מחליפי חום – שמירה על הטמפרטורה הנכונה


05_heat_exchangers.jpgהחלפה או העברה של חום היא תהליך ידוע ומוכר בטבע בצורות שונות: ישנן חיות המשתמשות בתהליך על מנת להימנע מעליית טמפרטורה ולהעביר את החום המצטבר בגופן החוצה וישנן אחרות המבצעות תהליך הפוך המונע ירידת הטמפרטורה ושומר על חום הגוף.
 
מה הם מחליפי חום

מחליפים כאמור הם מכשירים המשמשים לקירור או חימום של נוזלים או חומרים אחרים תוך שימוש בנוזל או גוף בעל טמפרטורה שונה ש"ישאב" את החום מנוזל אחר או לחילופין "יעביר" את החום שלו לנוזל אחר.
הדברים יישמעו מסובכים הרבה פחות אם כל אחד יידע שמבלי משים הוא משתמש בסוג של תהליך החלפת חום: הורה שעל מנת לקרר את החלב בבקבוק של התינוק היקר שלו משרה אותו בתוך קערה עם מים קרים – מבצע למעשה תהליך של "החלפת חום". החלב מאבד את החום שלו לטובת המים.
דוגמה הפוכה לכך היא של אדם המעוניין לשתות כוס קפה חמה באמת: הדבר ההגיוני ביותר לעשות הוא למלא את הכוס המיועדת לקפה במים רותחים ולהניח לה להתחמם, בעוד המים מתקררים. המים שהתקררו מושלכים ומייד נמזג קפה חם אל תוך הכוס החמה ממילא – מה שהופך אותו לרותח ממש. מלצרים רבים משתמשים בשיטה הזאת על מנת להעניק ללקוחות שלהם קפה רותח גם ביום קר באמת.
 
מחליפי חום בתעשייה

מחליפי חום משמשים גם בתעשייה למטרות דומות. מחליף החום המוכר ביותר לכולנו הוא הרדיאטור, האוסף את החום מהמים המגיעים אליו מהמנוע ונפטר ממנו, כשבתוך כך הוא מקרר את המים ומחזיר אותם למנוע בטמפרטורה נמוכה יותר. המים זורמים בתוך המסלול המיועד להם במנוע ו"אוספים" חום, רק על מנת לאבד אותו שוב בהגיעם לרדיאטור, וחוזר חלילה.
בתעשייה לסוגיה משמשים מחליפי חום לצורך קירור נוזל במערכות הידראוליות.
בעזרת ניצול נכון של מחליפי חום ניתן לקרר את טמפרטורת השמן בהתאם לצורך.
מניעת חימום יתר של השמן מונעת נזקים לאביזרים כגון : מנועים, משאבות, בוכנות...  שעובדים במערכת.
 
יעילות ונצילות

ואולם מעבר לביצוע הפעולה עצמה התחבטו מדענים ומתכנני מנועים למיניהם באשר לדרך הטובה ביותר והיעילה ביותר להעברת חום. תקצר כאן היריעה מלתאר את היתרונות של מחליפי חום בזרימה נגדית או מקבילה כמו גם סוגים שונים של מחליפים כאמור. מה שאכן כדאי לומר הוא שיש חשיבות רבה לחומרים שבעבורם מבוצעת הפעולה בשיקולי הבחירה של מחליפי חום, כשבנוסף להם חשוב לאמוד את ההשפעה המצטברת של זרימת נוזלים בתוך מכשיר כזה (קורוזיה מוגברת, הצטברות משקעים)