آشنایی با مبدل حرارتی استخر و انواع آن
مبدل حرارتی یکی از تجهیزات مهم و اصلی در سیستم گرمایشی استخر است. این مبدل ها به هدف ایجاد گرمایش و متعادل سازی دمای آب در هنگام راه اندازی انواع استخر و جکوزی مورد استفاده قرار می گیرند. مبدل ها با انتقال بهینه حرارت از یک سیال به سیال دیگر به تعادل دمای آب در استخر کمک می کنند. مبدل حرارتی استخر، یکی از تجهیزات گرمایشی کاربردی است که به علت تبادل حرارتی بالا، در ساخت آن از آلیاژهای بسیار مقاوم و ضد زنگ استفاده می شود. مهم ترین وظیفه مبدل ها کنترل دمای آب در استخر و جکوزی است.
مبدل های حرارتی نقش مهمی در کیفیت گرمایش آب استخرها دارند.
در انتخاب مبدل حرارتی استخر عوامل متعددی موثر هستند. نوع استخر (روباز و سرپوشیده)، کاربری استخر (عمومی، خصوصی، درمانی و تمرینی) و جنس سازه (بتنی، فایبرگلاس، وینیل و چوبی) در انتخاب نوع مبدل تاثیر به سزایی دارند. از دیگر عوامل تاثیرگذار در انتخاب مبدل های حرارتی می توان به اختلاف دمای محیط و آب استخر و زمان مورد نیاز برای گرمایش آب اشاره کرد. در برخی از استخرها به بیش از یک مبدل حرارتی نیاز است، بنابراین در هنگام انتخاب، تعداد مبدل مورد نیاز هم اهمیت دارد. همچنین در محاسبه ظرفیت مبدل های حرارتی، باید به فاکتورهایی نظیر حجم استخر، افت فشار در طول مسیر لوله کشی، اتلاف حرارت (تبخیر از سطح آب) و بار حرارتی توجه داشت.
عملکرد مبدل حرارتی استخر
مبدل حرارتی از دو مدار گردش سیال تشکیل شده است و حرارت را از یک سیال به سیال دیگر منتقل می کند. در یکی از مدارها، آب گرم و در مدار دیگر، آب استخر در گردش است. مبدل ها با عملکرد سریع خود، عمل انتقال آب سرد به گرم را انجام می دهند. این انتقال بدون ترکیب با یکدیگر و به طور موازی انجام می شود. در مبدل های حرارتی، گرما به طور غیر مستقیم از آب گرم به آب سرد انتقال داده می شود و سپس از طریق لوله ها به استخر هدایت می شود.
جریان ورود و خروج آب سرد و گرم
ویژگی های مبدل های حرارتی استخر
از مهم ترین مزایا و ویژگی های یک مبدل حرارتی مناسب می توان به این موارد اشاره کرد:
- راندمان مطلوب و بازدهی بالا
- مصرف بهینه سوخت و انرژی
- مقاومت بالا در برابر خوردگی (در استخرهای دارای آب کلر و نمک)
- ساختار محکم و اتصالات مناسب
- حداقل افت فشار
- دسترسی آسان برای سرویس های دوره ای و تعویض قطعات معیوب
انواع مبدل های حرارتی استخر
از انواع متداول مبدل های حرارتی می توان مبدل حرارتی پوسته و لوله، صفحه ای، پره دار و هوا خنک را نام برد.
مبدل حرارتی پوسته و لوله
این نوع مبدل حرارتی از تعداد زیادی لوله های کوچک تشکیل شده است که در یک مخزن استوانه ای شکل (پوسته) قرار می گیرند. سطح انتقال حرارت از طریق جداره فلزی لوله ها است. آب در لوله ها حرکت می کند و به دلیل تعداد زیاد لوله ها، سطح تماس حرارتی بیشتری ایجاد می شود. بخار داغ بر سطح بیرونی لوله ها و داخل پوسته در جریان است. هنگام عبور آب از لوله ها، حرارت بخار به آن انتقال می یابد و موجب گرم شدن آب می شود. از مهم ترین ویژگی های مبدل حرارتی پوسته و لوله می توان به طراحی مکانیکی مناسب، تحمل شرایط دمایی بالا و استفاده آسان اشاره کرد. طراحی این نوع مبدل ها به گونه ای است که سطح تماس بزرگی دارند و موجب ایجاد حرارت وسیع در حجم کم می شوند. تبادل حرارت در این مبدل ها با راندمان بالا انجام می شود. مبدل های حرارتی اغلب در دو نوع مختلف استیل و مسی طراحی و ساخته می شوند.
مبدل های حرارتی استیل در دسته بندی مبدل های پوسته و لوله قرار دارند.
مبدل حرارتی صفحه ای
عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای تقریباً مشابه مبدل پوسته و لوله است؛ با این تفاوت که به جای لوله ها، از تعداد زیادی صفحات فلزی نازک استفاده می شود. هنگام انتقال حرارت، آب سرد و گرم از دو سوی مختلف به مبدل صفحه ای وارد می شوند و در داخل صفحات فلزی انباشته شده جریان پیدا می کنند. به این ترتیب، حرارت بین دو سیال انتقال می یابد و آب استخر دارای دمای متعادل می شود. بازدهی بالا، سهولت در تعمیر و نگهداری و اشغال فضای کمتر نسبت به مبدل های دیگر، از مهم ترین ویژگی های این نوع مبدل به شمار می آیند.
مبدل حرارتی پره دار
این نوع مبدل حرارتی دارای پره هایی است که انتقال گرما به کمک آن ها انجام می شود. این مبدل ها دارای انواع مختلفی از جمله مبدل های لوله ای پره دار و صفحه ای پره دار هستند. در این مبدل ها، حرارت از طریق پره هایی که به صورت وسیع در سطح اصلی قرار دارند، انتقال داده می شود.
مبدل حرارتی هوا خنک
عملکرد مبدل حرارتی هوا خنک با مبدل های دیگر کمی متفاوت است. در این نوع مبدل ها، بخار آب گرم در مجموعه ای از لوله های افقی کنار هم، توزیع می شود. سپس سیال ها با کمک جریان هوا که توسط یک فن تامین می شود، خنک شده و دمای آب استخر را متعادل می سازند.
نکات مهم در هنگام نصب مبدل های حرارتی استخر
نصب استاندارد و اصولی مبدل حرارتی یکی از نکاتی است که باید به آن توجه ویژه داشت. همان طور که در هنگام انتخاب مبدل مناسب، لازم است فاکتورهای نظیر نوع، جنس سازه و کاربری استخر در نظر گرفته شود؛ در هنگام نصب هم مواردی متعددی باید مورد توجه قرار گیرد. محل نصب مبدل، میزان و نحوه تبادل حرارت از مهم ترین نکاتی هستند که در هنگام نصب مبدل حرارتی باید به آن توجه شود. بهتر است محل نصب در مجاورت دیگ آب گرم باشد؛ به این ترتیب، در هنگار کار مبدل تا حد زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری می شود. مکان قرار گیری مبدل بین فیلتر و تجهیزات ضد عفونی کننده (کلرزن) است. توصیه می شود از مبدل هایی استفاده شود که سرعت جریان آب در آن ها بالا است. جریان بالای آب در این نوع مبدل ها موجب کاهش رسوب در طول مسیر عبور آب می شود. در نتیجه، طول عمر مفید مبدل افزایش خواهد یافت.