در حالي كه طيف گسترده اي از مبدل هاي حرارتي در دسترس هستند ، مناسب بودن هر نوع (و طراحي آن) در انتقال گرما بين مايعات بستگي به مشخصات و الزامات كاربرد دارد. اين عوامل تا حد زيادي طراحي بهينه مبدل حرارتي مورد نظر را تعيين مي كنند و بر رتبه و محاسبات اندازه مربوطه تأثير مي گذارند.
برخي از عواملي كه متخصصان صنعت هنگام طراحي و انتخاب مبدل حرارتي بايد در نظر داشته باشند عبارتند از:
-
نوع مايعات ، جريان سيال و خواص آنها
-
خروجي هاي حرارتي مورد نظر
-
محدوديت اندازه
-
هزينه ها
نوع سيال ، جريان و خواص
نوع خاص مايعات مانند هوا ، آب ، روغن ، و غيره - و خصوصيات فيزيكي ، شيميايي و حرارتي آنها - از جمله فاز ، دما ، اسيديته يا قليايي ، فشار، سرعت جريان و غيره - در تعيين جريان كمك مي كند. پيكربندي و ساخت و ساز مناسب براي آن برنامه انتقال حرارت خاص است.
به عنوان مثال ، اگر مايعات خورنده ، درجه حرارت بالا يا مايعات با فشار زياد درگير باشند ، طراحي مبدل حرارتي بايد قادر به تحمل شرايط تنش بالا در طي فرآيند گرمايش يا سرمايش باشد. يكي از روش هاي تحقق اين الزامات با انتخاب مصالح ساختماني است كه داراي خواص مورد نظر مي باشند: مبدلهاي حرارتي گرافيتي داراي رسانايي حرارتي بالا و مقاومت در برابر خوردگي هستند ، مبدلهاي حرارتي سراميكي مي توانند درجه حرارت بالاتر از نقاط ذوب فلزات متداول و مبدلهاي حرارتي پلاستيك را كنترل كنند.جايگزين كم هزينه اي را ارائه مي دهد كه داراي درجه اي از مقاومت در برابر خوردگي و هدايت حرارتي است.
روش ديگر با انتخاب طرحي مناسب براي خواص سيال است: مبدل حرارتي صفحه اي قادر به انتقال مايعات با فشار متوسط تا متوسط اما در سرعت بالاتر از انواع ديگر مبدلهاي حرارتي هستند و تبادل گرما دو فاز هنگام كار با مايعات ضروري است. يك تغيير فاز در كل فرآيند انتقال حرارت. ساير خصوصيات جريان سيال و سيال كه متخصصان صنعت ممكن است هنگام انتخاب مبدل حرارتي به خاطر داشته باشند عبارتند از ويسكوزيته سيال ، خصوصيات رسوب ، محتواي ذرات و وجود تركيبات محلول در آب.
خروجي هاي حرارتي
خروجي حرارتي مبدل حرارتي به ميزان گرماي منتقل شده بين مايعات و تغيير دماي مربوطه در پايان فرآيند انتقال حرارت اشاره دارد. انتقال گرما در مبدل حرارتي منجر به تغيير دما در هر دو مايعات مي شود ، دماي يك سيال به محض خارج شدن گرما كاهش مي يابد و با افزودن حرارت ، دماي مايعات ديگر افزايش مي يابد. خروجي حرارتي مطلوب و ميزان انتقال حرارت به تعيين نوع و طراحي بهينه مبدل حرارتي كمك مي كند زيرا برخي از طرح هاي مبدل حرارتي نرخ انتقال بخاري بيشتري را ارائه مي دهند و مي توانند درجه حرارت بالاتر از ساير طرح ها را تحمل كنند ، البته با هزينه بالاتر.
محدوديت اندازه
پس از انتخاب نوع مطلوب مبدل حرارتي ، يك اشتباه معمول در خريد يك مورد كه براي فضاي فيزيكي داده شده بسيار بزرگ است. اغلب اوقات ، خريد دستگاه تبادل گرما در اندازه اي كه فضاي بيشتري را براي گسترش يا اضافه كردن آن فراهم مي كند ، محتاط تر است و نه انتخاب دستگاهي كه فضا را به طور كامل در بر بگيرد. براي برنامه هاي كاربردي با فضاي محدود مانند هواپيماها يا اتومبيل ها ، مبدل هاي حرارتي جمع و جور كارايي انتقال حرارت بالا را در راه حل هاي كوچكتر و سبك تر ارائه مي دهند. مشخصه اي از سطح انتقال حرارت زياد به نسبت حجم ، چندين نوع از اين دستگاههاي تبادل گرما در دسترس هستند ، از جمله مبدل حرارتي صفحه اي جمع و جور. به طور معمول، اين دستگاه ها از ويژگي هاي نسبت ≥700 متر 2 / متر 3 براي برنامه هاي كاربردي گاز به گاز و ≥400 متر 2 / متر 3 براي برنامه هاي كاربردي مايع به گاز.
هزينه ها
هزينه مبدل حرارتي نه تنها قيمت اوليه تجهيزات بلكه هزينه هاي نصب ، بهره برداري و نگهداري از طول عمر دستگاه را نيز شامل مي شود. اگرچه لازم است مبدل حرارتي را انتخاب كنيد كه به طور مؤثر الزامات برنامه ها را برآورده كند ، همچنين لازم است كه هزينه هاي كلي مبدل حرارتي انتخاب شده را در نظر داشته باشيد تا بهتر تشخيص دهيد كه آيا دستگاه ارزش سرمايه گذاري دارد يا خير. به عنوان مثال ، مبدل حرارتي در ابتدا گران اما با دوام تر ممكن است منجر به هزينه هاي نگهداري كمتر و در نتيجه هزينه هاي كل كمتر در طي دوره هاي چند ساله شود ، در حالي كه مبدل حرارتي ارزان تر ممكن است در ابتدا ارزانتر باشد اما در همان مدت زمان به چندين تعمير و تعويض نياز دارد.
