طراحی مبدل حرارتی هوا خنک به عنوان طراحی یکی از تجهیزات مهم پالایشگاهی اهمیت زیادی دارد. این مبدل های حرارتی که با نام کولرهای هوایی نیز شناخته می شوند در صنایع پتروشیمی، پالایشگاه، پروژه های نفت و گاز، ایستگاه های کمپرسور، نیروگاه های برق و سایر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. مبدل های حرارتی هوا خنک نقش مهمی در تنظیم و تعدیل حرارت فرآیندها دارند.
طراحی مبدل حرارتی هوا خنک ، یک سیستم تبرید و خنک کننده را برای صنایع فراهم می سازد. امروزه بیش از هزاران نوع مبدل حرارتی در صنایع استفاده می شوند که همه آن ها در شرایط عملیاتی بحرانی کاربرد دارند و می توانند فشار و دمای بالا را تحمل کنند. طراحی این تجهیزات نیز مانند سایر مبدل های حرارتی، بر اساس بررسی و محاسبات انتقال حرارت صورت می گیرد.
اصول طراحی مبدل حرارتی هوا خنک و عملکرد مبدل ها در خنک سازی
به طور کلی در مبدل های حرارتی هوا خنک، جریان سیال داغ از انتهای مبدل وارد محفظه می شود و در لوله ها جریان پیدا می کند؛ جریان هوای خنک از زیر لوله ها به صورت عمودی به سمت بالا حرکت می کند و در حین حرکت، گرمای سیال داغ را گرفته، آن را خنک کرده و سپس به صورت یک هوای بسیار گرم از بالای مبدل حرارتی خارج می گردد.
در طراحی مبدل حرارتی هوا خنک به طور اصولی به موقعیت های فیزیکی قسمت های مختلف مبدل و ویژگی ها و خواص مکانیکی و همچنین شرایط عملیاتی فرآیندها توجه می شود. بر همین اساس برای طراحی مبدل حرارتی هوا خنک باید محل قرارگیری فن خنک کننده، نازل ها، لوله ها و ابعاد آنها، اندازه فاصله میان صفحات داخل مبدل حرارتی، دریچه های خروجی سیال، سرعت جریان سیال، تغییرات دمایی، جنس مبدل و …، به دقت محاسبه و سپس ساخته شوند.
طراحی مبدل حرارتی هوا خنک با رعایت اصول استاندارد مبدل های حرارتی، استاندارد API ، محاسبات مهندسی با فرمول های ریاضیات و همچنین نرم افزارهای رایانه ای امکان پذیر است. در طراحی این تجهیزات کاربردی، فاکتورهای مهمی نظیر اندازه سطح مبادله کننده حرارت، حجم و سرعت هوای سرد و گرم که به مبدل حرارت وارد و از آن خارج می شود، چگالی هوا، سرعت سیال، تعداد صفحات، جنس صفحات و ظرفیت حرارتی آنها، قطر لوله ها و عددهای ثابتی که در محاسبات ریاضیات باید از آن ها استفاده شود، همه باید به دقت در طراحی مبدل حرارتی هوا خنک اجرا شوند. بدیهی است که اینچنین طراحی برای یک مبدل پرکاربرد در یکی از مهم ترین صنایع جهان، اهمیتی بسیار زیاد داشته و نیازمند تجربه و دانش تخصصی می باشد.