المبادل الحراري للصفائح هو نوع من المبادلات الحرارية الاسترجاعية ، يقوم مبدأه على تحويل ونقل الطاقة الحرارية من وسط إلى آخر ، من خلال لوحات التلامس. يتم تجميعها في حزمة واحدة ، وتشكل نوعًا من القنوات التي يتحرك المبرد من خلالها. يشار إلى معلمات وأبعاد الجهاز بمعايير GOST 15518-83.
أصناف المبادلات الحرارية
اعتمادا على درجة إمكانية الوصول إلى الخدمة والتفتيش ، تنقسم المبادلات الحرارية إلى عدة أنواع:
- انهيار
- ملحوم
- ملحومة
- شبه ملحومة.
انهيار
يتم تجميع وتفكيك الأجهزة من هذا النوع للصيانة الدورية والتفتيش والإصلاح. تتم عملية نقل الحرارة عن طريق صفائح تتناوب مع بعضها البعض ، وتشكل اثنين من ملامح الحركة. هذا يزيل خلط الطاقة الحرارية بين التيارين. يتم فصل جميع الصفائح بواسطة حشوات مطاطية.
ملحوم
لا يتم تفكيك الأجهزة من هذا النوع ، على عكس النوع الذي تم النظر فيه سابقًا ، ويتم لحام جميع الألواح معًا. تعتبر ميزة هذه الأجهزة تكلفة معقولة وأبعاد صغيرة. المجال الرئيسي للتطبيق هو مراجل الغاز المنزلي وأنظمة التدفئة الأخرى.
ملحومة
تتكون وحدات هذه الفئة من صفائح ملحومة معًا بدون أختام مطاطية. يتحرك تدفق الحرارة عبر قناتين: واحدة على طول المموج ، والثانية من خلال الأنبوب. من بين العيوب التكلفة العالية للجهاز وحجمه. يتم استخدام المبردات من هذه الفئة على نطاق صناعي.
شبه ملحومة
تصميم يتكون من صفائح مركبة بطريقة مجمعة. توجد الأختام على السطح الخارجي للوحات الملحومة بشكل زوجي. تسمح هذه المعدات باستخدامها في البيئات شديدة العدوانية أو في أنظمة التبريد.
-
- قابل للفك
-
- ملحومة
-
- ملحوم
-
- شبه ملحومة
المميزات والعيوب
من بين الجوانب الإيجابية لاستخدام هذه الوحدات يمكن تحديدها:
- الافتقار إلى تكاليف الإنتاج والاستثمار الكبيرة ؛
- كفاءة إمدادات الحرارة ؛
- أحجام صغيرة
- قدرة التنظيف الذاتي بسبب التدفق العالي المضطرب ؛
- من خلال زيادة عدد الألواح ، من الممكن تحقيق زيادة في الكفاءة ؛
- الموثوقية؛
- سهولة الصيانة و التنظيف.
- وزن خفيف؛
- سهولة التركيب؛
- الحد الأدنى من التلوث السطحي
- الاستبعاد الكامل لخلط أنواع مختلفة من المبرد ، بفضل نظام منع التسرب الخاص ؛
- مقاومة التآكل.
- الكفاءة العالية تضمن سطح التبادل الحراري الأدنى ؛
- إمكانية تقليل خسائر الضغط إلى الحد الأدنى باستخدام لوحات ذات أنواع مختلفة من الملامح ؛
- تعديل درجة الحرارة.
تشمل عيوب المبادلات الحرارية للوحات ما يلي:
- الحاجة إلى التأريض ؛
- الدقة في جودة المبرد.
يسمح عدد كبير من المزايا باستخدام المبادلات الحرارية في القطاع المنزلي والصناعي. من المرجح أن الطلب على المبرد ليس عيبًا ، ولكن هناك حاجة لمنع تكرار استبدال الألواح البالية.
لوحة المبادلات الحرارية للجهاز
يستخدم المبادل الحراري للألواح على نطاق واسع لتبادل الحرارة في الأبخرة أو السوائل ويعمل كمبرد أو سخان أو مكثف. يتكون من عدة مكونات:
- لوحة متحركة
- لوحة ثابتة؛
- فوهات ، مع شفة ملولبة وتوصيل ملحوم ؛
- مجموعة من الألواح مثبتة معًا ؛
- دليل سفلي وأعلى ؛
- حامل ملولب للتثبيت والأزرار.
بين الألواح يوجد أختام مطاطية. تحدث حركة الطاقة الحرارية بعدة طرق:
- تدفق مباشر ،
- التيار المعاكس
- مختلط.
يتم اختيار معدات التثبيت في نظام التدفئة والحساب باستخدام برنامج خاص تم تطويره خصيصًا لهذه الأغراض.
الاسلاك الرسم البياني
لتوصيل اللوحة TO ، يتم استخدام دائرة كلاسيكية حيث توجد أنابيب مدخل ومخرج المبرد على اللوحة الأمامية. في معظم الأحيان ، يتم وضع هذه الفتحات بطريقة توفر تدفقًا مضادًا للطاقة الحرارية ولمنع اختلاط التدفق الساخن والبارد.
يستخدم الخيار الثاني لتوصيل المبادل الحراري نفس فتحات المدخل والمخرج ، والتي يمكن وضعها ليس فقط على اللوحة الأمامية ، ولكن أيضًا في الخلف.
يتم توصيل تدفقات المدخلات والمخرجات من الطاقة الحرارية عن طريق الأنابيب ذات وصلة ذات شفة أو ملولبة أو ملحومة.
في بعض الحالات ، لا تستخدم الفوهات. ثم يحدث الاتصال عن طريق حفر ثقوب إضافية مع خيط داخلي لتركيب الأزرار ، والتي ستعمل كمثبت للمبرد مع خط الأنابيب. كحشية ، يمكنك أخذ مطاط مقاوم للحرارة أو ختم مطاطي.
قواعد الاختيار
يعتمد اختيار المعدات على عدة معلمات ، يتم حساب كل منها بشكل فردي ، اعتمادًا على مكان تركيب المبادل الحراري.
عند اختيار نموذج ، تحتاج إلى تحديد النقاط التالية:
- نوع الوسط (بخار ، ماء ، إلخ) ؛
- مؤشرات درجة الحرارة عند مدخل ومخرج المبرد ؛
- فقدان الضغط المسموح به ؛
- درجة الحرارة القصوى
- أقصى ضغط داخل الجهاز ؛
- الحمل الحراري على المعدات.
بعد الحصول على بيانات عن هذه المعلمات ، من الضروري حساب مؤشرات نظام التبادل الحراري. ثم يمكنك البدء في اختيار نموذج ، بناءً على مؤشرات الطاقة المتاحة ، ومعدل تدفق المياه ، والقطر ومنطقة نقل الحرارة.
مبدأ التشغيل
لا يمكن تسمية مبدأ تشغيل المبادل الحراري للوحة ببساطة. يتم تركيب الألواح بزاوية 180 درجة بالنسبة لبعضها البعض. عادة ما يكون هذا ارتفاعًا في زوجين من الألواح التي توفر مدخلات ومخرجات للطاقة الحرارية. لا يشارك الزوج المتطرف في عملية نقل الحرارة.
تنقسم المبادلات الحرارية عادة إلى ثلاثة أنواع حسب ميزات التصميم:
- دائرة واحدة ،
- متعدد الدوائر
- ذو اتجاهين.
يتم إجراء تداول الطاقة الحرارية في جهاز دائرة واحدة بشكل دائم ، على طول الدائرة بأكملها وفي اتجاه واحد ، مع تدفق معاكس متزامن للمبرد.
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 التدفق العائد والمدخل.
تحدث حركة الطاقة الحرارية في الأجهزة ذات الاتجاهين على دائرتين مستقلتين ، تخضع للمراقبة المستمرة لإمدادات الحرارة.
هناك نوع آخر من الأجهزة - مبادل حراري للوحة بخارية ، مسؤول عن تسخين الماء أو سائل آخر في نظام التسخين. لا يختلف مبدأ تشغيل هذا الجهاز عن النماذج القياسية لركام الألواح.
صفائح مبادل حراري
مادة الألواح من الفولاذ ، بسمك 1 مم. من أجل اضطراب تدفق المبرد وزيادة منطقة نقل الحرارة ، يتم تشكيل جزء التدفق من الألواح المضلعة أو على شكل تمويج.
إذا نظرت في المقطع العرضي ، فإن السطح المموج له شكل مثلث متساوي الأضلاع. تعتمد المقاومة ومعدل التدفق على درجة الزاوية التي يقع فيها التموج. كلما كانت أكثر حدة ، انخفضت المقاومة وزادت سرعة سائل التبريد.
بالإضافة إلى الفولاذ ، يتم استخدام سبائك أخرى أيضًا في صنع لوحات المبادل الحراري ، اعتمادًا على مكان عمل الجهاز.
مجالات التطبيق
لكل نوع من أنواع المبادلات الحرارية مجال تطبيق خاص به.
تستخدم المبادلات الحرارية القابلة للطي بشكل شائع:
- لتركيب شبكات التدفئة ؛
- في الثلاجات.
- في حمامات السباحة ، إلخ.
يتم استخدام الأجهزة الملحومة:
- في المجمدات.
- في أنظمة تكييف الهواء ؛
- في أنظمة التهوية ؛
- في تركيبات الضاغط.
وجدت الأجهزة الملحومة وشبه الملحومة تطبيقها:
- في أنظمة التحكم في المناخ والتهوية ؛
- في صناعة الأدوية ؛
- في صناعة الأغذية ؛
- في أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة ؛
- في مضخات الدوران ، إلخ.
في الاستخدام المنزلي ، النوع الأكثر ملحومًا من المبادل الحراري. وهو مسؤول عن تبريد أو تسخين الطاقة الحرارية.
المبادل الحراري هو عنصر من النظام المستخدم في قطاع المرافق ، والأغذية ، والمعادن ، وصناعات النفط والغاز ، وكذلك في بناء السفن. تشير غلبة المزايا على العيوب إلى تطبيقها الفعال. بعد تحديد الخصائص والمهام الفنية للجهاز بشكل صحيح ، يمكنك تثبيت نظام التدفئة في المنزل باستخدام الرسومات والمخططات الأسلاك للمبادل الحراري ، المتوفرة على الإنترنت.
