مبدل حرارتی لوله مارپیچ / هلیکال

مبدل حرارتی لوله مارپیچی حلزونی (هلیکال ) نوعی از مبدل حرارتی لوله ای است که برای تسهیل انتقال حرارت بین دو سیال استفاده می شود. این مبدل به شکل مارپیچ یا سیم پیچ طراحی شده است، جایی که دو کانال سیال مجزا در اطراف یک هسته مرکزی می پیچند و امکان تبادل گرمای کارآمد بین سیالات را فراهم می کند. این مبدل‌ها به دلیل طراحی فشرده، راندمان انتقال حرارت بالا، و توانایی آن‌ها در مدیریت سیال‌هایی با گرایش رسوب یا ویسکوزیته بالا شناخته شده‌اند.

گروه صنعتی اکسرلند که در زمینه تامین تجهیزات تاسیساتی صنعتی تا کنون توانسته متقاضیان را از خود راضی نگه دارد هم اکنون توانسته با شناخت نیازهای مشتریان در زمینه ساخت مبدل های حرارتی صنعتی فعالیت کند.

نحوه عملکرد مبدل حرارتی لوله مارپیچ/ هلیکال 

مبدل حرارتی لوله مارپیچی حلزونی نوعی مبدل حرارتی است که برای انتقال حرارت بین دو سیال طراحی شده است. این بر اساس اصول هدایت گرما و همرفت عمل می کند. در اینجا نحوه عملکرد یک مبدل حرارتی لوله مارپیچی آمده است:

• طراحی و ساخت :

یک مبدل لوله مارپیچی از دو لوله متحدالمرکز تشکیل شده است که یکی در داخل دیگری قرار دارد. لوله داخلی به شکل مارپیچی پیچیده شده است، در حالی که لوله بیرونی آن را احاطه کرده است. این دو لوله معمولاً در انتها آب بندی می شوند و یک سیستم حلقه بسته ایجاد می کنند.

• جریان سیال :

دو سیال درگیر در فرآیند تبادل حرارت از طریق لوله های داخلی و خارجی جریان می یابند. یک سیال که اغلب به عنوان “سیال فرآیند” نامیده می شود، از طریق لوله داخلی جریان می یابد، در حالی که سیال دیگر که به عنوان “سیال سرویس” شناخته می شود، از فضای حلقوی بین لوله های داخلی و خارجی جریان می یابد.

• انتقال حرارت :

انتقال حرارت زمانی اتفاق می‌افتد که دو سیال از مجاورت یکدیگر عبور می‌کنند. انتقال حرارت می تواند از سیال فرآیند به سیال سرویس (در مورد گرمایش) و یا از سیال سرویس به سیال فرآیند (در مورد خنک کننده) باشد.

• جریان آشفته :

پیکربندی مارپیچی لوله داخلی باعث ایجاد جریان آشفته در سیال فرآیند می شود. جریان آشفته انتقال حرارت را با ترویج اختلاط و به حداقل رساندن تشکیل لایه های مرزی افزایش می دهد.

• طراحی جریان مخالف :

در اکثر مبدل های لوله مارپیچی، از طرح جریان مخالف استفاده می شود. این بدان معنی است که سیال فرآیند و سیال سرویس در جهت مخالف جریان می یابند. این پیکربندی اختلاف دما بین دو سیال را در طول مبدل حرارتی به حداکثر می رساند و سرعت انتقال حرارت را افزایش می دهد.

• رسانایی و جابجایی :

از آنجایی که دو سیال در مجاورت یکدیگر جریان می‌یابند، گرما از طریق دیواره‌های لوله توسط رسانایی منتقل می‌شود. سپس گرما از طریق همرفت در سراسر سیالات توزیع می شود، زیرا خود سیالات انرژی حرارتی را مبادله می کنند.

• راندمان :

در این مبدل ها ،طراحی لوله مارپیچ و الگوهای جریان آشفته منجر به انتقال حرارت کارآمد می شود که می تواند به طور قابل توجهی بهتر از برخی از انواع دیگر مبدل های حرارتی باشد. طراحی جریان مخالف نیز به به حداکثر رساندن اختلاف دما کمک می کند و منجر به تبادل کارآمدتر انرژی حرارتی می شود.

• اثر خود تمیز شوندگی :

طراحی مارپیچی می تواند رسوب و پوسته پوسته شدن لوله داخلی را کاهش دهد، به حفظ راندمان انتقال حرارت بالا و به حداقل رساندن نیازهای تعمیر و نگهداری کمک می کند.

• کنترل دما :

با کنترل نرخ جریان و دمای ورودی سیالات فرآیند و سرویس، می‌توانید دمای سیال فرآیند را دقیقاً کنترل کنید و آن را برای کاربردهای مختلف گرمایش یا سرمایش مناسب کنید.

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی به دلیل کارایی و طراحی فشرده معمولاً در طیف گسترده ای از فرآیندهای صنعتی از جمله صنایع شیمیایی، پتروشیمی و HVAC استفاده می شوند. آنها به ویژه برای کاربردهایی که فضا محدود است یا مایعات درگیر مستعد رسوب هستند مناسب هستند.

مبدل های حرارتی مارپیچی به خصوص برای کاربردهایی که طراحی فشرده، راندمان انتقال حرارت بالا و مقاومت در برابر رسوب مهم هستند، مناسب هستند. با این حال، ممکن است برای کاربردهایی با اختلاف دمای شدید یا زمانی که یکی از سیالات حاوی ذرات جامد است که می تواند منجر به گرفتگی شود، مناسب نباشند.

کاربرد مبدل حرارتی لوله مارپیچی / هلیکال

 به دلیل قابلیت های انتقال حرارت کارآمد، طراحی خاص و مقاومت در برابر تنش های حرارتی، کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارند. در اینجا تعدادی از کاربردهای رایج آن ها آورده شده است:

• صنایع شیمیایی:

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی اغلب در صنایع شیمیایی برای فرآیندهایی مانند گرمایش یا خنک کردن ترکیبات شیمیایی، از جمله خنک کردن سیالات واکنشی یا خورنده استفاده می شوند. طراحی قوی و توانایی آنها در مدیریت رسانه های تهاجمی آنها را برای این کاربردها مناسب می کند.

• صنعت داروسازی:

آنها در تولید دارو برای کارهایی مانند کنترل دما در طی فرآیندهای مختلف تولید، به ویژه هنگامی که با مواد یا محصولات حساس دارویی سروکار دارند، استفاده می‌شوند.

• صنایع غذایی و آشامیدنی:

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی برای پاستوریزه کردن، استریل کردن و کنترل دما در فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی مورد استفاده قرار می گیرند و از ایمنی و کیفیت محصولات مانند محصولات لبنی، آب میوه ها و سس ها اطمینان حاصل می کنند.

• صنعت پتروشیمی:

در فرآیندهای پالایشی از جمله خنک‌سازی هیدروکربن‌ها و جریان‌های شیمیایی مختلف در فرآوری نفت و گاز نقش دارند.

• سیستم های HVAC:

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) برای انتقال گرما بین هوای تازه ورودی و هوای خروجی استفاده می شود. این به بازیابی و استفاده مجدد از گرما کمک می کند و بازده انرژی را بهبود می بخشد.

• بازیابی حرارت زباله:

در محیط‌ های صنعتی، از مبدل‌های حرارتی لوله مارپیچی می‌توان برای بازیابی گرمای تلف شده از گازهای خروجی استفاده کرد، که سپس می‌توان از آن برای فرآیندهای دیگر استفاده کرد و در نتیجه مصرف انرژی و هزینه‌ها را کاهش داد.

• تولید برق:

آنها را می توان در نیروگاه ها برای مقاصد خنک کننده مانند خنک کردن روغن روان کننده یا برای نیازهای مختلف تبادل حرارت در فرآیند تولید برق یافت..

• پردازش شیمیایی:

در فرآیندهای شیمیایی مختلف مانند بازیافت حلال، خنک کننده تبخیری و تبادل حرارت در تولید مواد شیمیایی و پتروشیمی استفاده می شود.

• دریایی و دریایی:

به دلیل طراحی مهندسی و مقاومت در برابر شوری زیاد آب دریا،  در کاربردهای دریایی و دریایی برای کارهایی مانند خنک کردن اجزای موتور و نمک زدایی استفاده می شود.

• تصفیه آب و فاضلاب:

برای گرم کردن یا خنک کردن آب در فرآیندهای تصفیه، مانند خنک کردن پساب ها یا پیش گرم کردن آب ورودی استفاده می شود.

• تولید بیومس و سوخت زیستی:

در تولید زیست توده و سوخت زیستی برای کنترل دما در مراحل مختلف فرآیند از جمله تخمیر و تولید بیودیزل استفاده می شود.

• کشاورزی:

​​در کشاورزی می توان از آنها برای خنک کردن یا گرم کردن آب برای سیستم های دام، طیور و آبزیان استفاده کرد.

مزایایی مانند راندمان انتقال حرارت بالا و توانایی مدیریت طیف گسترده ای از انواع سیالات و دما را ارائه می دهند. این ویژگی‌ها آن‌ها را به گزینه‌ای همه‌کاره برای کاربردهای صنعتی متعددی تبدیل می‌کند که در آن تبادل حرارت کارآمد بسیار مهم است.

نکات مثبت برای انتخاب مبدل حرارتی لوله مارپیچی / اسپیرال

• راندمان انتقال حرارت بالا:

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی برای انتقال حرارت کارآمد طراحی شده اند. پیکربندی مارپیچی لوله ها جریان آشفته ایجاد می کند و نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهد و در نتیجه عملکرد حرارتی بهتری دارد.

• طراحی خاص :

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی معمولاً فشرده تر از مبدل های حرارتی پوسته و لوله سنتی هستند. این طراحی جمع و جور باعث صرفه جویی در فضا می شود و آنها را برای نصب هایی با ردپای محدود مناسب می کند.

• اثر خود تمیز شوندگی:

طراحی مارپیچ لوله ها خطر رسوب و پوسته پوسته شدن را به کمترین مقدار می رساند، زیرا جریان آشفته به جلوگیری از چسبیدن رسوبات به سطوح لوله کمک می کند. این اثر خود تمیز شوندگی نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و عملکرد مداوم را تضمین می کند.

• قابلیت‌های دما و فشار بالا:

مبدل‌های حرارتی لوله‌های مارپیچی برای رسیدگی به کاربردهای با دمای بالا و فشار بالا مناسب هستند. آنها اغلب در فرآیندهای صنعتی سخت که نیاز به تجهیزات قوی دارند استفاده می شوند.

• تطبیق پذیری:

این مبدل های حرارتی (اسپیرال ) همه کاره هستند و می توانند برای کاربردهای مختلف انتقال حرارت از جمله تراکم، تبخیر، سرمایش و گرمایش استفاده شوند. آنها با طیف گسترده ای از مایعات سازگار هستند و می توانند برای نیازهای خاص سفارشی شوند.

• مقاومت در برابر خوردگی:

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی را می توان با استفاده از موادی ساخت که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند و دوام و عملکرد طولانی مدت را در محیط های خورنده تضمین می کند.

• بازیابی حرارت پیشرفته:

راندمان بالای انتقال حرارت مبدل های حرارتی لوله مارپیچی ( هلیکال )آنها را برای کاربردهای بازیابی حرارت ایده آل می کند. آنها با استفاده دوباره از گرمای هدر رفته می توانند به صرفه جویی در انرژی و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.

• افت فشار کم:

این مبدل های حرارتی معمولاً افت فشار کمتری نسبت به برخی دیگر از طرح های مبدل حرارتی دارند که به حفظ جریان سیال کارآمد و کاهش مصرف انرژی کمک می کند.

• تعمیر و نگهداری آسان:

طراحی ساده و کاهش تمایل به رسوب گیری، تعمیر و نگهداری را نسبتاً ساده می کند. نظافت و بازرسی کمتر انجام می شود و زمان خرابی به حداقل می رسد.

• مقرون به صرفه:

در حالی که هزینه سرمایه گذاری اولیه ممکن است بیشتر از سایر انواع مبدل های حرارتی باشد، مقرون به صرفه بودن طولانی مدت، کارایی انرژی و کاهش نیازهای تعمیر و نگهداری، اغلب مبدل های حرارتی لوله مارپیچی را به یک انتخاب مقرون به صرفه تبدیل می کند.

• دوستدار محیط زیست:

بهره وری انرژی و قابلیت های بازیابی حرارت مبدل های حرارتی لوله مارپیچی به کاهش مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند و آنها را دوستدار محیط زیست می کند.

• قابل تنظیم:

تولیدکنندگان می توانند مبدل های حرارتی لوله مارپیچی را برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص، از جمله اندازه، مواد و مشخصات عملکرد، سفارشی کنند.

نکته

این نکات مثبت مبدل های حرارتی لوله مارپیچی ( اسپیرال ) را به گزینه ای قانع کننده برای صنایع و فرآیندهای مختلف تبدیل می کند که در آن انتقال حرارت کارآمد و قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

گروه صنعتی اکسرژی یک شرکت معتبر و با سابقه در زمینه ارائه مبدل های حرارتی با کیفیت بالا می باشد. ما در طراحی، ساخت و توزیع مبدل های حرارتی که مطابق با نیازهای منحصر به فرد صنعت شما طراحی شده اند، تخصص داریم. تعهد ما به کیفیت و نوآوری ، ما را در زمینه راه حل های تبادل حرارت متمایز می کند.

ما از فناوری پیشرفته و تیمی از مهندسان مجرب برای ایجاد مبدل های حرارتی که استانداردهای صنعتی را تعیین می کنند، استفاده می کنیم. تعهد ما به نوآوری تضمین می کند که شما پیشرفته ترین و کارآمدترین راه حل ها را دریافت می کنید.

نتیجه‌گیری:

با توجه به بررسی‌های انجام‌شده و تحلیل‌های عمیق، مبدل حرارتی لوله مارپیچ (هلیکال) اکسرژی به عنوان یک راهکار نوین در انتقال حرارت، علاوه بر ارائه عملکرد بالا و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، از دیدگاه اکسرژی بهره‌وری بهینه‌ای را در استفاده از منابع حرارتی فراهم می‌آورد. طراحی منحصر به فرد این مبدل و قابلیت‌های برجسته آن، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای صنایع مدرن تبدیل کرده است؛ چرا که امکان ارتقای سطح کارایی سیستم‌های حرارتی و کاهش اثرات زیست‌محیطی را به همراه دارد. به عبارت دیگر، به‌کارگیری مبدل‌های حرارتی لوله مارپیچ، گامی موثر در راستای توسعه پایدار و بهبود بهره‌وری انرژی محسوب می‌شود و نقش مهمی در استفاده بهینه از منابع طبیعی ایفا می‌کند.

جدول پرسش و پاسخ مبدل حرارتی هلیکال