات با توجه به محصول و تعداد صفحات مشخص می کند که میزان سفت بستن سیستم باید با توجه به آن صورت گیرد.

سرویس مبدل حرارتی صفحه ای

در صورت عدم بهره برداری از مبدل حرارتی یعنی اگر مبدل حرارتی در حال کار نباشد و یا قرارگیری آن در معرض دماهای زیر صفر، چنانچه درون سیستم آب وجود دارد، باید مبدل را به طور کامل خشک کرد.

زیرا در چنین شرایطی امکان یخ زدن و تغییر شکل صفحات آن وجود دارد.

نکته:

• جهت بازبینی، تمیز کردن و سرویس مبدل حرارتی صفحه ای، دستگاه را باید خاموش کرد و دمای آن را به زیر ۴۰ درجه ­ی سانتیگراد رساند.
• باید از تمیز بودن مبدل حرارتی اطمینان حاصل کرد، چرا که وجود ذرات آلودگی یا رسوب در داخل مبدل باعث کم شدن جریان سیال، افت بازدهی مبدل و کاهش عمر آن می شود.
• چنانچه بر اثر آسیب جدی، یک صفحه احتیاج به تعویض داشته باشد، معمولاً عوض کردن صفحات مجاور آن نیز لازم است.

شکل 6 نمونه هایی از مبدل حرارتی صفحه ای در ابعاد مختلف

• توصیه می­ شود که برای جلوگیری از نشتی مبدل حرارتی، در صورت نیاز سفت کاری اتصالات مجموعه سالی یک بار انجام شود.
• همچنین همزمان با آن جهت بررسی هرگونه آسیب احتمالی یا خوردگی (در محیط های شیمیایی) بازبینی اتصالات و قاب انجام شود.

برای آشنایی با نکات تعمیر و سرویس تجهیزات موتورخانه، توصیه می کنیم لینک های بازدید و سرویس موتورخانه و تعمیر و نگهداری موتورخانه را مطالعه فرمایید.

نصب، تعمیر، تعویض و سرویس مبدل حرارتی ساختمان خود را با خیالی آسوده به کارشناسان ما در مجموعه تاسیسات 24 ساعته بسپارید.

کافیست با شماره مندرج درسایت تماس بگیرید و یا فرم درخواست سرویسکار را پر کنید، تا همکاران واحد فنی در بازدید اولیه رایگان، خدمات مورد نیاز موتورخانه و تاسیسات گرمایشی شما را انجام دهند.