در میان انواع مختلف مبدل حرارتی، مبدل آب به آب یکی از کاربردی‌ترین گزینه‌ها به شمار می‌رود. این نوع اکسچنجر به دلیل سادگی در طراحی، راندمان بالا و قابلیت استفاده در صنایع گوناگون، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. همراه ما باشید تا با این نوع مبدل بیشتر آشنا شوید.
مبدل حرارتی آب به آب چیست؟
مبدل آب به آب (Water to Water Heat Exchanger) یکی از انواع رایج هیت اکسچنجرهای صنعتی است که گرما را از یک جریان آب داغ به یک جریان آب سرد منتقل می‌کند بدون اینکه دو جریان با هم ترکیب شوند. در این نوع مبدل‌ها هر دو سیال، یعنی هم گرم‌کننده و هم گرم‌شونده، آب هستند.
این نوع مبدل معمولاً در سیستم‌های گرمایشی، تهویه مطبوع، دیگ‌های بخار، استخرها و سامانه‌های حرارت مرکزی به کار می‌رود.طراحی این مبدل‌ها به گونه‌ای است که بیشترین بازده انتقال حرارت و کمترین اتلاف انرژی را داشته باشند. ویژگی بارز آن‌ها، پایداری عملکرد، ایمنی بالا و سادگی طراحی است. چون آب به‌عنوان سیال معمولاً در فشار و دمای کمتری نسبت به بخار یا گاز کار می‌کند به تجهیزات خاصی برای کنترل فشار یا ایمنی نیاز ندارد.
نحوه عملکرد مبدل آب به آب
اکسچنجر آب به آب یک تجهیز مهندسی است که برای انتقال گرما بین دو جریان آب با دماهای متفاوت طراحی شده است. در این سیستم، دو جریان آب وارد مبدل می‌شوند؛ یکی از آن‌ها آب گرم (مثلاً آب خروجی از بویلر یا پکیج) و دیگری آب سرد (مانند آب برگشتی از سیستم گرمایشی یا آب مصرفی سرد).
این دو جریان به صورت کاملاً جدا از هم در داخل مبدل حرکت می‌کنند و به هیچ عنوان با هم تماس مستقیم ندارند. بلکه بین آن‌ها یک سطح فلزی (مثل لوله، صفحه یا پوسته) قرار دارد که فقط نقش انتقال حرارت را ایفا می‌کند. آب گرم از یک سمت عبور می‌کند و گرمای خود را به دیواره فلزی می‌دهد، در حالی‌که آب سرد از سمت دیگر حرکت می‌کند و آن گرما را از طریق همین دیواره جذب می‌کند.
به این ترتیب، آب سرد گرم می‌شود و آب گرم، بخشی از گرمای خود را از دست می‌دهد. همه‌ی این فرایند بدون تماس مستقیم بین دو جریان اتفاق می‌افتد، بنابراین در مواردی که بهداشتی بودن آب مصرفی مهم است (مثل سیستم‌های آب استخر یا گرمایش منازل)، مبدل‌های آب به آب بسیار کاربرد دارند. مزیت اصلی این سیستم این است که بدون نیاز به مصرف انرژی اضافه، تنها با استفاده از اختلاف دما بین دو جریان، گرما را از یک محیط به محیط دیگر منتقل می‌کند، که باعث افزایش بهره‌وری انرژی و صرفه‌جویی در مصرف سوخت یا برق می‌شود.
چه تفاوتی با مبدل حرارتی آب به گاز دارد؟
در مبدل آب به گاز، یکی از سیالات مایع (آب) و دیگری گاز (مانند هوا، گاز فریون، گازهای صنعتی و...) است. برخلاف حالت مبدل حرارتی آب به آب که هر دو سیال مشابه و انتقال حرارت ساده‌تر است، در اینجا چون خواص فیزیکی آب و گاز تفاوت زیادی دارد (به‌خصوص از نظر چگالی، ظرفیت گرمایی و رفتار جریان)، طراحی اکسچنجر پیچیده‌تر می‌شود.
این نوع مبدل‌ها در سیستم‌های تهویه مطبوع، برج‌های خنک‌کننده، کندانسورها، چیلرها و سیکل‌های تبرید کاربرد دارند. از آن‌جا که گازها معمولاً ظرفیت گرمایی کمتری نسبت به مایعات دارند، برای انتقال مؤثر گرما باید از سطوح بزرگ‌تر یا سرعت بیشتر جریان استفاده کرد.
چه تفاوتی با مبدل صنعتی بخار به آب دارد؟
در مبدل بخار به آب، سیال داغ و گرم‌کننده بخار است که معمولاً در فشار و دمای بالا وارد مبدل می‌شود، و سیال گرم‌شونده آب سرد است. ویژگی مهم این مبدل‌ها، استفاده از گرمای نهان بخار است. وقتی بخار به سطح سرد برخورد می‌کند، چگالیده شده و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند.
این موضوع باعث می‌شود انتقال حرارت بسیار سریع و مؤثر باشد. مبدل‌های بخار به آب در فرایندهای گرمایش صنعتی، دیگ‌های بخار، آبگرم‌کن‌های صنعتی و بیمارستانی، صنایع غذایی و نساجی بسیار پرکاربردند.
طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که باید در برابر فشار بالا و شوک حرارتی مقاومت زیادی داشته باشند، و معمولاً مجهز به شیرهای ایمنی، شیر فشار شکن و سیستم‌های کنترل دقیق هستند.
انواع مبدل حرارتی آب به آب
مبدل‌های حرارتی آب به آب، در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شوند تا بتوانند نیازهای گوناگون صنعتی و ساختمانی را پوشش دهند.
نوع دیگر، هیت اکسچنجر صفحه‌ای است که از صفحات فلزی نازک با سطح موج‌دار ساخته می‌شود و جریان آب به‌صورت متناوب از میان آن‌ها عبور می‌کند. این مبدل به دلیل راندمان بالا، ابعاد کوچک و نصب آسان، در سیستم‌های گرمایش ساختمان، استخر و تهویه مطبوع کاربرد فراوان دارد. مدل‌هایی از این نوع به‌صورت صفحه‌ای واشردار نیز طراحی می‌شوند که امکان باز کردن، شست‌وشو و افزودن صفحات جدید را فراهم می‌کنند. این ویژگی آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای صنایع غذایی و دارویی تبدیل کرده است.
در مقابل، مبدل صفحه‌ای بریزینگ که بدون واشر و به‌صورت یکپارچه ساخته می‌شوند، برای فشار و دمای بالاتر کاربرد دارند و به دلیل طراحی فشرده و وزن کم، در سیستم‌هایی مانند پمپ‌های حرارتی، چیلرها و بویلرهای چگالشی بسیار محبوب هستند. همچنین نوع لوله‌ای دوجداره که شامل یک لوله داخلی و یک لوله خارجی است، ساختاری ساده دارد و برای انتقال حرارت در جریان‌های کم یا محیط‌های آموزشی مناسب است.
مبدل حرارتی پوسته و لوله که از مجموعه‌ای لوله درون یک پوسته تشکیل شده و به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و دما، در صنایع سنگین مانند پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و سیستم‌های گرمایش مرکزی استفاده می‌شود. این نوع مبدل برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار بالا و قابلیت تعمیر دارند، بسیار مناسب است.
در نهایت، مبدل اسپیرال با طراحی مارپیچی خود، برای کاربردهایی با سیالات آلوده یا دارای ذرات معلق بسیار مناسب است، زیرا خاصیت خودتمیزشوندگی دارد و رسوب‌گیری کمتری در آن صورت می‌گیرد. این تنوع در طراحی مبدل‌های آب به آب باعث شده تا بتوان از آن‌ها در انواع پروژه‌ها با شرایط مختلف بهره برد.
کاربرد مبدل آب به آب در صنایع
مبدل مدل آب به آب یکی از تجهیزات مهم در صنایع مختلف است که وظیفه آن انتقال حرارت بین دو جریان آب بدون اختلاط آن‌هاست. این مبدل‌ها برای گرم کردن یا خنک کردن آب در سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع استفاده می‌شوند. از جمله کاربردهای مهم آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ✔️سیستم‌های گرمایش ساختمان: انتقال حرارت از بویلر به مدار گرمایش (مثل رادیاتورها یا گرمایش از کف) بدون تماس مستقیم آب‌ها.
- ✔️مبدل استخری و جکوزی: گرم کردن آب استخر با استفاده از آب گرم بویلر یا سیستم مرکزی بدون ورود آلاینده‌ها.
- ✔️صنایع غذایی و دارویی: برای کنترل دقیق دما در فرایندهای تولید بدون خطر آلودگی محصول.
- ✔️سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC): جهت بهبود راندمان و کنترل دما در چیلرها یا فن‌کویل‌ها.
- ✔️نیروگاه‌ها و صنایع پتروشیمی: در مدارهای بسته برای خنک‌کاری تجهیزات یا بازیافت گرما.
مطلب پیشنهادی: کاربردهای مبدل حرارتی
خرید و قیمت انواع مبدل حرارتی از آرکا تجهیز صدر
شرکت آرکاصدر به عنوان یکی از تأمین‌کنندگان معتبر انواع مبدل‌های حرارتی در ایران، از جمله مبدل‌های صفحه‌ای، بریز و دیگر مدل‌های صنعتی، فعالیت می‌کند. این مجموعه با بهره‌گیری از بروزترین تخصص ها و اجرای موفق پروژه‌های متعدد در صنایع مختلف، توانسته اعتماد و رضایت طیف وسیعی از مشتریان خود را جلب کرده و به عنوان نامی قابل‌اعتماد در حوزه تولید مبدل حرارتی صنعتی شناخته شود.