مبدل حرارتی دابل پایپ

مبدل حرارتی دابل پایپ

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که به منظور انتقال حرارت بین دو سیال که می تواند مایع یا گاز باشد استفاده می شود. مبدل های حرارتی در فرآیند سرمایش و گرمایش در تاسیسات و تهویه مطبوع، صنایع تبرید، نفت و گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله به معرفی مبدل حرارتی دابل پایپ یا دو لوله ای می پردازیم.

مبدل حرارتی دو لوله ای چیست؟

مبدل های حرارتی دو لوله ای ساده ترین نوع مبدل های حرارتی هستند که در صنعت استفاده می شوند. این مبدل ها با نام های مختلفی از جمله مبدل های لوله ای دوبل، دابل پایپ و یا دو لوله ای شناخته می شوند، چرا که ساختار این مبدل ها به این صورت است که از دو لوله تو در تو با قطرهای مختلف تشکیل شده است. همچنین این مبدل ها را به اختصار، مبدل های لوله ای (Tubular) نیز می شناسند.

مبدل های دابل پایپ به دلیل ارزان بودن در صنایع کوچک بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. هزینه تعمیر و نگهداری مبدل های دو لوله ای نسبت به تعمیر و نگهداری مبدل های حرارتی دیگر، ارزان تر و مقرون به صرفه تر می باشد. اما از طرف دیگر به دلیل راندمان پایین آن ها و همچنین فضای زیادی که در مقیاس های بزرگ اشغال می کنند در صنایع مدرن امروزی و صنایع بزرگ، کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

در مبدل دو لوله ای، در ساده ترین شکل، یک لوله با قطر کوچک در مرکز لوله دیگر با قطر بزرگ تر قرار می گیرد. یک سیال در لوله مرکز و سیال دیگر در فضای بین دو لوله جریان می یابد. در واقع، دیواره لوله داخلی، سطح انتقال حرارت بین دو سیال است.

طراحی مبدل حرارتی لوله ای

در طراحی مبدل های حرارتی دو لوله ای، دو نوع ساختار کلی وجود دارد:

• مبدل حرارتی جریان مخالف (Counter)
• مبدل حرارتی جریان موازی (Parallel)

در شکل بالا، می توانید انواع مختلف جریان سیال در مبدل های حرارتی دو لوله ای را مشاهده کنید.

معایب و مزایای مبدل های حرارتی دابل پایپ

همانطور که گفته شد مبدل حرارتی دابل پایپ یا دو لوله ای یکی از ساده ترین طراحی ها را برای ساخت، مونتاژ، تعمیر و نگهداری دارد. این مبدل ها مزایای منحصر به فردی نسبت به انواع مبدل های پیچیده دارند، همچنین معایبی هم دارند که در این مقاله به آنها اشاره می شود.

در زیر لیستی از مزایای استفاده از مبدل های حرارتی دو لوله ای آورده شده است:

• آنها می توانند فشارها و دماهای بالا را به خوبی کنترل کنند.
• اجزای استاندارد این مبدل ها باعث محبوبیت آنها شده و باعث راحتی در تعمیر و نگهداری مبدل های دابل پایپ شده است.
• طراحی آنها دارای بیشترین انعطاف پذیری است و به راحتی می توان اجزای آن را حذف یا اضافه کرد.
• علاوه بر اینکه به فضای کمی برای نگهداری نیاز دارند، قابلیت انتقال حرارت خوبی نیز دارند.

دانستن برخی از معایب این مبدل ها دارای اهمیت است که در زیر آورده شده اند:

• آن ها نسبت به مبدل های بزرگتر، کاربردهای محدودتری دارند. حتی اگر بتوان از آن ها در جریان موازی استفاده کرد، اغلب فقط در جریان های مخالف استفاده می شوند و همین باعث محدودیت کاربردی آنها می شود.
• امکان نشت در آن ها وجود دارد.
• لوله ها به راحتی رسوب می کنند و تمیز کردن آنها بدون جدا کردن کل مبدل حرارتی دشوار است.
• اگر بودجه برای مبدل پوسته و لوله وجود داشته باشد، مبدل دو لوله ای یک روش کمتر کارآمد برای انتقال حرارت محسوب می شود.

کاربردهای مبدل حرارتی دو لوله ای

• مبدل های حرارتی دابل پایپ در بویلرها و کمپرسورها  به واسطه دما و فشار شدیدا بالای آنها، کاربرد دارند.
• سیستم های فرایند سرمایش و گرمایش
• سیستم های تصفیه فاضلاب
• صنعت نفت