مبدل حرارتی آب و روغن چیست؟ این نوع از مبدل‌ها چه نوع کارایی دارند؟ در کنار مبدل هوا خنک و مبدل آب خنک نوع دیگری از مبدل با نام مبدل حرارتی آب و روغن وجود دارد که از جمله مبدل‌های حرارتی لوله و پوسته میباشد. این مبدل پرکاربرد می‌تواند بر پایه انتقال دادن حرارت در بین سیالات مختلف مانند آب به عنوان نوعی خنک کننده و روغن هیدرولیک به عنوان نوع خنک شونده استفاده کند. آب در داخل لوله‌های مسی و روغن در پوسته مبدل حرارتی در جریان است. در این مقاله مبدل حرارتی آب و روغن را بررسی می کنیم.
آشنایی با مبدل حرارتی آب و روغن
گفتیم که مبدل حرارتی آب و روغن یکی دیگر از مدل‌های مبدل حرارتی لوله و پوسته میباشد که اساس کار آن بر پایه انتقال دادن حرارت در بین سیالاتی مانند آب و روغن است. در این مبدل‌ها آب خنک کننده بوده و روغن خنک شونده است که در داخل لوله های مسی و روغن در داخل پوسته جریان دارد.
در تولید این مبدل حرارتی به کیفیت اهمیت زیادی داده می‌شود همانند آنچه که در یک برج خنک کننده یا مبدل هوا خنک می‌بینیم. در واقع لوله‌های به کار رفته در آن از جنس مس هستند که از ابعاد ۳.۸ اینچ کیفیت بسیار بالا و ضخامت یک میلی متر ساخته شده است. در تولید این مبدل حرارتی فرضیات زیر برای آن در نظر گرفته می شوند:
- دبی آب به صورت ۶۰ از دبی پمپ روغن باشد.
- دمای ورودی آب بین ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی گراد متغیر باشد.
- دمای ورودی روغن از ۶۰ تا ۷۰ درجه سانتی گراد متغیر باشد.
کاربرد مبدل حرارتی آب و روغن
مبدل حرارتی که آن را با نام مبدل حرارتی آب و روغن می‌شناسیم، در واقع مبدل حرارتی و روغن میباشد که معمولاً جهت خنک کردن سیستم‌های هیدرولیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته به غیر از روغن هیدرولیک می توان از این مبدل‌ها جهت خنک کاری هر روغن دیگری استفاده کرد.
روغنی که در سیستم‌های هیدرولیکی جریان می‌یابد بر اثر تحمل کردن فشار بالا و همچنین اصطکاک بین ذرات سیالات در نهایت سیالات با دیواره‌ها افزایش دما پیدا کرده، اما ویسکوزیته آن کمتر می‌شود. اگر دمای روغن به ۸۰ درجه سانتی گراد بیشتر برسد با کاهش یافتن ویسکوزیته روغن، این نوع روغن در معرض اکسیداسیون قرار خواهد گرفت که این اکسیداسیون احتمال دارد خسارات جبران ناپذیری را به تجهیزات وارد کند و در نهایت موجب خوردگی در آنها شود.
از سوی دیگر کاهش یافتن دمای روغن موجب افزایش یافتن ویسکوزیته شده و می‌تواند پمپاژ را دچار مشکل کند، بنابراین نگه داشتن دمای روغن در محدوده‌ای پایه‌دار جهت بالا بردن طول عمر آن ضروری می باشد.
از یک مبدل حرارتی و روغن معمولاً جهت خنک کردن روغن هیدرولیک در داخل دستگاه های مختلفی مانند دستگاه تزریق پلاستیک، روغن پرس هیدرولیک، روغن موتور و گیربکس و دیگر سیستم های هیدرولیکی استفاده می کنند که روغن همواره در معرض افزایش یافتن دما می باشد، به این دستگاه دستگاه تزریق پلاستیک هم می گویند.
مزیت های مبدل حرارتی آب و روغن
این نوع مبدل حرارتی که جهت خنک کاری روغن کاربرد دارد و مزیت زیر را نیز دارد:
این نوع از مبدل ها که به صورت لوله و پوسته تولید شده اند، دارای انعطاف پذیری در طراحی، هزینه های پایین و قابلیت استفاده کردن از سیال آب را دارند که نسبت به دیگر مبدل های حرارتی بازدهی بالاتری دارد، چون آب ظرفیت حرارتی بسیار بالا دارد و در نهایت خنک کاری آن نیز بهتر انجام می شود.
البته این نوع مبدل یک نقص در طراحی دارد، که از جمله آن ها هزینه های بالای نصب کردن و نگه داری آن می باشد، چون جریان آب در داخل این مبدل ها معمولاً با افزایش دما همراه هست، بنابراین ما جهت خنک کاری به یک چیلر نیازمند هستیم.
آب خنک کن آب و روغن به مبدل های حرارتی آب و روغن معمولاً خنک کن آب و روغن هم می گویند که نوعی خنک کن روغن هیدرولیک می باشد، چون از اصلی ترین کاربردهای این مبدل ها خنک کاری روغن است. روغن در ابعاد و ظرفیت های مختلفی تولید شده است، معمولاً بسیاری از شرکت های تولید کننده آن کیفیت و ضمانت یک ساله را برای مصرف کننده در نظر گرفته اند.
دمای روغن ممکن است به دلیل عوامل مختلفی بالا رود، به همین سبب در عملکرد سیستم مورد نظر اختلالاتی به وجود بیاید که خوردگی تجهیزات مانند پمپ و اکسیداسیون از جمله آسیب ها و خسارت هایی است که به علت افزایش دمای روغن رخ می دهد، اما یک مبدل آب و روغن به آسانی می تواند چنین مشکلی را برطرف کند.
انواع مبدل حرارتی آب و روغن
کارایی بالای این نوع از مبدل حرارتی موجب شده است که در انواع مختلفی تولید شوند که سه مدل رایج آن عبارتند از:
- مبدل هوا خنک
- مبدل حرارتی صفحه ای
- مبدل حرارتی پوسته و لوله
در ساختار این نوع از مبدل ها نیز فن های زیادی وجود دارد که در هنگام عبور سیال یعنی آب با دمای زیاد به وسیله این فن ها وزش هوا ایجاد شده و در نتیجه آن دمای سیار کاهش می یابد. تیوپ باندل که در این نوع مبدل به کار می رود، از نوع فلوتینگ است که کم ترین میزان تنش را دارد و همین نکته میزان مقاومت در اتصال لوله ها را افزایش می دهد.
از آن جایی که تیوب باندل به صورت بازشو می باشد، بنابراین قسمت خارج و داخل لوله ها را می توان برای سیال هایی که بدون فیلتر هستند، تمیزکاری کرد. در مکان هایی که معمولاً از آب بدون سختی داخل لوله های مسی استفاده می شود و هنگامی که روند خنک کاری با استفاده از آب دریا می باشد باید از نوع لوله های کاپرنیل بهره گرفت.
نتیجه گیری
در این مقاله مبدل حرارتی آب و روغن را بررسی کردیم. این نوع از مبدل ها دارای دو نوع سیال یعنی جریان آب به عنوان خنک کننده و هم چنین جریان روغن به عنوان خنک شونده هستند و در صنایع مختلفی که از روغن های هیدرولیک استفاده می‌کنند که مبدل های حرارتی لوله و پوسته می باشد که در لوله های مسی آب و در پوسته روغن داغ جریان دارد. در سایت آروین تاو قطعه بیشتر با مبدل حرارتی آب و روغن، انواع برج خنک کننده، انواع مبدل هوا خنک، نحوه عملکرد هر کدام از مبدل های حرارتی و غیره آشنا شوید.