در اینجا ۱۰ مورد از رایج‌ترین اشتباهات که می‌تواند در نتیجه سیستم‌های مبدل‌های حرارتی ضعیف یا بد نصب شده به وجود بیاید، و از همه مهم‌تر اینکه شما چطور می‌توانید از آن‌ها در پروژه بعدی خود دوری کنید.
۱. رسوب گذاری بیش از حد
عواقب ناشی از رسوب بیش از حد در یک مبدل حرارتی می‌تواند اشکالاتی کوچک نظیر نیاز بیشتر به تمیزکاری منظم تا مشکلات فاجعه بار نظیر شکست متریالی مبدل‌های حرارتی صنعتی ناشی از گرفتگی شیمیایی و خوردگی مواد را بوجود آورد. گرفتگی بیش از حد در طول عملیات می‌تواند کارایی عملیاتی را کاهش داده و مصرف انرژی را افزایش دهد.
دلایل زیادی در این مورد وجود دارد. محصولات غذایی حاوی سطوح بالای پروتئین میتوانند باعث رسوبگذاری مبدل‌های حرارتی شوند، محصولات حاوی نشاسته یا آنزیم‌های خاص نیز میتوانند اینگونه باشند. در موقعیت مدیریت پسماند، گرفتگی ناشی از limescale، struvite و vivanite می‌تواند به طور ویژه مشکل‌ساز باشد.
بهترین راه‌حل برای جلوگیری از رسوب بیش از حد در وهله اول با انتخاب نوع مناسب مبدل حرارتی برای کاربرد موردنظر است. سطوح خراش دار و یا لوله‌های موجدار با افزایش آشفتگی در لوله، رسوبگذاری را به شدت کاهش می دهد. حفظ دامنه دمای صحیح نیز به کاهش مشکل کمک خواهد کرد و در مواردی که مشکلاتی پیش‌بینی میشود، اصلاحات شیمیایی بیشتر نظیر اضافه کردن دوز اسید، ممکن است مورد نیاز باشد.
۲. انتخاب متریال اشتباه
به یاد داشته باشید که ارزان‌تر، لزوما بهترین نیست. مشکلات ناشی از مشخص کردن نوع متریال اشتباه برای مبدل حرارتی شما از نیاز به تمیزکاری بیشتر تا شکست فاجعه‌بار واحد ادامه دار است.
به عنوان مثال، اگر چه فولاد کربنی ارزان‌تر از فولاد ضد زنگ است و کار کردن با آن راحت تر است و این موضوع آن را گزینه محبوب برای کسانی کرده است که بودجه محدودی دارند، اما در مقابل واکنش شیمیایی و خوردگی ضعیف است. دیواره‌های لوله ضخیم تر در مقایسه با فولاد ضد زنگ مورد نیاز هستند که وزن واحدهای مبدل حرارتی قابل‌مقایسه را افزایش می‌دهد و ممکن است به هزینه‌های مربوطه مانند پایه بتنی و براکت هایی که مبدل روی آن سوار میشود، اضافه گردد. علاوه بر این، فولاد کربنی ترد است و در حالی که ممکن است رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به مواد دیگر داشته باشد، این امر می‌تواند به سرعت با تشکیل لایه‌های خوردگی یا رسوب گرفتگی، باعث کاهش عمر سرویس گردد.
در صورت امکان، ماده‌ای را انتخاب بکنید که هم بهداشتی و هم دارای پوشش سخت است، اما همزمان ویژگی‌های گرمایی خوبی را در طراحی مبدل حرارتی که در نظر دارید، مانند فولاد ضد زنگ، فراهم می‌کند.
۳. افت فشار نادرست
مشکل فشار معمولا زمانی رخ می‌دهد که افت فشار در مبدل حرارتی بیشتر از پارامترهای طراحی باشد. در بدترین حالت ممکن است منجر به نشت، آلودگی یا شکست مبدل‌های حرارتی شود.
یکی از دلایل افزایش افت فشار ممکن است تغییر در مشخصات مواد خام باشد.
برای مقابله با این مشکل، شما باید همیشه درباره جزئیات کامل هر محصول جدید از تامین کنندگان درخواست کنید و در صورت لزوم، از تامین‌کننده مبدل حرارتی خود بخواهید تا قبل از استفاده آن‌ها را آزمایش کند. این امر تضمین می‌کند که هر یک از مبدل‌های حرارتی جدید به درستی سایز شده‌اند و همچنین به جلوگیری از مشکل در هنگام تعویض محصولات یا مواد اولیه کمک خواهند کرد.
۴. موضعیت مکانی ضعیف
ما با مبدل‌های حرارتی قرارگرفته در گوشه‌ها، مسدود شده توسط سیستم لوله کشی یا سایر تجهیزات، یا تغذیه شده توسط سیستم لوله کشی بسیار طولانی یا پیچیده مواجه شده‌ایم. در حالی که هیچ یک از این مسایل لزوما عملکرد یا عمر کاری مبدل حرارتی را تحت‌تاثیر قرار نمی‌دهد، اگر برای تمیز کردن و یا سرویس ، دارای دسترسی مناسب نباشد، این وظایف عادی ممکن است نادیده گرفته شود و یا فراتر از فواصل زمانی توصیه‌شده اتفاق بیفتد، که این موضوع می‌تواند منجر به بروز مشکلاتی شود.
اگر دارای فضای محدود هستید، اطمینان حاصل کنید که یک مبدل حرارتی مناسب برای یک فضای کوچک را انتخاب می‌کنید. به عنوان مثال، طراحی‌های لوله فین دار کارآمدتر بوده و به فضای کمتری نسبت به یک دستگاه با لوله صاف با ظرفیت یک‌سان نیاز دارند. این امر بدین معناست که آن‌ها اغلب میتوانند در فضاهای کوچکتری قرارداده شوند، در حالی که هنوز امکان دسترسی کامل به تمیز کردن و تعمیر و نگهداری وجود دارد.
۵. ظرفیت ناکافی
در حالی که ممکن است وسوسه‌انگیز باشد که در دستگاه کوچکتری برای صرفه‌جویی در پول سرمایه‌گذاری کنید، این می‌تواند یک تصمیم اقتصادی نادرست باشد. انتخاب یک مبدل حرارتی که به اندازه کافی بزرگ نیست که بتواند با حداکثر حجم یا ظرفیت فرایند مقابله کند می‌تواند منجر به طولانی شدن زمان کاری یا در بدترین حالت منجر به ورشکستگی کسب‌وکار شود.
یک گزینه ممکن است انتخاب یک راه‌حل مدولار باشد، به طوری که اگر ظرفیت اضافی مورد نیاز باشد، واحدهای اضافی میتوانند اضافه شوند. اگر چه اتخصیص فضای اضافی و زیرساخت ممکن است منجر به برخی هزینه ها باشد، این احتمال وجود دارد که این هزینه کم‌تر از یک واحد بزرگ‌تر باشد و در بلندمدت زمانی که توسعه مورد نیاز است صرفه‌جویی خواهد شد.
۶. آسیب به محصول
جابجایی محصول به راحتی می‌تواند پارامترهای مهم کیفیت مانند طعم، ظاهر یا ویسکوزیته را تحت‌تاثیر قرار دهد. چنین مسائلی می‌تواند ناشی از عملیات فیزیکی یا حرارتی یا هر دو باشد. از تمامی این اثرات، و موارد دیگر، می‌توان با استفاده از مبدل حرارتی مناسب در همان ابتدا جلوگیری کرد.
۷. فقدان سیستم‌های پشتیبان یا ایمنی اگر پمپ در جای دیگری در سیستم از کار بیفتد، مواد ممکن است بیش از حد طولانی در مبدل‌های حرارتی باقی بمانند و بیش از حد گرم یا بیش از حد سرد شوند.
این کار نه تنها می‌تواند منجر به خسارت محصول شود بلکه می‌تواند تاثیرات دیگری بر روی تجهیزات داشته باشد.
بنابراین، یک مبدل حرارتی به خوبی طراحی‌شده باید شامل پیش بینی fail – safes برای جلوگیری از وقوع خرابی سیستم در جای دیگر خط تولید برای مثال، کویل‌های گرمایش و یا یک سیس همچنین مهم است که اطمینان حاصل کنید که تجهیزات مبدل‌های حرارتی در همه ی سیستم های پایش و هشدار گنجانده شده‌است.
۸. تمیز کردن یا تعمیر ناکافی
مبدل‌های حرارتی که برای استفاده آسان طراحی شده‌اند به احتمال زیاد دفعات تجویز شده تعمیر و نگهداری را دریافت می‌کنند. قادربودن به حذف و بازرسی تک تک اجزا و یا لوله‌ها به طور جداگانه و به آسانی، یک نقطه شروع کلیدی است. میانبرها نگهداری در تعمیرات نه تنها بر عملکرد مبدل حرارتی تاثیر می‌گذارد بلکه می‌تواند بر ایمنی محصولات غذایی و دارویی نیز تاثیر بگذارد. برای مثال، با اجازه دادن به آلودگی از طریق نشت رخ می دهد. در بدترین حالت، تعمیر و نگهداری ناکافی ممکن است منجر به شکست ترک‌های نقطه‌ای یا خوردگی شود که منجر به مشکلات عمده‌ای میشود که میتوانستیم از آن جلوگیری کنیم.
بنابراین هر طرح مبدل حرارتی خوب باید تا جای ممکن سریع و بدون دردسر کنترل و پاک‌سازی روتین شود.
۹- بهره‌وری ضعیف انرژی
هنگامی که سیستم مبدل حرارتی خود را طراحی کنید، احتمال انتقال گرما یا انتقال حرارت محصول به محصول نباید نادیده گرفته شود چون در بیشتر موارد، بعد از عبور از مبدل حرارتی، مقداری “گرما” (یا اثر خنک‌کننده)بر روی سیال سرویس باقی می‌ماند.
با استفاده از طرحی که از این گرما استفاده مجدد(یا ” بازیابی” می‌کند)، کل انرژی و هزینه‌های جاری را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، یک سیستم پاستوریزه کردن و سیستم خنک‌کننده می‌تواند از حرارت خارج‌شده از محصول در طول فاز خنک سازی استفاده کند تا ورودی حرارت مورد استفاده برای پاستوریزه کردن را تکمیل کند. در جایی که دو محصول با ویسکوزیته پایین به گرما و سرمایش نیاز دارند، ممکن است حتی امکان استفاده از یک مبدل حرارتی محصول به محصول، حذف هزینه‌های اضافی و پیچیدگی‌های مرتبط با یک سیستم سیال سرویس وجود داشته باشد.
10- پارامترهای طراحی نادرست
اگر اطلاعات ارایه‌شده به طراحان مبدل حرارتی نادرست و یا ناقص باشد، آنگاه تجهیز نصب شده به طور بهینه برای محصول و سیال کار نخواهد کرد. در حالی که ارسال اطلاعات گمراه‌کننده به طور عمدی بسیار نادر است (عدم اشاره به غیر مولد)، به نظر می‌رسد که اطلاعات کم‌اهمیت را می توان گاهی نادیده گرفت.
ممکن است به نظر برسد که طراحان و مهندسان نیاز به اطلاعات غیرضروری دارند، اما این تنها به این دلیل است که آن‌ها تجربه دارند بدانند که چه متغیرهایی بر عملکرد و طول عمر چنین دارایی مهمی تاثیر می‌گذارند، بنابراین به آن‌ها اعتماد کنید و تا آنجا که می‌توانید اطلاعات بیشتری ارائه کنید.
هر شک و تردید باید بلافاصله برطرف شود. به جای حدس زدن، بهتر است پارامترهای مورد نیاز را اندازه‌گیری کنیم، حتی اگر این امر شامل ارسال محصول برای تحلیل شخص ثالث باشد. شکست در کسب اطلاعات صحیح منجر به انتخاب یک مبدل حرارتی میشود که، در بهترین حالت، ناکارآمد است و در بدترین حالت، غیرعملیاتی است.