أنواع المبادلات الحرارية: المبرَّدة بالهواء واللوحية وبالغلاف والأنابيب

قاعدة المعرفة

ينقل المبادل الحراري الحرارة من مائع إلى آخر دون أن يختلطا. وتلك الجملة الواحدة تشمل رادياتير شاحنة ومكثف الثلاجة ومولّد البخار في محطة توليد، وتكمن الهندسة في كيفية جمع المائعين معًا. وتؤدي ثلاث عائلات معظم العمل في توليد الطاقة والصناعة: المبادل الحراري المبرَّد بالهواء، حيث يكون المائع الثاني هو الغلاف الجوي؛ والمبادل الحراري اللوحي، حيث يلتقي سائلان عبر ألواح رقيقة مضغوطة؛ والمبادل الحراري بالغلاف والأنابيب، حيث يجري مائع داخل حزمة أنابيب ويجري الآخر حولها.

يشرح هذا الدليل كل نوع، وما يتميز به، وكيف يستخدم نظام تبريد المحرك الأنواع الثلاثة جميعًا.

المبادلات الحرارية المبرَّدة بالهواء: ملفات الأنابيب المزعنفة والمراوح

حين يجب أن تنتهي الحرارة في الغلاف الجوي يكون الهواء هو المائع الثاني، والهواء موصل ضعيف ذو سعة حرارية منخفضة. ويعوّض المبادل المبرَّد بالهواء ذلك بالسطح: يضع ملف الأنابيب المزعنفة مساحة كبيرة من الزعانف الألمنيومية الرقيقة في تيار الهواء، وتحرّك المراوح الهواء عبرها. والرادياتيرات والمبردات الجافة والمكثفات المبرَّدة بالهواء وملفات مدخل التوربينات الغازية كلها من هذه العائلة.

قوتها في الاستقلالية - لا ماء ولا دائرة ثانية ولا مضخة - وفي المتانة. وحدودها هي درجة حرارة المحيط التي لا تستطيع التبريد دونها أبدًا، والمساحة التي يحتاجها وجه الملف، وضوضاء المراوح التي يتحكم فيها التصميم باختيار المروحة وسرعتها. وهي المرحلة الأخيرة في كل نظام تبريد محرك، وهي خط إنتاج TECS.

المبادلات الحرارية اللوحية: من سائل إلى سائل في حيز صغير

المبادل الحراري اللوحي حزمة من ألواح فولاذ مقاوم للصدأ مموجة، بحشوات أو ملحومة بالنحاس، يجري فيها السائلان في قنوات متناوبة. تجعل التموجات الجريان مضطربًا والألواح رقيقة، فتكون معاملات انتقال الحرارة عالية والوحدة مدمجة: فالمبادل اللوحي لحمل معين جزء بسيط من حجم وحدة الغلاف والأنابيب. ويمكن فتح الوحدات ذات الحشوات وتوسيعها؛ أما الوحدات الملحومة بالنحاس فمغلقة وأرخص.

وهي تخدم حيث يتبادل سائلان الحرارة عند ضغط ودرجة حرارة معتدلين: فصل دائرة مياه خام عن سائل تبريد المحرك، واسترداد الحرارة من محرك توليد مشترك إلى شبكة تدفئة، وتبريد زيت التزييت بسائل التبريد. ونقاط ضعفها هي الترسبات في القنوات الضيقة، وحدود الحشوات من حيث درجة الحرارة والمواد الكيميائية، وانخفاض الضغط الذي تفرضه القنوات الضيقة.

الغلاف والأنابيب: المعيار الشاق

حزمة أنابيب داخل غلاف أسطواني؛ مائع عبر الأنابيب والآخر حولها، تُوجّهه حواجز. وهو أقدم تصميم وما زال المعيار حيث تكون الضغوط عالية ودرجات الحرارة قصوى والموائع متسخة أو يكون أحد الجانبين غازًا أو بخارًا متكثفًا. مبردات الزيت ومبردات الوقود ومبردات هواء الشحن بالماء ومكثفات البخار ومبادلات المصافي كلها من نوع الغلاف والأنابيب.

وهو أكبر وأثقل من الوحدة اللوحية للحمل نفسه، لكنه يتحمل الترسبات، ويمكن تنظيفه ميكانيكيًا، ويُصنع وفق أكواد أوعية الضغط لأي ضغط، ويمكن استبدال حزمة الأنابيب. وتورّد TECS مبردات زيت ووقود من نوع الغلاف والأنابيب إلى جانب رادياتيراتها حين تتطلبها حزمة التبريد.

كيف يستخدم نظام تبريد المحرك الأنواع الثلاثة جميعًا

يطرد المحرك الكبير الحرارة من أسطواناته وهواء الشحن وزيت التزييت وأحيانًا وقوده. داخل حزمة المحرك يُبرَّد الزيت وهواء الشحن عادةً بسائل التبريد في مبادلات من نوع الغلاف والأنابيب أو اللوحية؛ ثم يحمل سائل التبريد كل شيء إلى المرحلة الأخيرة المبرَّدة بالهواء - الرادياتير المنفصل أو المبرد الجاف - التي تسلّم الحرارة إلى الغلاف الجوي. وفي محطة توليد مشترك يوجد مبادل لوحي بين سائل تبريد المحرك وشبكة التدفئة، ويتولى مبرد الطوارئ الأمر حين لا تستطيع الشبكة استيعاب الحرارة.

تصمم TECS المرحلة المبرَّدة بالهواء وتختار الوحدات اللوحية ووحدات الغلاف والأنابيب التابعة لها، ليحترم الدائرة كلها تدفقات مصنّع المحرك ودرجات حرارته وانخفاضات ضغطه. أرسلوا ورقة بيانات المحرك أو أرقام العملية، فيسرد العرض كل مبادل في الحزمة.

باختصار

مبرَّد بالهواء: من سائل إلى هواء عبر أنابيب مزعنفة ومراوح؛ الرادياتيرات والمبردات الجافة وملفات المدخل
لوحي: من سائل إلى سائل عبر ألواح مضغوطة؛ مدمج وفعّال وبضغط معتدل
الغلاف والأنابيب: أنابيب داخل غلاف؛ ضغط عالٍ وموائع متسخة وغازات وأبخرة
حزمة المحرك تستخدم الأنواع الثلاثة وتنتهي بالمرحلة المبرَّدة بالهواء
تصنع TECS المرحلة المبرَّدة بالهواء وتورّد معها مبادلات الزيت والوقود والمبادلات اللوحية
كل مبادل في الحزمة يُختار وفق حدود مصنّع المحرك

عرض المنتجات

لتصميم حزمة تبريد

ماركة المحرك وطرازه مع ورقة بيانات التبريد، أو الأحمال الحرارية للعملية
مصادر الحرارة المطلوب تبريدها: ماء الأغطية، هواء الشحن، الزيت، الوقود
الموائع على كل جانب ودرجات حرارتها
درجة حرارة المحيط في الموقع والارتفاع والتركيب
انخفاضات الضغط المسموح بها والمضخات المتاحة
المساحة وحد الصوت للمرحلة المبرَّدة بالهواء

أرسلوا استفساركم Send us files

أسئلة تُطرح علينا كثيرًا

أي مبادل حراري هو الأكثر كفاءة؟

من سائل إلى سائل، يحقق المبادل الحراري اللوحي أكبر انتقال للحرارة لكل وحدة حجم. أما الحرارة التي يجب أن تنتهي في الغلاف الجوي فلا يفي بها إلا وحدة مبرَّدة بالهواء، وكفاءتها مسألة سطح وقدرة مراوح. والنوع المناسب تحدده الموائع، لا ترتيب تفاضلي.

ما هو الرادياتير بهذه المصطلحات؟

مبادل حراري مبرَّد بالهواء لسائل تبريد المحرك: ملف أنابيب مزعنفة مع مراوح. مركّب على المحرك فوق القاعدة، أو منفصل بمراوح كهربائية حين يقف بعيدًا عن المحرك.

هل يستطيع المبادل الحراري اللوحي التبريد بالهواء؟

لا؛ المبادلات اللوحية لسائلين. الهواء يحتاج إلى السطح الكبير لملف الأنابيب المزعنفة. وفي نظام المحرك يبرّد المبادل اللوحي سائلًا بسائل آخر، وتبرّد الوحدة المبرَّدة بالهواء ذلك السائل الآخر بالغلاف الجوي.

لماذا تكون مبردات الزيت غالبًا من نوع الغلاف والأنابيب؟

الزيت لزج وقد يحمل حطامًا؛ وجانب الأنابيب يتحمل الأمرين ويمكن تنظيفه. والضغوط أعلى مما تتحمله حشوات الألواح، وتُصنع وحدة الغلاف والأنابيب وفق كود الضغط دون تدابير خاصة.

هل تصنع TECS الأنواع الثلاثة؟

تصمم TECS وتصنع المبادلات الحرارية المبرَّدة بالهواء - الرادياتيرات المنفصلة، والوحدات من النوع V، وملفات المدخل، ووحدات التسخين - وتورّد مبادلات الزيت والوقود واسترداد الحرارة اللوحية ومن نوع الغلاف والأنابيب التي تنتمي إلى حزمة التبريد نفسها.