مبدل حرارتی چیست؟
مبدل‌های حرارتی نقشی محوری در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی ایفا می‌کنند و به خصوص در پکیج‌های شوفاژ دیواری، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. این دستگاه‌ها نه تنها باعث افزایش کارایی انرژی می‌شوند، بلکه به کاهش هزینه‌های انرژی نیز کمک می‌کنند. در دنیای امروز که مصرف بهینه انرژی و کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی در اولویت قرار دارد، مبدل‌های حرارتی به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در این مسیر شناخته می‌شوند.
مبدل‌های حرارتی به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف نیز کاربرد دارند. از پالایشگاه‌ها و صنایع شیمیایی گرفته تا سیستم‌های تهویه مطبوع و گرمایش خانگی، همه از این تکنولوژی بهره می‌برند. اهمیت استفاده از مبدل‌های حرارتی در کاهش مصرف انرژی و بهبود بهره‌وری سیستم‌ها، از عوامل اصلی رشد و توسعه این فناوری در دهه‌های اخیر بوده است.
مبدل حرارتی چیست؟
نقش مبدل حرارتی در پکیج چیست؟
نویسنده: فرهاد کارجو
مبدل حرارتی چگونه کار می‌کند؟
یک مبدل حرارتی به طور کلی دستگاهی است که گرما را بین دو یا چند سیال منتقل می‌کند. در پکیج‌های شوفاژ دیواری، این فرایند به گونه‌ای انجام می‌شود که گرما از آب گرم تولید شده توسط بویلر به آب سیستم گرمایشی منتقل می‌شود. این انتقال حرارت به گونه‌ای صورت می‌گیرد که بدون تماس مستقیم بین سیال‌ها، انرژی حرارتی از یک سیال به دیگری منتقل می‌شود. این تکنولوژی به دلیل کارایی بالا و انعطاف‌پذیری در کاربردهای مختلف، در انواع سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مبدل حرارتی همانطور که از نامش پیداست، حرارت را تبدیل می‌کند. قبل از شرح کار مبدل حرارتی نیاز است روش‌های انتقال حرارت را بیاموزیم. روش انتقال حرارت طبق تصویر زیر تعریف می‌شود:
1- تابشی: در این روش انرژی که از سطح منبع انرژی (مانند خورشید یا آتش) بر جسمی وارد می‌شود را گویند.
2- همرفتی: در اثر گذر و یا ترکیب سیال مانند آب، انرژی منتقل می‌شود.
3- رسانش: انتقال انرژی بین دو جسم را گویند.
انواع مبدل حرارتی در پکیج
دستگاه‌های پکیج شوفاژ دیواری عموماً دومبدله هستند و از دو مبدل برای عملکرد بهتر استفاده می‌کنند. به یکی از مبدل‌های “مبدل اولیه یا اصلی” می‌گویند که به شیوه تابشی کار می‌کند. دیگر مبدل را “مبدل ثانویه یا صفحه‌ای” گویند که با روش همرفتی کار می‌کند.
مبدل اولیه
مبدل اولیه مهمترین قطعه در پکیج شوفاژ دیواری، مانند موتور ماشین است. این قطعه که در بالای مشعل قرار گرفته به طور دائم در معرض شعله مستقیم مشعل است و دمای شعله را به آبی در داخلش در جریان است، منتقل می‌کند. مبدل اولیه است که میزان قدرت یک پکیج شوفاژ دیواری را مشخص می‌کند، به عنوان مثال اگر شما پکیج شوفاژ دیواری منزل‌تان 24 کیلووات است، یعنی به طور دقیق مبدل اولیه قابلیت تولید آبگرم (گرمایش یا مصرفی) به میزان 24 کیلووات را دارد. این مثال برای حجم موتور یک ماشین هم صدق می‌کند، به طور مثال ماشین با حجم موتور 2500cc از ماشینی با حجم موتور 1600cc قوی‌تر و سریع‌تر است.
مبدل صفحه‌ای
مبدل دوم پکیج شوفاژ دیواری، قطعه‌ای است که وظیفه تولید آبگرم بهداشتی را دارد. پکیج‌های تک‌مبدله همیشه با مشکل رسوب‌گیری مواجه بودند، زیرا یک مبدل وظیفه تامین گرمایش و آبگرم بهداشتی را بر عهده داشت. اما پکیج‌های دومبدله، سیستم عملکردی متفاوتی دارند. در این پکیج‌ها در حالت گرمایش آبگرم در مبدل اولیه تولید و برای آبگرم بهداشتی مبدل ثانویه شروع بکار می‌کند.
عملکرد مبدل صفحه‌ای به این شکل است که تعدادی صفحه در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این صفحات تعدادشان زوج است. به طور مثال مبدل صفحه‌ای پکیج شوفاژ دیواری 32 کیلووات، شانزده صفحه دارد. این شانزده صفحه به دو گروه هشت صفحه‌ای تقسیم می‌شوند که به صورت یکی در میان در کنار یکدیگر قرار دارند. در گروه اول، در هشت صفحه آب از مبدل اولیه گردش می‌کند (وارد شده و خارج می‌شود). در گروه دوم آب سرد ورودی پس از عبور از فلوسوئیچ وارد شده و از سوی دیگر خارج می‌شود؛ نکته حائز اهمیت آن است که جهت گردش آب در این دو گروه بر خلاف یکدیگر است. در این حالت آب داغ‌تر (مبدل اولیه) دمای (انرژی) خود را به آب سردتر (آبسرد ورودی) منتقل می‌کند. با این عمل پکیج شوفاژ دیواری، آبگرم مصرفی را تولید کرده و آماده مصرف می‌کند.