مبدل حرارتی نقش انتقال حرارت بین دو سیال را دارد که می تواند بین دو مایع، دو گاز، مایع به گاز و یا گاز به مایع صورت گیرد.روش انتقال حرارت در انواع مبدل های حرارتی با یکدیگر متفاوت است. برای مثال مبدل حرارتی چیلر نیز دارای چنین ساختاری بوده و عملکرد مشابه مبدل حرارتی دارد.
مبدل حرارتی چیلر چیست؟
عملکرد مبدل حرارتی چیلر(Heat exchanger) به این صورت است که حرارت را از آب می‌گیرد و آن را به گاز مبرد انتقال می دهد. سپس سیال سردکننده یا همان گاز مبرد می تواند حرارت را به آب یا هوا منتقل می کند. یکی از مبدل های حرارتی با کیفیت و قوی همین مبدل حرارتی چیلر است که از نوع ای حرارتی پوسته و لوله می باشد.
مراحل عملکرد مبدل حرارتی چیلر چگونه است؟
در یک سیستم سردکننده که مبدل حرارتی چیلر به کار رفته است، مراحل زیر برای بررسی عملکرد مبدل حرارتی چیلر انجام می گیرد.
1.در ابتدا باید در گاز مبرد ، فشار و دما بالا برود که در این صورت توسط کمپرسور گاز متراکم می شود و فشار و دما افزایش می یابند.
2.هنگامی که دما و فشار گاز مبرد بالا می رود به مبدل حرارتی وارد می شود که حالت گاز از شکل گاز به شکل مایع تغییر می کندو در نتیجه حرارت ناشی از این تبدیل حالت به آب یا هوا منتقل می شود. بر اساس اینکه حرارت به آب انتقال داده شده یا به هوا باید از دو کندانسور جدا یعنی کندانسور آب خنک یا کندانسور هوای خنک استفاده شود.
3.در این مرحله گاز مبرد که با از دست دادن حرارت از حالت گاز به مایع تبدیل شده است به شیر انبساط وارد می شود و دچار افت فشار زیادی می گردد.
- در این مرحله مایع مبردی که در جریان ورود به شیر انبساط فشار آن پایین آمده به مبدل حرارتی دوم که همان اوپراتور چیلر است، وارد می شود.
5.در این فرایند می خواهیم آبی که در داخل لوله های اپراتور چیلر در جریان استرا خنک سازی کنیم.
6.در این مرحله آب در جریان داخل لوله‌های اپراتور د رتماس غیر مستقیم با مایع مبرد قرار می گیرد. در این حالت مایع مبرد که دارای افت فشا است، گرمای آب در جریان لوله های اپراتور را جذب می کند. این مایع مبرد در نتیجه خنک سازی آب به گاز تبدیل می شود.
- این آب خنک در خنک سازی سیستم های مختلفی برای اهداف گوناگونی به کار می رود. این چرخه توسط گاز مبرد و مبدل حرارتی چیلر تکرار می شود.
قیمت مبدل حرارتی چیلر
از عوامل مهم برای انتخاب مبدل حرارتی می توان به قیمت، کیفیت و مشخصات عملکردی اشاره کرد. مبدل حرارتی چیلر در تهویه مطبوع و صنعت کاربردهای زیادی دارد. در اینجا فاکتورهایی که در تعیین قیمت مبدل حرارتی چیلر موثر هستند را معرفی می کنیم.
- کیفیت قطعات، سطح طراحی و دقت در جزئیات : قطعات زیادی به منظور حفاظت از کمپرسور و عملکرد بهینه سیکل در مبدل حرارتی چیلر استفاده شده است. در صورتی که این قطعات کم شود و یا از قطعات با کیفیت پایین به کار رود روی عمر مفید دستگاه تاثیرگذار است.همچنین لوله کشی های مبدل حرارتی چیلر دارای پیچیدگی هایی است که اگر به شکل صحیح اجرا نگرد از طریق کاهش ظرفیت دستگاه سبب کاهش طول عمر مفید مبدل حرارتی چیلر می شود.
- ظرفیت چیلر: همان مقدار گرمایی است که مبدل حرارتی چیلر می تواند از دستگاه خارج کند.
- دمای محیط: برای انتخاب تجهیزات چیلر بخصوص برای خرید کندانسور، دمای محیط بسیار اهمیت دارد.
- دمای آب خروجی از چیلر: این عامل بر ظرفیت و قطعات کندانسور موثر است .
- نوع کندانسور:کندانسورها دارای مدل های هوایی، آب و تبخیری هستند و متداول ترین آن ها کندانسور هوایی و کم کاربردترین آن کندانسور تبخیری می باشد.
- نوع اپراتور: نوع اپراتورهای آبی از مدل پوسته لوله و یا از نوع صفحه‌ای باشد. اپراتورهای صفحه ای به یخ زدن حساس اند و کم و حجم و گران هستند ولی اپراتورهای صفحه ای ارزان و حخیم بوده و حساسیت کمی به یخ زدن دارند. بنابراین نوع اپراتور نیز روی قیمت مبدل حرارتی چیلر تاثیر دارد.
- جنس اپراتور: اواپراتور‌های صفحه‌ای از نوع فولاد ضد زنگ یا نیکل هستند ولی اواپراتور‌های پوسته و لوله معمولا دارای جنس بدنه آهن و لوله مسی است. بنابراین بسته به جنس اپراتور، قیمت چیلر نیز متغیر است.
- نوع کمپرسور: در مبدل حرارتی چیلر انواع کمپرسور با اندازه های مختلف به کار می رود که روی قیمت تاثیر گذار می باشد.
- تعداد کمپرسور و مدار: هر چه این تعداد در ساختار یک مبدل حرارتی چیلر بیشتر شود، قیمت آن نیز افزایش می یابد و البته قابلیت اطمینان و قابلیت کنترل ظرفیت مبدل حرارتی چیلر بالا می رود. بطوری که اگر در یک مدار ایرادی ایجاد شود، مدارهای بعدی جداگانه کار خود را انجام می دهند.
- جنس لوله کشی داخلی: در اندازه های مختلفی لوله کشی در چیلر انجام می گیرد که روی قیمت مبدل حرارتی چیلر موثر است. بطوری که چیلرهایی با لوله های با اندازه بزرگ قیمت بالاتری داشته و استفاده از لوله های کوچک به دلیل کاهش کیفیت باعث کاهش قیمت مبدل حرارتی چیلر می شود.
- نوع گازمبرد: نوع گاز مبرد مورد استفاده در مبدل حرارتی چیلر روی هزینه ساخت، عمر دستگاه و میزان برق مصرفی آن و قیمت چیلر تاثیر دارد.