مبدلهای حرارتی مي توانند بر مبناي شكل مسير جريان سيال از ميان مبادله كن گرما، دسته بندي شوند. سه شكل بندي پايه جريانها عبارتند از:
1- جريان هم جهت
2- جريان مخالف جهت
3-جريان متقاطع
1- جريان هم جهت
2- جريان مخالف جهت
3-جريان متقاطع
در مبدلهای حرارتی با جريان هم جهت ، دو جريان سيال، در يك انتها، به مبادله كن وارد مي شوند. هر دو يك جهت جريان مي يابند و از انتهاي ديگر، خارج مي شوند
در مبدلهای حرارتی با جريان مخالف جهت، دو جريان سيال، در جهت هاي مخالف جريان مي يابند.
در مبدلهای حرارتی با جريان مخالف جهت، دو جريان سيال، در جهت هاي مخالف جريان مي يابند.
در مبدلهای حرارتی با جريان متقاطع منفرد، جريان يك سيال عمود برجهت جريان سيال ديگر، از مبادله كن گرما عبور مي كند. (شکل زیر)
در ادامه با انواع مبدل های حرارتی و مزایا و معایب هر یک آشنا خواهیم شد.
مبدلهای حرارتي دو لوله اي مي توانند با آرايش هاي گوناگون سري و موازي (شکل زیر) مرتب شوند تا افت فشار و متوسط اختلاف دماي مورد نظررابرآورده سازند. استفاده عمده مبادله كن هاي دو لوله اي ، براي گرمايش يا سرمايش محسوس سيالهاي فرايندي است كه در آنها سطوح انتقال گرماي كوچكي (تا ) مورد نياز مي باشد. اين شكل بندي ، همچنين در حالتيك ه يك يا هر دو سيال سرد و گرم ، در فشار زياد باشند، مناسب است. عيب اصلي اين مبدلهای حرارتی آن است كه ميزان انتقال گرما در واحد سطح گرمايي آن ها كم بوده و به عبارت ديگر براي ظرفيت گرمايي بالا، بزرگ و گران قيمت هستند.
مبدلهای حرارتي پوسته و لوله (Shell and tube)
مبدلهای حرارتي پوسته اي و لوله اي ، از لوله هاي با مقطع دايره اي كه در پوسته هاي استونه اي بزرگ نصب شده اند، ساخته مي شوند به طوري كه محور لوله ها موازي با محور پوسته است. اين مبدلهای حرارتی به صورت وسيعي به عنوان خنك كن هاي روغن، چگالنده ها و پيش گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيرو گاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيروگاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع فرايندي و شيميايي استفاده مي شوند. مبدل های پوسته و لوله به نوعی پرکاربردترین نوع مبدل حرارتی است که محدوده وسیعی از دما، فشار عملیاتی و سیالات را پوشش می دهد. نمای کلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر آورده شده است.
مبدلهای حرارتي پوسته اي و لوله اي ، از لوله هاي با مقطع دايره اي كه در پوسته هاي استونه اي بزرگ نصب شده اند، ساخته مي شوند به طوري كه محور لوله ها موازي با محور پوسته است. اين مبدلهای حرارتی به صورت وسيعي به عنوان خنك كن هاي روغن، چگالنده ها و پيش گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيرو گاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع گرمكن ها در نيروگاهها، و به عنوان مولدهاي بخار در نيروگاههاي هسته اي و در كاربردهاي صنايع فرايندي و شيميايي استفاده مي شوند. مبدل های پوسته و لوله به نوعی پرکاربردترین نوع مبدل حرارتی است که محدوده وسیعی از دما، فشار عملیاتی و سیالات را پوشش می دهد. نمای کلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر آورده شده است.
اجزای اصلی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در شکل زیر نشان داده شده است.
یک مبدل حرارتی پوسته و لوله از سه بخش اصلی (هد جلویی، پوسته و هد عقبی) تشکیل شده است. انواع این بخش ها طبق استاندارد TEMA در شکل زیر نشان داده شده است.
همچنین سایر اجزای مهم آن عبارت است از لوله ها، بافل ها، دسته لوله، وصفحه لوله.
به طور خلاصه:
محدوديت دمايي: تا 1100
محدوديت فشاري: تا MPa200
موارد كاربرد: تقريبا تمام صنايع.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای جزییات بیشتری است که به دلیل اختصار کلام از آن ها صرفنظر شده و مطالعه بیشتر در مورد آن ها به مستمعین عزیز واگذار می گردد.
محدوديت دمايي: تا 1100
محدوديت فشاري: تا MPa200
موارد كاربرد: تقريبا تمام صنايع.
مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای جزییات بیشتری است که به دلیل اختصار کلام از آن ها صرفنظر شده و مطالعه بیشتر در مورد آن ها به مستمعین عزیز واگذار می گردد.
مبدلهاي حرارتي قاب وصفحه
نماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در دو شكل زیر نشان داده شده است.
نماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در دو شكل زیر نشان داده شده است.