چنانچه اطلاعات کاملی درباره ساختار پکیج‌ها داشته باشید، قطعاً با نام مبدل آشنا هستید. این قطعه جزئی از اجزای اصلی پکیج‌های دیواری به شمار می‌آید که وظیفه گرم کردن آب و تأمین گرمایش محیط را بر عهده دارد. مبدل حرارتی از جمله لوازم یدکی پکیج است که شامل ردیف‌هایی از لوله‌های مسی است که در قسمت بالای مشعل قرار گرفته و آب سرد پس از عبور از این لوله‌ها، آب گرم مورد نیاز برای رادیاتورها و مصارف خانگی را تأمین می‌کند.
برخی پکیج‌ها از دو یا سه مبدل ضد زنگ آلومینیومی یا فولادی بهره می‌برند که می‌تواند توانایی بالایی در برابر حرارت و خوردگی داشته باشد. با این حال، عدم نصب فیلتر و انجام سرویس‌های دوره‌ای می‌تواند منجر به مسدود شدن مسیر آب و کاهش راندمان دستگاه شود. در ادامه این مطلب با بررسی مبدل حرارتی پکیج و علائم خرابی آن همراه ما باشید.
مبدل حرارتی پکیج چیست؟
پکیج یکی از ابزارهای گرمایشی کارآمد و ایمن به شمار می‌رود که به جای آبگرمکن و موتورخانه، به‌طور همزمان برای تأمین آب گرم مصرفی و گرمایش محیط استفاده می‌شود. این وسیله در فصول سرد، به تأمین گرمای رادیاتورها و شوفاژها کمک می‌کند.
پکیج از مجموعه‌ای از قطعات تشکیل شده که هر یک نقش خاصی دارند و عملکرد صحیح آن به تعامل این اجزا بستگی دارد. یکی از اجزای مهم آن، مبدل حرارتی پکیج است که معمولاً به دو نوع اصلی و ثانویه تقسیم می‌شود. مبدل اصلی حرارت را از مشعل به آب گرم در مدار گرمایشی منتقل می‌کند و مبدل ثانویه برای گرم کردن آب مصرفی کاربرد دارد.
آگاهی از علائم خرابی مبدل حرارتی می‌تواند به تشخیص زودهنگام مشکلات این قطعه کمک کند و از بروز خطرات و هزینه‌های اضافی جلوگیری نماید..
انواع مبدل حرارتی
مبدل‌های حرارتی ابزارهایی مهم در سیستم‌های حرارتی و برودتی به شمار می‌روند. آن‌ها وظیفه انتقال حرارت از یک سیال به سیال دیگر را بر عهده دارند و در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی، نیروگاه‌ها، و سیستم‌های گرمایشی و برودتی کاربرد دارند. در این بخش به معرفی انواع اصلی مبدل‌های حرارتی و بیان مزایا و معایب هر یک خواهیم پرداخت.
۱. مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube Heat Exchanger)
مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند. یک پوسته یا محفظه و تعدادی لوله که در داخل آن قرار دارند. یکی از سیالات از درون لوله‌ها و دیگری از اطراف آن‌ها عبور می‌کند.
مزایای مبدل حرارتی پوسته و لوله
مزایای مبدل حرارتی پوسته و لوله شامل موارد زیر است:
- طراحی آن‌ها اجازه می‌دهد تا سطح تماس زیادی بین دو سیال برقرار شود.
- این مبدل‌ها می‌توانند برای انواع فشارها و دماهای مختلف طراحی شوند.
- به راحتی می‌توان لوله‌ها را برای تمیز کردن و تعمیر خارج کرد.
معایب مبدل حرارتی پوسته و لوله
برخی از معایب مبدل حرارتی پوسته و لوله عبارت‌اند از:
- هزینه ساخت و نصب آن‌ها نسبت به سایر مبدل‌ها ممکن است بالاتر باشد.
- به دلیل طراحی آن‌ها، فضای زیادی را اشغال می‌کنند.
۲. مبدل حرارتی صفحه‌ای (Plate Heat Exchanger)
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای از مجموعه‌ای از صفحات نازک و مسطح تشکیل شده‌اند که بین آن‌ها فضای برای جریان سیال‌ها وجود دارد. این مبدل‌ها به خاطر طراحی خود، قابلیت بالای انتقال حرارت را دارا هستند.
مزایای مبدل حرارتی صفحه ای
برخی از مزایای مبدل حرارتی صفحه‌ای به شرح زیر است:
- دارای سطح انتقال حرارت بیشتری نسبت به مبدل‌های پوسته و لوله هستند.
- به دلیل طراحی فشرده، فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
- صفحات به راحتی قابل جداسازی و تمیز کردن هستند.
معایب مبدل حرارتی صفحه ای
معایب استفاده از مبدل حرارتی صفحه‌ای شامل موارد زیر است:
- ممکن است در شرایط فشار بالا عملکرد مناسبی نداشته باشند.
- طراحی آن‌ها ممکن است برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب نباشد.
۳. مبدل حرارتی هوا به مایع (Air-to-Liquid Heat Exchanger)
این نوع مبدل حرارتی، حرارت را از هوا به مایع (یا برعکس) منتقل می‌کند و معمولاً در انجماد و گرمایش استفاده می‌شود.
مزایای مبدل حرارتی هوا به مایع
مزایای متعددی برای مبدل حرارتی هوا به مایع می‌توان برشمرد که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:
- این مبدل‌ها توانایی خوبی در عملکرد در دماهای متغیر دارند.
- در مقایسه با مبدل‌های حرارتی دیگر، هزینه نصب و راه‌اندازی کمتری دارند.
معایب مبدل حرارتی هوا به مایع
از جمله معایب موجود برای مبدل حرارتی هوا به مایع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کارایی آن‌ها به شدت تحت تأثیر شرایط جوی قرار دارد.
- این مبدل‌ها در برخی شرایط، مانند دماهای بسیار بالای هوا، نیاز به بهینه‌سازی بیشتری دارند.
علائم خرابی مبدل حرارتی پکیج
چنانچه اشاره شد، مبدل حرارتی یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های گرمایش پکیج به شمار می‌رود. وظیفه این قطعه انتقال حرارت از منابع گرمایشی به آب مورد نیاز برای گرمایش فضا و مصارف خانگی است. باتوجه به اهمیت این بخش، خرابی آن می‌تواند پیامدهای منفی قابل توجهی به همراه داشته باشد. خرابی مبدل حرارتی پکیج با نشانه‌ها و علائم متعددی نمایان می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:
- رسوب گرفتگی
- سروصدای زیاد هنگام روشن شدن پکیج
- سوراخ شدن دستگاه
- افت فشار پکیج
- گرم نشدن رادیاتورها
- افزایش فشار پکیج بدون دلیل
- گرم نشدن آب پکیج
- نوسان فشار پکیج
عملکرد سالم و بی‌نقص تمامی قطعات پکیج در تضمین گرمایش مؤثر و مناسب آب مصرفی و رادیاتورها حیاتی است. لذا توصیه می‌شود که در صورت مشاهده هر یک از علائم ذکر شده، اقدام به انجام تعمیرات لازم نمایید.
متریال ساخت مبدل‌های حرارتی پکیج
مبدل‌های حرارتی پکیج یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های گرمایش هستند که در معرض دماهای بالا (بین 700 تا 900 درجه سانتی‌گراد) قرار دارند. به همین دلیل، انتخاب متریال مناسب برای ساخت این مبدل‌ها امری ضروری است. از جمله متریال‌های رایج در تولید مبدل‌های حرارتی می‌توان به فولاد ضد زنگ، آلیاژ کروم و آلومینیوم اشاره کرد.
فولاد ضد زنگ و آلیاژ کروم به دلیل برخورداری از ویژگی‌های متعدد از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت، گزینه‌های بسیار مناسبی هستند. در مقایسه، مبدل‌های آلومینیومی اگرچه از وزن سبکی برخوردارند، اما به دلیل مقاومت کمتر در برابر حرارت و خوردگی دچار افت عملکرد بیشتری می‌شوند. بنابراین، انتخاب متریال مؤثر در تضمین کارایی و طول عمر مبدل‌های حرارتی پکیج نقش بسزایی دارد.
راه های پیشگیری از معیوب شدن مبدل پکیج
پیشگیری از خرابی مبدل پکیج یکی از نکات کلیدی در حفظ عملکرد بهینه و طول عمر این دستگاه‌ها محسوب می‌گردد. در این راستا، چندین راهکار مؤثر جهت پیشگیری از خراب شدن مبدل پکیج را در ادامه ذکر خواهیم کرد:
- انتخاب محل مناسب نصب: اولین و مهم‌ترین نکته، نصب پکیج‌های زمینی یا دیواری در مناطقی است که سختی آب، رسوبات و مواد محلول کمتر باشد.
- نصب فیلتر پلی فسفات: استفاده از فیلترهای پلی فسفات و رسوب‌زای مغناطیسی در مسیر ورود آب به دستگاه می‌تواند به کاهش رسوبات کمک کند.
- نصب صافی برگشت: این اقدام به جلوگیری از ورود ذرات معلق به داخل پکیج کمک می‌کند و در نتیجه عمر مبدل را افزایش می‌دهد.
- سرویس دوره‌ای پکیج: انجام سرویس‌های دوره‌ای و بررسی وضعیت قطعات به شناسایی مشکلات قبل از بروز خرابی‌های جدی کمک شایانی می‌کند.
- اجتناب از استفاده در زمان افت فشار: استفاده از دستگاه در زمان افت فشار سیال می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی شود؛ بنابراین لازم است در این شرایط از دستگاه استفاده نشود.
- تنظیم دما: استفاده از پکیج‌ها در دمای حداکثر 60 درجه سانتی‌گراد به جلوگیری از بروز آسیب‌های ناشی از دماهای بالا کمک خواهد کرد.
- استفاده از محلول‌های ضد رسوب: در مدار گرمایشی دستگاه باید از محلول‌های ضد رسوب به منظور جلوگیری از تشکیل رسوبات در مبدل استفاده شود.
پیشنهاد مطالعه: برد پکیج چیست؟ انواع، مزایا و معایب، علائم خرابی
جمع بندی
در این مقاله، به بررسی علائم خرابی مبدل حرارتی پکیج پرداخته‌ایم. مبدل حرارتی یکی از اجزای بسیار مهم در پکیج است که خرابی آن می‌تواند منجر به اختلال در کارکرد دستگاه شود. بنابراین، اطمینان از سلامت این قطعه بسیار ضروری است. برای افزایش عمر مفید پکیج، انجام سرویس‌های دوره‌ای به صورت منظم ضروری است. با این کار، می‌توان مشکلات را به موقع شناسایی کرد و از جدی‌تر شدن آن‌ها جلوگیری به عمل آورد.
