مبدل گرمایی

مبدل گرمایی یا مبدل حرارتی ( غلط مصطلح از مبادله کننده حرارتی ) [ ۱] ( به انگلیسی: Heat exchanger ) دستگاهی است که برای انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال ( گاز یا مایع ) به دیگری استفاده می شود. از رایج ترین مبدل های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است.
مبدل های حرارتی در صنایع مختلف از جمله تهویه مطبوع، خودرو، نفت و گاز و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.
عموماً تجهیزات حرارتی در سامانه های فرایندی مثل پالایشگاه ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند.
• کوره ( Furnace )
• مبدل حرارتی ( Heat Exchanger )
تفاوت کوره و مبدل حرارتی در منبع گرمایشی است، یعنی اینکه منبع گرمایشی در کوره سوخت های مایع و گازی است. در حالیکه در مبدل حرارتی منبع گرمایشی سیال گرم است.
در کوره با توجه به نوع منبع گرمایشی مکانیسم انتقال حرارت به صورت جابه جایی ( Convection ) و تشعشعی ( Radiation ) توأم است، حال آنکه مکانیسم انتقال حرارت در مبدل حرارتی فقط جابه جایی ( Convection ) است.
• مبدل های هوا خنک
• مبدل های پوسته و لوله
• مبدل های صفحه ای
• مبدل های کروی
مبدل های حرارتی را می توان از جنبه های مختلف دسته بندی کرد:
• تقسیم بندی مبدل حرارتی بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
• تقسیم بندی مبدل حرارتی بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
• تقسیم بندی مبدل حرارتی بر اساس مکانیسم انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم
• تقسیم بندی مبدل حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل
در این نوع مبدل حرارتی سیال سرد و گرم توسط یک سطح جامد ثابت از یکدیگر جدا شده اند و انتقال از طریق سطح مذکور صورت می گیرد. اکثراً مبدل های حرارتی موجود در صنعت از این دسته هستند.
در این نوع مبدل حرارتی، سطح جداکننده سیال سرد و گرم ثابت نبوده و به طور متناوب قسمت هایی از سطح مذکور در معرض حرکت سیال سرد یا گرم قرار می گیرند.
این نوع مبدل حرارتی بیشتر در مقیاس های آزمایشگاهی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرد.
در این نوع مبدل حرارتی، سیال سرد و گرم به طور مستقیم تماس حاصل نموده ( هیچ دیواره ای بین جریان های سرد و گرم وجود ندارد ) و تبادل انرژی یا حرارت انجام می گیرد.
در مبدل های تماس مستقیم، جریان ها، دو مایع غیرقابل اختلاط یا یک گاز و یک مایع هستند. این مبدل ها معمولاً از راندمان حرارتی بالایی برخوردارند.