رکوپراتور

مبدل حرارتی بازیابی‌کننده حرارت

مبدل‌های حرارتی هوا به هوا

عملکرد

نحوه عملکرد

مبدل حرارتی بازیابی‌کننده حرارت مبدل‌های حرارتی هوا به هوا هستند که حرارت را از گازهای خروجی فرآیند بازیابی کرده و از آن برای پیش‌گرم کردن گازهای ورودی استفاده می‌کنند. این مبدل‌ها معمولاً با سطوح پره‌دار ساخته می‌شوند. شرکت طاها قالب نسل جدیدی از مبدل حرارتی بازیابی‌کننده حرارت صفحه‌ای را توسعه داده است که از صفحات مخصوص با شکل شیار دار (Chevron) برای افزایش انتقال حرارت بهره می‌برند. در مقایسه با ریکاوری‌ترهای پره‌دار، مدل‌های صفحه‌ای طاها قالب نرخ انتقال حرارت ۳۰٪ بالاتر و وزن کمتری دارند.

مشخصات فنی

مواد و ساختار

سیکلون در اصل یک مخزن با هندسه‌ای خاص است که برای جداسازی فازهای سیال طراحی شده است. مواد رایج مورد استفاده برای ساخت این مخزن، فولادهای کربنی مانند A516 Gr. 70 هستند. فرآیند ساخت شامل نوردکاری، شکل‌دهی سر مخزن (دیش هد)، و عملیات جوشکاری می‌باشد.

مزایای کلیدی مبدل حرارتی بازیابی‌کننده حرارت عبارت‌اند از:

  • بازیابی انرژی: این مبدل‌ها انرژی را از گازهای خروجی بازیابی کرده و مصرف کلی انرژی را کاهش می‌دهند.
  • کاهش هزینه‌های عملیاتی: با کاهش نیاز به گرمایش یا سرمایش اضافی، هزینه‌های عملیاتی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
  • نصب و بهره‌برداری آسان: رکاپراتورها نصب و راه‌اندازی نسبتاً ساده‌ای دارند.
  • عدم آلودگی متقابل: از آنجا که دو جریان هوا کاملاً از هم جدا هستند، هیچ‌گونه خطر آلودگی یا تبادل مستقیم مواد وجود ندارد.
  • بازدهی بالا: به‌ویژه زمانی مؤثر است که اختلاف دمای قابل توجهی بین دو جریان وجود داشته باشد.

کاربردها

  • صنعت خودروسازی
  • فرآوری مواد غذایی
  • صنایع شیمیایی، پتروشیمی و فولاد
  • سیستم‌های صنعتی (نفت و گاز)
  • ورزشگاه‌ها و ساختمان‌های بزرگ
  • سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)

انواع مبدل‌های حرارتی بازیابی‌کننده حرارت

جریان متقاطع (Cross-Flow): در این پیکربندی، هوای گرم وارد صفحات شده و با هوای سردی که از جهت عمود بر آن وارد می‌شود، تبادل حرارت انجام می‌دهد. جریان مخالف (Counter-Flow): در این حالت، هوای گرم و سرد در جهت‌های مخالف از میان صفحات عبور می‌کنند. جریان ترکیبی متقاطع-مخالف (Cross-Counter Flow): این نوع ترکیبی از ویژگی‌های هر دو پیکربندی جریان متقاطع و جریان مخالف است.

مشخصات فنی

مواد و ساختار

صفحات رکاپراتور می‌توانند از مواد مختلفی ساخته شوند، از جمله:
  • فولاد کربنی
  • AISI 304L
  • AISI 304
  • AISI 304H
  • AISI 321
  • AISI 321H
  • AISI 316
  • AISI 316L
  • AISI 316H
  • نوع 316Ti
  • AISI 310S
  • AISI 310H
  • AISI 309S
  • AISI 309H
مشخصات محصول

طراحی و نوآوری

شرکت TGT با انجام شبیه‌سازی‌های گسترده، هندسه رکاپراتورهای کاملاً جوش‌خورده خود را بهینه‌سازی کرده است. الگوی منحصربه‌فرد شِورون (Chevron) به‌کاررفته در صفحات، پیشرفتی قابل توجه در طراحی رکاپراتورها به شمار می‌رود. سایر ویژگی‌های کلیدی شامل موارد زیر است:
  • استفاده انحصاری از فرآیندهای برش و جوشکاری لیزری
  • شکل‌دهی صفحات انتقال حرارت با استفاده از بزرگ‌ترین پرس هیدرولیکی خاورمیانه که توسط TGT ساخته شده است.
مزایای رقابتی

برتری‌های منحصر به‌فرد شرکت طاها قالب

 مبدل‌های حرارتی بازیاب (Recuperator) شرکت طاها قالب مزایای قابل‌توجهی در صنایع مختلفی همچون فولاد، سیمان و پتروشیمی ارائه می‌دهند. صفحات با طراحی ویژه و به شکل شِورون (Chevron) که در مبدل‌های پتروشیمی طاها قالب به‌کار رفته‌اند، نرخ انتقال حرارت را تا ۳۰٪ بیشتر از مدل‌های پره‌دار افزایش می‌دهند و در عین حال وزن کمتر، افت فشار پایین‌تر و کاهش گرفتگی (Fouling) را به همراه دارند.

در صنعت فولاد، مبدل‌های بازیاب طاها قالب برای پیش‌گرمایش هوای احتراق در فرآیند احیای مستقیم آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ این کار منجر به صرفه‌جویی قابل‌توجه در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. این مبدل‌ها برای تحمل شرایط سخت عملیاتی و دماهای بالا طراحی شده‌اند و عمر مفید طولانی و نیاز به نگهداری حداقلی را تضمین می‌کنند.

مبدل‌های حرارتی هوا به هوای طاها قالب همچنین امکان بهینه‌سازی هم‌زمان انرژی و آب را فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها با میعان رطوبت موجود در جریان هوای گرم، قادر به تولید آب قابل استفاده هستند و از این رو، به‌ویژه برای صنایعی که با کمبود آب مواجه‌اند، بسیار سودمند خواهند بود

اختراعات ثبت‌شده
  1. س. ف. نبوی، ا. فرشیدیان‌فر، ا. افشارفرد، «دستگاه برداشت‌کننده انرژی امواج دریا با شناور فرکانس‌پذیر»، شماره ثبت اختراع: 139750140003003217، سال ۲۰۱۹.
  2. ا. فرشیدیان‌فر، م. سادات، ا. نوروزی، «صفحه بهینه‌شده مبدل حرارتی صفحه‌ای PH063»، شماره ثبت اختراع: 102732، سال ۲۰۲۰.
  3. ا. فرشیدیان‌فر، م. سادات، ا. نوروزی، «مبدل حرارتی صفحه‌ای با صفحات منحنی شِورون»، شماره ثبت اختراع: 102482، سال ۲۰۲۰.
  4. ا. فرشیدیان‌فر، م. ح. فرشیدیان‌فر، س. ح. قراشی، م. علی‌آبادی، س. مرندی، «سیستم مدولار MDCMD»، شماره ثبت اختراع: 103299، سال ۲۰۲۱.
  5. ا. فرشیدیان‌فر، م. ح. فرشیدیان‌فر، س. ح. قراشی، م. علی‌آبادی، ش. شکری، «مبدل حرارتی صفحه‌ای پلیمری»، شماره ثبت اختراع: 103844، سال ۲۰۲۱.
  6. ا. فرشیدیان‌فر، م. ح. فرشیدیان‌فر، س. ف. نبوی، ا. ر. فرشیدیان‌فر، ج. جهانپور، ا. خطیبی، «آشکارساز ترک پرسرعت برای صفحات شکل‌داده‌شده و تخت با آرایه‌های زاویه‌دار»، شماره ثبت اختراع: 104838.
  7. ا. فرشیدیان‌فر، م. ح. فرشیدیان‌فر، ح. قراشی، س. ف. نبوی، م. علی‌آبادی، «تقطیر غشایی تماس مستقیم»، ثبت اختراع آمریکا: NA0029-9911039.
  8. ا. فرشیدیان‌فر، م. ح. فرشیدیان‌فر، س. ف. نبوی، «جوشکاری لیزری مواد ناهمگون آلومینیوم-استنلس استیل-مس»، شماره ثبت اختراع: 106692، سال ۲۰۲۲.
  9. ا. فرشیدیان‌فر، س. ف. نبوی، م. ح. فرشیدیان‌فر، «پایش و کنترل آنلاین یکپارچه ویژگی‌های هندسی، متالورژیکی، مکانیکی و عیوب در فرآیندهای حرارتی مواد با قابلیت کالیبراسیون خودکار»، شماره ثبت اختراع: 108499، سال ۲۰۲۲.
  10. ا. فرشیدیان‌فر، س. ف. نبوی، م. ح. فرشیدیان‌فر، س. نجاتی، م. مولایی، م. حاجی‌زاده، «برش‌دهنده چرخشی سیستم پلتایزر با استفاده از ساخت افزایشی لیزری با انرژی مستقیم»، شماره ثبت اختراع: 108969، سال ۲۰۲۳.
کتاب‌ها
کتاب‌ها (به زبان انگلیسی)

1. الف. فرشیدیان‌فر، س. ف. نبوی و م. ه. فرشیدیان‌فر، «فرآیند ساخت با لیزر: مبانی فرآیند و کاربردها»، انتشارات CRC، گروه تیلور و فرانسیس، ۲۰۲۵.

کتاب‌ها (به زبان فارسی)

1. الف. فرشیدیان‌فر، «مقاومت پیشرفته و الاستیسیته کاربردی»، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، شماره انتشار ۲۰۴، مشهد، ایران، ۱۹۹۶.

2. الف. فرشیدیان‌فر، ح. دلیر، «راهنمای مهندسی: MATLAB 6.5 و SIMULINK همراه با کاربردها»، انتشارات نغوس، تهران، ایران، ۲۰۰۴.

3. اردشیر فرشیدیان‌فر، انوشیروان فرشیدیان‌فر، ا. فنودی، «تهویه مطبوع مدرن»، انتشارات استاد، مشهد، ایران، ۲۰۰۴.

4. اردشیر فرشیدیان‌فر، انوشیروان فرشیدیان‌فر، «تهویه مطبوع مدرن، طراحی بنیادی مبدل حرارتی صفحه‌ای»، چاپ دوم، انتشارات استاد، مشهد، ایران، ۲۰۰۸.

5. الف. فرشیدیان‌فر، ح. دلیر، س. شایان، «سنتز، خواص مکانیکی و کاربرد نانولوله‌های کربنی»، انتشارات دانشگاه فردوسی، شماره انتشار ۵۱۳، مشهد، ایران، ۲۰۰۸.

6. الف. فرشیدیان‌فر، ن. نیک‌مهر، «ارتعاشات مکانیکی – جلد اول»، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، شماره انتشار ۵۴۳، مشهد، ایران، ۲۰۰۹.

7. الف. فرشیدیان‌فر، ن. نیک‌مهر، «ارتعاشات مکانیکی – جلد دوم»، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، شماره انتشار ۵۴۹، مشهد، ایران، ۲۰۱۰.

8. انوشیروان فرشیدیان‌فر، هادی کلانی، نادر دولتابادی، «کاربرد سیمولینک در مهندسی»، شرکت نشر کیان‌رینه ثبت، ۲۰۱۲.

9. انوشیروان فرشیدیان‌فر، اردشیر فرشیدیان‌فر، «مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، طراحی، کاربرد و عملکرد»، شرکت نشر نما، ۲۰۱۳.

10. اردشیر فرشیدیان‌فر، انوشیروان فرشیدیان‌فر، «بهینه‌سازی انرژی با استفاده از مبدل حرارتی صفحه‌ای (PHE)»، شرکت نشر خانه پژوهش، ۲۰۱۵.

11. انوشیروان فرشیدیان‌فر، سیده فاطمه نبوی، «آسمان ارتعاش»، شرکت پرتو نگار توس، ۲۰۱۹.

12. س. ف. نبوی، الف. فرشیدیان‌فر و م. ه. فرشیدیان‌فر، «جهان لیزر در صنایع»، شرکت پرتو نگار توس، ۲۰۲۲.