المبادل الحراري للصفائح هو نوع من المبادلات الحرارية الاسترجاعية ، يعتمد مبدأه على تحويل وحركة الطاقة الحرارية من وسط إلى آخر ، عن طريق ألواح التلامس. يتم تجميعها في حزمة واحدة ، وتشكل نوعًا من القنوات التي يتحرك من خلالها المبرد. تتم الإشارة إلى معلمات وأبعاد الجهاز وفقًا لمعايير GOST 15518-83.
أنواع المبادلات الحرارية
اعتمادًا على درجة إمكانية الوصول إلى الصيانة والفحص ، تنقسم المبادلات الحرارية إلى عدة أنواع:
- انهيار،
- ملحومة بالنحاس
- ملحومة ،
- شبه ملحوم.
انهيار
يتم تجميع الأجهزة من هذا النوع وتفكيكها للصيانة الدورية والفحص والإصلاح. تتم عملية نقل الحرارة عن طريق ألواح تتناوب مع بعضها البعض ، وتشكل دائرتين متحركتين. هذا يلغي خلط الطاقة الحرارية بين التيارين. يتم فصل جميع اللوحات بواسطة فواصل مطاطية.
لحم من النحاس
لا يتم تفكيك الأجهزة من هذا النوع ، على عكس النوع المعتبر سابقًا ، ويتم لحام جميع اللوحات معًا. تعتبر مزايا هذه الأجهزة تكلفة معقولة وأبعادًا صغيرة. المجال الرئيسي للتطبيق هو غلايات الغاز المنزلي وأنظمة التدفئة الأخرى.
ملحومة
تتكون وحدات هذه الفئة من ألواح ملحومة معًا بدون أختام مطاطية. تحدث حركة تدفق الحرارة من خلال قناتين: واحدة على طول المموج ، والثانية على طول الأنبوب. من بين العيوب التكلفة العالية للجهاز وحجمه. تستخدم ناقلات الحرارة من هذه الفئة على نطاق صناعي.
شبه ملحوم
هيكل يتكون من لوحات مركبة بطريقة مشتركة. توجد الأختام على السطح الخارجي للوحات الملحومة في أزواج. تتيح هذه المعدات إمكانية استخدامها في بيئات شديدة الخطورة أو في أنظمة التبريد.
المميزات والعيوب
من بين الجوانب الإيجابية لاستخدام هذه الوحدات:
- نقص تكاليف الإنتاج والاستثمار الكبيرة ؛
- كفاءة إمداد الحرارة
- حجم صغير
- القدرة على التنظيف الذاتي بسبب التدفق المضطرب العالي ؛
- بسبب الزيادة في عدد اللوحات ، من الممكن تحقيق زيادة في الكفاءة ؛
- الموثوقية؛
- سهولة الصيانة والشطف ؛
- وزن خفيف؛
- سهولة التركيب؛
- الحد الأدنى من تلوث السطح ؛
- القضاء التام على خلط أنواع مختلفة من المبرد ، وذلك بفضل نظام الختم الخاص ؛
- المقاومة للتآكل؛
- توفر الكفاءة العالية الحد الأدنى من سطح التبادل الحراري ؛
- القدرة على تقليل فقد الضغط إلى الحد الأدنى باستخدام ألواح ذات أنواع مختلفة من التشكيلات ؛
- تنظيم درجة الحرارة.
تشمل عيوب المبادلات الحرارية اللوحية ما يلي:
- الحاجة إلى التأريض
- الدقة في جودة المبرد.
يسمح عدد كبير من المزايا باستخدام المبادلات الحرارية في القطاعين المنزلي والصناعي.قد لا يكون الطلب على المبرد عيبًا ، ولكنه ضرورة ، من أجل منع تكرار استبدال الألواح التي أصبحت غير صالحة للاستعمال.
جهاز مبادل حراري لوحة
يستخدم المبادل الحراري للوحة على نطاق واسع للتبادل الحراري للأبخرة أو السوائل ويعمل كمبرد أو مسخن مسبق أو مكثف. يتكون من عدة مكونات:
- لوحة متحركة
- لوحة ثابتة؛
- الأنابيب الفرعية مع شفة ملولبة ووصلة ملحومة ؛
- مجموعة لوحات مثبتة معًا ؛
- الأدلة السفلية والعلوية ؛
- حامل ملولب للتثبيت والمسامير.
توجد أختام مطاطية بين الألواح. تحدث حركة الطاقة الحرارية وفق عدة مخططات:
- التدفق المباشر ،
- تيار معاكس
- مختلط.
يتم اختيار المعدات للتثبيت في نظام التدفئة والحساب باستخدام برنامج خاص تم تطويره خصيصًا لهذه الأغراض.
مخطط الاتصال
لتوصيل اللوحة TO ، يتم استخدام مخطط كلاسيكي ، يتم فيه استخدام مدخل ومخرج سائل التبريد الموجود على اللوحة الأمامية. في أغلب الأحيان ، يتم وضع هذه الثقوب بطريقة توفر تدفقًا مضادًا للطاقة الحرارية وتمنع اختلاط التدفقات الساخنة والباردة.
يستخدم الخيار الثاني لتوصيل المبادل الحراري نفس فتحات المدخل والمخرج ، والتي يمكن وضعها ليس فقط على اللوحة الأمامية ، ولكن أيضًا في الخلف.
يحدث توصيل تيارات الدخل والمخرج للطاقة الحرارية عن طريق الأنابيب الفرعية ذات الوصلات ذات الحواف أو الملولبة أو الملحومة.
في بعض الحالات ، لا يتم استخدام أنابيب فرعية. ثم يتم الاتصال عن طريق حفر ثقوب إضافية بخيط داخلي لتركيب المسامير ، والتي ستكون بمثابة مرفق لسائل التبريد في خط الأنابيب. كحشية ، يمكنك أن تأخذ ختم مطاطي أو مطاطي مقاوم للحرارة.
قواعد الاختيار
يعتمد اختيار المعدات على عدة معلمات ، يتم حساب كل منها على حدة ، اعتمادًا على مكان تركيب المبادل الحراري.
عند اختيار نموذج ، تحتاج إلى تحديد النقاط التالية:
- نوع الوسيط (بخار ، ماء ، إلخ) ؛
- مؤشرات درجة الحرارة عند مدخل ومخرج المبرد ؛
- فقدان الضغط المسموح به
- مؤشرات درجة الحرارة القصوى
- أقصى ضغط داخل الجهاز ؛
- الحمل الحراري على المعدات.
بعد الحصول على بيانات حول هذه المعلمات ، من الضروري حساب مؤشرات نظام التبادل الحراري. بعد ذلك ، يمكنك البدء في اختيار النموذج ، بالاعتماد على مؤشرات الطاقة المتاحة ومعدل تدفق المياه والقطر ومنطقة التبادل الحراري.
مبدأ التشغيل
لا يمكن تسمية مبدأ تشغيل المبادل الحراري للوحة بالبساطة. يتم تثبيت الألواح بزاوية 180 درجة بالنسبة لبعضها البعض. عادةً ما يكون هذا عبارة عن لحام لزوجين من الألواح التي توفر مدخلات ومخرجات الطاقة الحرارية. لا يشارك الزوج المتطرف في عملية نقل الحرارة.
اعتمادًا على ميزات التصميم ، يتم عادةً تقسيم المبادلات الحرارية إلى ثلاثة أنواع:
- دائرة واحدة
- متعدد الدوائر
- اتجاهين.
يتم تداول الطاقة الحرارية في جهاز أحادي الدائرة بشكل دائم ، على طول الدائرة بأكملها وفي اتجاه واحد ، مع تدفق معاكس متزامن لسائل التبريد.
تحدث حركة الناقل الحراري في المعدات متعددة الدوائر في اتجاهات مختلفة. يتم استخدام هذه الأجهزة فقط إذا كان هناك اختلاف طفيف في درجة الحرارة في تدفق العودة والمدخل.
تحدث حركة الطاقة الحرارية في الأجهزة ثنائية الاتجاه على طول دائرتين مستقلتين ، تخضعان للتحكم المستمر في مصدر الحرارة.
هناك نوع آخر من الأجهزة - مبادل حراري ذو لوحة بخارية ، وهو مسؤول عن تسخين الماء أو أي سائل آخر في نظام التدفئة. لا يختلف مبدأ تشغيل هذا الجهاز عن النماذج القياسية لمجموعات الألواح.
لوحات مبادل حراري للوحة
يستخدم الفولاذ ، بسمك 1 مم ، كمادة للألواح. لإحداث اضطراب في تدفق المبرد وزيادة مساحة التبادل الحراري ، يكون جزء التدفق من الصفائح مضلعًا أو مموجًا.
عند عرضها في القسم ، يكون للسطح المموج شكل مثلث متساوي الأضلاع. تعتمد المقاومة ومعدل التدفق على درجة الزاوية التي يقع بها التموج. كلما كانت أكثر حدة ، انخفضت المقاومة وزادت سرعة المبرد.
بالإضافة إلى الفولاذ ، تُستخدم سبائك أخرى أيضًا لتصنيع ألواح المبادلات الحرارية ، اعتمادًا على مكان عمل الجهاز.
التطبيقات
كل نوع من أنواع المبادلات الحرارية له نطاقه الخاص.
عادة ما تستخدم المبادلات الحرارية ذات الحشية:
- لتركيب شبكات التدفئة.
- في غرف التبريد
- في حمامات السباحة ، إلخ.
تستخدم الأجهزة النحاسية:
- في المجمدات
- في أنظمة تكييف الهواء
- في أنظمة التهوية
- في تركيبات الضاغط.
الأجهزة الملحومة وشبه ملحومة وجدت تطبيقها:
- في أنظمة التحكم في المناخ والتهوية ؛
- في صناعة الأدوية.
- في صناعة المواد الغذائية.
- في أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة ؛
- في مضخات الدوران ، إلخ.
في الاستخدام المنزلي ، غالبًا ما يوجد نوع من المبادل الحراري الملحوم. وهي مسؤولة عن تبريد أو تسخين الطاقة الحرارية.
المبادل الحراري هو عنصر نظام يستخدم في صناعات المرافق والأغذية والمعادن والنفط والغاز ، وكذلك في بناء السفن. يشير انتشار المزايا على العيوب إلى استخدامها الفعال. بعد تحديد الخصائص والمهام التقنية للجهاز بشكل صحيح ، يمكنك تثبيت نظام التدفئة في المنزل باستخدام الرسومات ومخططات الاتصال الخاصة بالمبادل الحراري المتاحة للجمهور على الإنترنت.
