המייבש אוויר מקוררהוא ציוד מייבש אוויר דחוס המשתמש בעקרונות פיזיקליים כדי להקפיא את הלחות באוויר הדחוס מתחת לנקודת הטל, לעבות אותה למים נוזליים מהאוויר הדחוס ולפלוט אותו. נקודת הטל מוגבלת על ידי נקודת הקיפאון של המים, תיאורטית יכולה להיות קרובה ל-0 מעלות. בפועל, טמפרטורת נקודת הטל של מייבש הקפאה טוב יכולה להגיע עד 10 מעלות.
לפי ההבדל בין מחליפי החום שלמייבשי אוויר מקורריםכיום קיימים בשוק שני סוגים של מייבשי אוויר עם מחליפי חום מסוג סנפיר צינורות ומחלפי חום מסוג פלטות (המכונים מחליפי פלטות). בשל הטכנולוגיה הבוגרת, המבנה הקומפקטי, היעילות התרמית הגבוהה והיעדר זיהום משני, מייבש האוויר המחמם הפך למיינסטרים בשוק מייבשי האוויר. עם זאת, ישנם חסרונות רבים בתכנון ובשימוש במחליף החום הישן מסוג סנפיר צינורות. הביצועים העיקריים הם בהיבטים הבאים:
1. נפח עצום:
למחליף חום בצורת סנפיר צינור יש בדרך כלל מבנה גלילי אופקי. על מנת להסתגל לצורת מחליף החום, כל העיצוב של מכונת הקירור והייבוש יכול לעקוב רק אחר מנגנון מחליף החום. לכן, המכונה כולה מגושמת, אך החלל הפנימי ריק יחסית. במיוחד עבור ציוד בינוני וגדול, 2/3 מהשטח בתוך המכונה כולה עודף, ובכך גורם לבזבוז מקום מיותר.
2. מבנה יחיד:
מחליף חום צינור-סנפיר מאמץ בדרך כלל עיצוב של אחד לאחד, כלומר, מייבש האוויר בעל קיבולת העיבוד המתאימה תואם למחליף החום בעל קיבולת העיבוד המתאימה, מה שמביא למגבלות בתהליך הייצור ולא ניתן להשתמש בו בגמישות בשילוב. דרכים להשתמש באותו מחליף חום ליצירת מייבשי אוויר בעלי קיבולות עיבוד שונות, מה שיוביל בהכרח לעלייה במלאי חומרי הגלם.
3. יעילות ממוצעת של חילופי חום
יעילות העברת החום של מחליף החום בצורת סנפיר היא בדרך כלל כ-85%, ולכן יש צורך להשיג אפקט העברת חום אידיאלי. תכנון מערכת הקירור כולה חייב לעלות ביותר מ-15% על סמך חישוב קיבולת הקירור הנדרשת, ובכך להגדיל את עלות המערכת ואת צריכת החשמל.
4. בועות אוויר במחליף חום צינור-סנפיר
מבנה הסנפיר המרובע והקליפה המעגלית של מחליף החום בצינור-סנפיר משאירים שטח ללא חילוף חום בכל תעלה, מה שגורם לבועות אוויר. מחיצות המאייד מאפשרות לחלק מהאוויר הדחוס לצאת ללא חילוף חום. זה מגביל את נקודת הטל של גז התוצר, והגדלת קיבולת הקירור אינה פותרת לחלוטין את הבעיה. לכן, נקודת הטל בלחץ של מייבש ההקפאה בצינור-סנפיר היא בדרך כלל מעל 10°C, שאינה יכולה להגיע ל-2°C האופטימלית.
5. עמידות לקורוזיה ירודה
מחליפי חום מסוג סנפיר-צינור עשויים בדרך כלל מצינורות נחושת וסנפירי אלומיניום, והמדיום המיועד הוא גז דחוס רגיל וגז לא קורוזיבי. כאשר הם מיושמים באירועים מיוחדים, כגון מייבשי קירור ימיים, מכונות קירור וייבוש גז מיוחדות וכו', הם נוטים לקורוזיה, מה שמקצר מאוד את חיי השירות שלהם, או אפילו לא ניתן להשתמש בהם כלל.
לאור המאפיינים של מחליף החום בעל סנפירי הצינור שהוזכרו לעיל, מחליף חום הפלטות יכול לפצות על חסרונות אלה. התיאור הספציפי הוא כדלקמן:
1. מבנה קומפקטי וגודל קטן
למחליף חום הפלטות מבנה מרובע והוא תופס מקום קטן. ניתן לשלב אותו בגמישות עם רכיבי קירור בציוד מבלי לבזבז מקום יתר.
2. המודל גמיש וניתן לשינוי
ניתן להרכיב את מחליף חום הפלטות בצורה מודולרית, כלומר, ניתן לשלב אותו לקיבולת העיבוד הנדרשת בצורה של 1+1=2, מה שהופך את תכנון המכונה כולה לגמיש וניתן לשינוי, ויכול לשלוט בצורה יעילה יותר במלאי חומרי הגלם.
3. יעילות חילופי חום גבוהה
תעלת הזרימה של מחליף חום הפלטות קטנה, סנפירי הפלטה הם בעלי צורות גל, ושינויי החתך הרוחב מורכבים. פלטה קטנה יכולה להשיג שטח חילופי חום גדול יותר, וכיוון הזרימה וקצב הזרימה של הנוזל משתנים כל הזמן, מה שמגדיל את קצב הזרימה של הנוזל. הפרעה, כך שהיא יכולה להגיע לזרימה טורבולנטית בקצב זרימה קטן מאוד. במחליף חום מעטפת-צינור, שני הנוזלים זורמים בצד הצינור ובצד הקליפה בהתאמה. באופן כללי, הזרימה היא צולבת, ומקדם תיקון הפרש הטמפרטורה הממוצע הלוגריתמי קטן. מחליפי חום פלטות זורמים בעיקר בזרם משותף או נגדי, ומקדם התיקון הוא בדרך כלל כ-0.95. בנוסף, זרימת הנוזל הקר והחם במחליף חום הפלטות מקבילה למשטח חילופי החום ללא זרימת עוקף, מה שהופך את הפרש הטמפרטורה בקצה מחליף החום של מחליף חום הפלטות קטן, שיכול להיות נמוך מ-1°C. לכן, נקודת הטל בלחץ של מייבש קירור המשתמש במחליף חום פלטות יכולה להיות נמוכה עד 2°C.
4. אין זווית מתה של חילופי חום, בעצם השגת חילופי חום של 100%
בשל המנגנון הייחודי שלו, מחליף חום הפלטות גורם למדיום חילוף החום לגעת באופן מלא במשטח הפלטה ללא זוויות מתות של חילוף החום, ללא חורי ניקוז וללא דליפת אוויר. לכן, אוויר דחוס יכול להשיג חילוף חום של 100%. זה מבטיח את יציבות נקודת הטל של המוצר המוגמר.
5. עמידות טובה בפני קורוזיה
מחליף חום הפלטות עשוי מסגסוגת אלומיניום או מבנה פלדת אל-חלד, בעל עמידות טובה בפני קורוזיה ויכול גם למנוע זיהום משני של אוויר דחוס. לכן ניתן להתאים אותו לאירועים מיוחדים שונים, כולל ספינות ימיות, עם גזים קורוזיביים, התעשייה הכימית, כמו גם תעשיות המזון והתרופות המחמירות יותר.
בשילוב המאפיינים הנ"ל, למחליף חום הפלטות יש יתרונות בלתי עבירים של מחליף חום צינורות וסנפירים. בהשוואה למחליף חום צינורות וסנפירים, מחליף חום הפלטות יכול לחסוך 30% תחת אותה קיבולת עיבוד. לכן, ניתן להפחית את תצורת מערכת הקירור של המכונה כולה ב-30%, וגם את צריכת האנרגיה ניתן להפחית ביותר מ-30%. ניתן גם להפחית את נפח המכונה כולה ביותר מ-30%.
תצוגת מייבש אוויר מקורר עם שינוי לוחית המרת תדרים העדכנית ביותר
זמן פרסום: 15 במאי 2023
