خشک کن هوای یخچالییک دستگاه خشک‌کن هوای فشرده است که از اصول فیزیکی برای منجمد کردن رطوبت موجود در هوای فشرده زیر نقطه شبنم استفاده می‌کند و آن را از هوای فشرده به آب مایع تبدیل کرده و تخلیه می‌کند. با توجه به نقطه انجماد آب، از نظر تئوری دمای نقطه شبنم آن می‌تواند نزدیک به 0 درجه باشد. در عمل، دمای نقطه شبنم یک خشک‌کن انجمادی خوب می‌تواند به حدود 10 درجه برسد.
با توجه به تفاوت بین مبدل‌های حرارتیخشک کن های هوای یخچالیدر حال حاضر دو نوع خشک‌کن هوا با مبدل‌های حرارتی لوله‌ای-پره‌ای و مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای (که به عنوان مبدل‌های صفحه‌ای شناخته می‌شوند) در بازار وجود دارد. خشک‌کن هوای گرم‌کن به دلیل فناوری بالغ، ساختار جمع و جور، راندمان حرارتی بالا و عدم آلودگی ثانویه، به جریان اصلی بازار خشک‌کن‌های هوا تبدیل شده است. با این حال، معایب زیادی در طراحی و استفاده از مبدل حرارتی لوله‌ای-پره‌ای قدیمی وجود دارد. عملکرد اصلی در جنبه‌های زیر است:
۱. حجم زیاد:
مبدل حرارتی لوله-پره عموماً دارای ساختار استوانه‌ای افقی است. به منظور انطباق با شکل مبدل حرارتی، کل طراحی دستگاه سردکننده و خشک‌کن فقط می‌تواند از مکانیسم مبدل حرارتی پیروی کند. بنابراین، کل دستگاه حجیم است، اما فضای داخلی نسبتاً خالی است. به خصوص برای تجهیزات متوسط و بزرگ، 2/3 فضای داخل کل دستگاه اضافی است و در نتیجه باعث اتلاف فضای غیرضروری می‌شود.
2. ساختار واحد:
مبدل حرارتی لوله-پره عموماً از طراحی یک به یک استفاده می‌کند، یعنی خشک‌کن هوا با ظرفیت پردازش مربوطه مطابق با مبدل حرارتی با ظرفیت پردازش مربوطه است که منجر به محدودیت‌هایی در فرآیند تولید می‌شود و نمی‌توان آنها را به صورت انعطاف‌پذیر در ترکیب با هم استفاده کرد. روش‌هایی برای استفاده از مبدل حرارتی یکسان برای تشکیل خشک‌کن‌های هوا با ظرفیت‌های پردازش مختلف وجود دارد که به ناچار منجر به افزایش موجودی مواد اولیه خواهد شد.
۳. میانگین راندمان تبادل حرارت
راندمان انتقال حرارت مبدل حرارتی لوله-پره عموماً حدود ۸۵٪ است، بنابراین دستیابی به یک اثر انتقال حرارت ایده‌آل ضروری است. طراحی کل سیستم تبرید باید بر اساس محاسبه ظرفیت تبرید مورد نیاز بیش از ۱۵٪ افزایش یابد، در نتیجه هزینه سیستم و مصرف برق افزایش می‌یابد.
۴. حباب‌های هوا در مبدل حرارتی لوله-پره
ساختار پره‌های مربعی و پوسته دایره‌ای مبدل حرارتی لوله-پره، فضای تبادل حرارتی را در هر کانال باقی نمی‌گذارد و باعث حباب زدن هوا می‌شود. بافل‌های اواپراتور اجازه می‌دهند مقداری از هوای فشرده بدون تبادل حرارتی خارج شود. این امر نقطه شبنم گاز تولیدی را محدود می‌کند و افزایش ظرفیت خنک‌کننده مشکل را به طور کامل حل نمی‌کند. بنابراین، نقطه شبنم فشار خشک‌کن انجمادی لوله-پره عموماً بالای 10 درجه سانتیگراد است که نمی‌تواند به 2 درجه سانتیگراد بهینه برسد.
۵. مقاومت ضعیف در برابر خوردگی
مبدل‌های حرارتی لوله-پره عموماً از لوله‌های مسی و پره‌های آلومینیومی ساخته می‌شوند و سیال هدف، گاز فشرده معمولی و گاز غیرخورنده است. در برخی موارد خاص، مانند خشک‌کن‌های تبرید دریایی، دستگاه‌های خنک‌کننده و خشک‌کن گاز مخصوص و غیره، مستعد خوردگی هستند که عمر مفید را تا حد زیادی کاهش می‌دهد یا حتی اصلاً قابل استفاده نیست.
با توجه به ویژگی‌های مبدل حرارتی لوله-پره که در بالا ذکر شد، مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌تواند این کاستی‌ها را جبران کند. شرح خاص آن به شرح زیر است:
۱. ساختار جمع و جور و اندازه کوچک
مبدل حرارتی صفحه‌ای ساختار مربعی دارد و فضای کمی را اشغال می‌کند. می‌توان آن را به صورت انعطاف‌پذیر با اجزای تبرید در تجهیزات ترکیب کرد، بدون اینکه فضای زیادی را هدر دهد.
۲. مدل انعطاف‌پذیر و قابل تغییر است
مبدل حرارتی صفحه‌ای را می‌توان به صورت ماژولار مونتاژ کرد، یعنی می‌توان آن را به صورت ۱+۱=۲ در ظرفیت پردازش مورد نیاز ترکیب کرد، که این امر باعث می‌شود طراحی کل دستگاه انعطاف‌پذیر و قابل تغییر باشد و بتوان موجودی مواد اولیه را به طور مؤثرتری کنترل کرد.
۳. راندمان بالای تبادل حرارت
کانال جریان مبدل حرارتی صفحه‌ای کوچک است، پره‌های صفحه به شکل موج هستند و تغییرات سطح مقطع پیچیده است. یک صفحه کوچک می‌تواند سطح تبادل حرارت بزرگتری را بدست آورد و جهت جریان و سرعت جریان سیال دائماً تغییر می‌کند که باعث افزایش سرعت جریان سیال می‌شود. اغتشاش، بنابراین می‌تواند با سرعت جریان بسیار کمی به جریان آشفته برسد. در مبدل حرارتی پوسته و لوله، دو سیال به ترتیب در سمت لوله و سمت پوسته جریان دارند. به طور کلی، جریان به صورت جریان متقاطع است و ضریب تصحیح اختلاف دمای متوسط لگاریتمی کوچک است. و مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای اکثراً جریان همسو یا ضد جریان هستند و ضریب تصحیح معمولاً حدود 0.95 است. علاوه بر این، جریان سیال سرد و گرم در مبدل حرارتی صفحه‌ای موازی با سطح تبادل حرارت بدون جریان بای‌پس است و باعث می‌شود مبدل حرارتی صفحه‌ای اختلاف دما در انتهای مبدل حرارتی کم باشد که می‌تواند کمتر از 1 درجه سانتیگراد باشد. بنابراین، نقطه شبنم فشار یک خشک‌کن تبریدی با استفاده از مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌تواند تا ۲ درجه سانتیگراد پایین باشد.
۴. هیچ زاویه مرده‌ای برای تبادل گرما وجود ندارد، اساساً به ۱۰۰٪ تبادل گرما دست می‌یابیم
مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل مکانیسم منحصر به فرد خود، باعث می‌شود که محیط تبادل حرارت کاملاً با سطح صفحه تماس داشته باشد، بدون زاویه کور تبادل حرارت، بدون سوراخ تخلیه و بدون نشت هوا. بنابراین، هوای فشرده می‌تواند به تبادل حرارت ۱۰۰٪ دست یابد. ثبات نقطه شبنم محصول نهایی را تضمین می‌کند.
5. مقاومت در برابر خوردگی خوب
مبدل حرارتی صفحه‌ای از آلیاژ آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است که مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و همچنین می‌تواند از آلودگی ثانویه هوای فشرده جلوگیری کند. بنابراین، می‌توان آن را با موارد خاص مختلف، از جمله کشتی‌های دریایی، با گازهای خورنده، صنایع شیمیایی و همچنین صنایع غذایی و دارویی دقیق‌تر، سازگار کرد.
با ترکیب ویژگی‌های فوق، مبدل حرارتی صفحه‌ای مزایای غیرقابل انکار مبدل حرارتی لوله و پره را دارد. در مقایسه با مبدل حرارتی لوله و پره، مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌تواند با ظرفیت پردازش یکسان، 30٪ صرفه‌جویی کند. بنابراین، پیکربندی سیستم تبرید کل دستگاه می‌تواند 30٪ کاهش یابد و مصرف انرژی نیز می‌تواند بیش از 30٪ کاهش یابد. حجم کل دستگاه نیز می‌تواند بیش از 30٪ کاهش یابد.
جدیدترین نمایشگر خشک‌کن هوای یخچالی با قابلیت تعویض صفحه تبدیل فرکانس
زمان ارسال: ۱۵ مه ۲۰۲۳
