(661 منتجًا متوفرة)
مبادل حراري حلزوني هو جهاز يسمح بنقل الحرارة بين سائلين دون اختلاطهما. يتكون من لفائف منفصلة تبدو حلزونية الشكل. تمر إحدى اللفائف بالسائل الذي يجب تسخينه، بينما تمر اللفائف الأخرى بالسائل الذي يقوم بالتسخين.
يمكن تصنيف المبادلات الحرارية على نطاق واسع وفقًا لترتيب التدفق، والتصميم، والتطبيق:
تُعد المبادلات الحرارية الحلزونية أجهزة مدمجة مصنوعة من شريط مسطح ملفوف داخل غلاف. يتكون الشريط الملفوف من قناتين - واحدة لسائل التسخين والأخرى لسائل التبريد. يمكن تصنيع اللفائف الحلزونية من مواد متنوعة لتناسب التطبيقات المختلفة. بشكل عام، تُستخدم المبادلات الحرارية الحلزونية عندما تكون هناك حاجة لنقل كميات كبيرة من الحرارة بين السوائل المسببة للتآكل تحت ضغط ودرجة حرارة عالية.
كما ذكرنا سابقًا، تحتوي مبادلات حرارة ذات القشرة والأنابيب على العديد من الأنابيب الموجودة داخل قشرة. تُستخدم لنقل الحرارة بين سائلين. تعمل مبادلات حرارة ذات القشرة والأنابيب بكفاءة، وتصميمها بسيط. لذلك، غالبًا ما تُستخدم في مصافي النفط ومحطات توليد الطاقة.
تُعد مبادلات حرارة صفيحية أجهزة حديثة مصنوعة من ألواح رقيقة موضوعة بجانب بعضها البعض. يتم تثبيت الألواح معًا بواسطة قضيبين جانبيين وضغطهما في شكل مستطيل. يسمح هيكل اللوحة الرقيقة بتبادل الحرارة بكفاءة بين السوائل. كما أن الجهاز يأخذ مساحة أقل من المبادلات الحرارية الأخرى. تجعل الكفاءة والحجم الصغير مبادلات حرارة صفيحية شائعة جدًا. تُستخدم على نطاق واسع في التبريد، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والعمليات الصناعية، فضلاً عن معالجة الأغذية.
تختلف مواصفات المبادل الحراري الحلزوني اعتمادًا على التطبيق المحدد. تُعد المعلمات التالية نموذجية لمبادل حراري حلزوني، والذي يركز بشكل أساسي على الاختلافات بين نوعي المبادلات الحرارية الحلزونية:
وفقًا لمزود لفائف المبادل الحراري، فإن متطلبات الصيانة التالية ضرورية لعمل المبادل الحراري الحلزوني بشكل صحيح:
صناعة الأغذية والمشروبات:
تُعد قدرة المبادل الحراري الحلزوني على الحفاظ على درجات حرارة ثابتة ومنع نمو البكتيريا أمرًا أساسيًا في عمليات نقل الطعام، والبسترة، والتعقيم. على سبيل المثال، في منشأة معالجة الألبان، يمكن لمبادل حراري حلزوني تبريد الحليب الساخن بكفاءة بعد البسترة إلى درجة حرارة التخزين المطلوبة، بينما يُسخن الحليب الخام القادم في نفس الوقت لتقليل استهلاك الطاقة.
الصناعة الكيميائية:
في الصناعة الكيميائية، تُستخدم المبادلات الحرارية الحلزونية في عمليات أساسية مثل التحكم في التفاعلات، والتكثيف، والتبخر، والتقطير. كما تُستخدم في المعالجة الحرارية للمواد الكيميائية لتحقيق استقرار خصائص المنتج وتعزيز العمر الافتراضي للتخزين. بالإضافة إلى ذلك، تُحسن هذه المبادلات الحرارية استعادة الطاقة من العمليات الكيميائية وتقلل من الحاجة إلى تسخين أو تبريد إضافي خارجيًا، وبالتالي تقلل من تكاليف الإنتاج.
أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء:
في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، يمكن استخدام مبادل حراري حلزوني كمبادل حراري هواء-ماء لأنظمة تستعيد الطاقة من الهواء العادم أو المكثفات في المبردات. تُعد صغر حجمه مفيدًا في مجاري التهوية ذات استعادة الحرارة المثبتة في الوحدات السكنية حيث تكون المساحة محدودة.
السفن البحرية:
على متن السفن البحرية، تُستخدم المبادلات الحرارية الحلزونية في نظام تبريد المحرك وللتسخين المسبق للوقود قبل دخوله نظام الحقن لتحسين تشتيت الوقود وكفاءة الاحتراق.
هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مبادل حراري حلزوني لتطبيق معين. تشمل السوائل التي يجب تبادلها، والأداء الحراري المطلوب، وترتيب التدفق، وسقوط الضغط.
السوائل المعنية
يجب مراعاة التركيب الكيميائي للسوائل. إذا كانت إحدى السوائل أو كلاهما مسببة للتآكل، فيجب استخدام مادة ذات مقاومة جيدة للتآكل. ستحتاج إلى اختيار سبائك، أو معادن، أو حتى بلاستيك شائعة توفر متانة كافية لتحمل عنصر التآكل.
الأداء الحراري
يجب تحديد الأداء الحراري المطلوب. سيكون مبادل حراري ذو تصميم مدمج وكفاءة عالية جدًا مناسبًا للمناطق ذات المساحة المحدودة.
ترتيب التدفق
يجب اختيار ترتيب تدفق مناسب. يُعد الإعداد ذو التدفق المضاد أكثر كفاءة من التدفق المتوازي، ولكنه قد لا يكون مناسبًا لبعض التطبيقات بسبب القيود التقنية. يمكن لموزع مساعدتك في تحديد ما إذا كان بديل للتدفق المضاد المفضل ممكنًا.
سقوط الضغط
يمكن لمبادل حراري حلزوني أن يسمح لنظام ما بسقوط ضغط عالي. من الضروري تحديد انخفاضات الضغط المسموح بها للنظام ثم اختيار مبادل حراري يمكنه العمل ضمن هذا الحد.
س: ما هو المبادل الحراري الحلزوني المستخدم فيه؟
ج: تُستخدم المبادلات الحرارية الحلزونية في مجموعة متنوعة من الصناعات لأغراض مختلفة. الاستخدام الأكثر شيوعًا هو تبريد أو تسخين السوائل في صناعات المعالجة الكيميائية. تشمل التطبيقات الأخرى معالجة النفايات، ومصافي النفط، وتوليد الطاقة، وتدفئة المصانع.
س: هل المبادلات الحرارية الحلزونية فعالة؟
ج: نعم، فهي من بين أكثر أنواع المبادلات الحرارية كفاءة المتاحة. تزيد قنواتها المنحنية من اضطراب السائل، مما يحسن نقل الحرارة. كما أنها تتطلب طاقة ضخ أقل لتحريك السوائل، مما يقلل من تكاليف الطاقة.
س: ما هي فوائد المبادلات الحرارية الحلزونية؟
ج: بصرف النظر عن كفاءتها، تتمتع المبادلات الحرارية الحلزونية بالعديد من الفوائد. فهي مدمجة، مما يعني أنها تأخذ مساحة أقل مقارنة بالمبادلات الحرارية الأخرى. كما أنها متينة ويمكن أن تدوم لسنوات عديدة مع الصيانة المناسبة. من فوائدها الأخرى سهولة تنظيفها وصيانتها.
س: ما هي حدود المبادلات الحرارية الحلزونية؟
ج: القيد الرئيسي هو أنها قد تكون باهظة الثمن عند الشراء. قد تكون التكاليف مبررة في التطبيقات التي يكون فيها معدل نقل الحرارة مرتفعًا، ولكن قد تضطر الشركات إلى مراعاة التكاليف الأولية والمدخرات طويلة الأجل.