مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار ابزاری همه کاره برای صنایع HVAC

در یک مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار (Gasketed Plate Eeat Exchanger / GPHE)، پلیت ها با الگو های موجی شکل با واشر هایی از نوع الاستومری که بین آن ها قرار می گیرد، به یکدیگر متصل می شوند. اتصال این پلیت های موجی به هم کانال های جریان را شکل می دهد و واشر ها با آب بندی این کانال ها، جریان سیالات را به گذرگاه های متناوب هدایت می کنند. استفاده از واشر ها مانع از اختلاط دو سیال جاری در یک مبدل حرارتی صفحه ای واشردار می شود.

نمای نزدیک یک پلیت مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
نمای نزدیک یک پلیت مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

مجموعه پلیت ها درون قاب مونتاژ شده و پیچ و مهره های سفت کننده که بین قاب و این صفحات قرار دارد، چفت و بست مجموعه مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را به عهده دارد.

نحوه مونتاژ و اتصال قطعات در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
نحوه مونتاژ و اتصال قطعات در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

مکانیسم انتقال حرارت در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار چگونه است؟

در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار سیالات با جریان مخالف از کانال های بین پلیت ها عبور می‌کنند. مسیری که سیال روی پلیت طی می کند به ناحیه توزیع شهرت دارد و در مهندسی ساخت مبدل حرارتی صفحه ای واشردار بسیار حائز اهمیت است. هدف اصلی این منطقه، اطمینان از جریان یکنواخت سیال در کل سطح پلیت و در عین حال به حداکثر رساندن راندمان انتقال حرارت و به حداقل رساندن توزیع نادرست و رسوب گذاری است.

واشرهای مخصوص آب بندی که بین صفحات قرار دارند، سیالات را به گونه ای هدایت می کنند که سیالات سرد و گرم در کانال های متناوب به طور غیر همسو عبور کنند. سیال با دمای بیشتر معمولاً از طریق یکی از اتصالات بالایی وارد می شود و از طریق اتصال زیر آن خارج می شود. سیال با دمای کمتر نیز از یکی از اتصالات پایینی وارد شده و از طریق اتصال بالا خارج می شود. طی این جریان مخالف در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار، گرما از محیط داغ به محیط سرد منتقل می شود.

مکانیسم حرکت سیالات در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
مکانیسم حرکت سیالات در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

در برخی از مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار که برای انتقال حرارت در سیالات بسیار حساس به حرارت طراحی شده اند ممکن است از جریان همزمان استفاده شود. مزیت این طراحی این است که سردترین سیال هنگام ورود به مبدل حرارتی، با گرم ترین سیال ملاقات می کند و خطر گرم شدن بیش از حد یا یخ زدگی سیال حساس را به حداقل می رساند.

مشخصه های عملکردی مبدل حرارتی صفحه ای واشردار نسبت به سایر انواع مبدل های حرارتی

از مشخصه های عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار می توان به راندمان انتقال حرارت بالا، اندازه جمع و جور، انعطاف پذیری طراحی، رسوب کم (در نتیجه تلاطم الگوی صفحه) و هزینه نگهداری و تعمیرات پایین آن اشاره کرد. ضریب انتقال حرارت معمولی برای یک مبدل حرارتی صفحه ای واشردار ممکن است چهار تا پنج برابر بیشتر از مبدل حرارتی با طراحی پوسته و لوله باشد. ناحیه انتقال حرارت فشرده در یک مبدل حرارتی صفحه ای واشردار منجر به طراحی کارآمد با فضای مورد نیاز کمتر از 10٪ مبدل حرارتی معمولی با طراحی پوسته و لوله می شود.

در این طرح ها، افزودن یا حذف صفحات برای برآورده کردن هدف و نیاز جدید یا تغییر قطعات قاب برای تطبیق با نیازهای افزایش ظرفیت می تواند در محل و توسط کاربر انجام شود. از این رو مبدل حرارتی صفحه ای واشردار به سهولت قابلیت ارتقاء و تغییر کاربری دارد. به طور کلی مزایای این نوع مبدل حرارتی شامل موارد زیر می شود.

  • دقت انتقال حرارت: رویکرد دمایی بهبود یافته، جریان مخالف واقعی، 80-90٪ حجم نگهداری کمتر
  • صرف هزینه کم: سرمایه گذاری کم، هزینه های نصب و راه اندازی به صرفه، هزینه های نگهداری و عملیات محدود
  • بیشترین قابلیت اطمینان: رسوب، استرس، سایش و خوردگی کمتر
  • بهینه: کمترین مصرف انرژی برای بیشترین اثر فرآیند انتقال حرارت و همچنین کاهش تمیز کردن
  • افزایش ظرفیت آسان: صفحات قابل تنظیم روی قاب های موجود
افزایش ظرفیت مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
افزایش ظرفیت مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

محدودیت های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار و روش های مقابله با آن

محدودیت اصلی طراحی مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار، در سیستم آب بندی آن است. هنگام استفاده از واشرهای الاستومری، حداکثر دمای مجاز برای استفاده حدود 350 درجه سانتی گراد است. علاوه بر این، برخی از مواد شیمیایی با مواد واشر الاستومری سازگاری ندارند. معایب و محدودیت های مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را در موارد زیر می توان دانست.

  • آب بندی ضعیف باعث بروز نشتی می شود
  • استفاده از فشار محدود در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار که معمولاً بیش از 1.5 مگا پاسکال نیست.
  • دمای عملیاتی محدود در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار به دلیل مقاومت دمایی واشر
  • مسیر جریان در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار کوچک بوده و برای تبادل حرارت گاز به گاز یا تراکم بخار مناسب نیست.
  • وقوع انسداد به ویژه در مواقع کار با مواد جامد معلق در سیالات
  • مقاومت جریان در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار بیشتر از مبدل حرارتی پوسته و لوله است.

البته از آنجایی که مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار برای استفاده در صنایع مختلف بسیار انعطاف پذیر است، با اندکی تغییر در قطعات مصرفی و یا مواد به کار رفته در آن می توان مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را متناسب با سناریوی مصرفی شخصی سازی نمود.

قابلیت تغییر پذیری مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار با استفاده از انواع پلیت ها
قابلیت تغییر پذیری مبدل حرارتی صفحه ای واشردار با استفاده از انواع پلیت ها

چگونه مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار (GPHE) مناسب را انتخاب کنیم؟

انتخاب کردن مبدل حرارتی صفحه ای واشردار که برای صنعت مورد نظر شما مناسب باشد چندان دشوار نیست. با در نظر گرفتن انتظاراتی که از مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دارید و توجه به امکانات موجود، به راحتی می توان گزینه مناسب را انتخاب نمود. علی رغم اینکه در ادامه تفاوت های اساسی بین انواع مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار توضیح داده شده و صنایع مرتبط با آن نیز معرفی شده است؛ با این حال در صورت تمایل برای مشورت با یک مهندس با تجربه و خبره، کارشناسان مجموعه دنیاصنعت برای ارائه انواع مشاوره و راهنمایی در خدمت شما خواهند بود.

نمای نزدیک یک مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
نمای نزدیک یک مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار؛ مناسب برای مصارف صنعتی استاندارد

تطبیق پذیری مبدل حرارتی صفحه ای واشردار صنعتی به آن اجازه می دهد تا برای کاربردهایی از وظایف نسبتاً ساده با نیازهای کم تا وظایف بسیار سخت با بالاترین الزامات عملکردی، طراحی و پیکربندی شود. این مبدل ها برای گرمایش، سرمایش، بازیابی گرما، تراکم و تبخیر استفاده می شوند.

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار صنعتی بسیار متنوع هستند و کاربرد های زیادی در صنایع مختلف دارند. این مبدل های حرارتی از نظر جنس، تعداد و اندازه پلیت ها، جنس قاب و واشر قابلیت انطباق بالایی دارند.

اهدافی که مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار صنعتی قادر به تامین آن ها هستند:
  • تهویه مطبوع
  • تبرید
  • خنک کننده موتور
  • تولید لبنیات و مواد غذایی
  • پردازش شیمیایی
  • تولید نفت
  • تولید برق
ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشردار صنعتی:
  • راندمان انرژی بالا
  • پیکربندی انعطاف پذیر
  • نصب آسان
  • قابلیت سرویس دهی بالا
مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار صنعتی بسیار متنوع هستند
مبدل حرارتی صفحه ای واشردار صنعتی بسیار متنوع هستند

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار؛ مناسب برای تبرید با محیط های تهاجمی

از مبدل حرارتی صفحه ای واشردار نیمه جوشی می توان برای سیستم های تبرید استفاده کرد. زمانی که واشر برای یکی از سیال های فرآیند مناسب نیست، این مبدل ها می توانند فشار طراحی بالاتری را در مقایسه با مبدل های حرارتی صفحه ای کاملاً واشر دار تحمل کنند.

برخی از محیط های تهاجمی که در آن ها از مبدل حرارتی صفحه ای واشردار استفاده می شود را در ادامه ملاحظه می فرمایید.

  • تولید لبنیات، آبجوسازی و تاکستان
  • دریایی
  • کشتی های ماهیگیری و فرآوری ماهی
  • کشتارگاه ها
  • صنایع شیمیایی و دارویی
  • تولید یخ، پیست اسکیت روی یخ
  • انبار سرد و منجمد
  • فروشگاه های خرده فروشی مواد غذایی
پلیت های نیمه جوش برای استفاده در صنایع با محیط های تهاجمی
پلیت های نیمه جوش برای استفاده در صنایع با محیط های تهاجمی

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوش؛ مناسب برای فشار و دمای تهاجمی (بسیار بالا یا بسیار پایین)

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی زمانی استفاده می شوند که واشرها برای یکی از سیالات دخیل در فرآیند مناسب نباشند. آب بندی بین صفحات در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی به طور متناوب بین جوش لیزری و واشر انجام می شود. کانال جوش داده شده با لیزر امکان استفاده از سیالاتی را که با واشرهای معمولی سازگار نیستند، فراهم می کند. علاوه بر این، خطوط نیمه جوشی می توانند فشار طراحی بالاتری را در مقایسه با مبدل حرارتی صفحه ای واشردار تحمل کنند.

در مبدل حرارتی نیمه جوشی، «مبرد» در کانال های صفحه مهر و موم شده با جوش لیزری جریان می یابد و در کانال مقابل آن (در کانال های واشر شده) معمولا آب نمک مایع قرار دارد.

پلیت نیمه جوش صنعتی با اعماق و زوایای مختلف و همچنین اشکال موجی متفاوت برای دستیابی به عملکرد مطلوب مورد استفاده قرار می گیرد. نتیجه انتخاب صحیح الگوی جوش، استفاده از کل سطح انتقال حرارت و اجتناب از رسوب گذاری در مناطق راکد است.

نمای یک جفت پلیت در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی
نمای یک جفت پلیت در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی

کاربرد ها و ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی

کاربرد های مبدل حرارتی صفحه ای واشردار نیمه جوشی در فرایند های تبرید به شرح زیر است.

به عنوان اواپراتور ها (زمانی که غلظت و ویسکوزیته محیط بالا باشد) مانند موارد زیر:

  • سیستم های تبخیر پالایشگاه شکر
  • سیستم های تبخیر شیرین کننده ها
  • بیواتانول و تبخیر سوز آور
  • بویلر ترموسیفون

به عنوان کندانسور ها (زمانی که متراکم شدن بخار در خلاء مد نظر باشد) مانند موارد زیر:

  • سیستم های تبخیر
  • کندانسور های اتانول در کارخانه های بیواتانول
  • کندانسور بخار تابه ای در پالایشگاه های شکر
  • کندانسور های توربین در نیروگاه های کوچک
  • به عنوان دی سوپرهیتر ها
  • برای وظایف آبشاری
  • به عنوان اکونومایزر یا ساب کولر

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیمه جوشی شامل موارد زیر است:

  • آسان برای تغییر منطقه انتقال حرارت برای ظرفیت های تغییر یافته، مبرد
  • کندانسور – دی سوپرهیتر یا کندانسور – روغن خنک کننده در یک واحد ترکیب شده است.
  • نسخه ویژه فشار بالا برای وظایف آبشاری CO2 موجود است.
  • درام سرج نصب شده ویژه برای کاربرد اواپراتور NH3 غرقابی موجود است.
  • می توان مبدل حرارتی صفحه ای واشردار نیمه جوشی را با کولرهای مایع هوا در سیستم های خنک کننده غیر مستقیم بهینه سازی کرد.

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap؛ مناسب برای سیالات حاوی ذرات معلق

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap برای سیالات فیبری و همچنین سیالات حاوی ذرات درشت طراحی شده اند. شکاف های گسترده بین صفحات به الیاف ها و ذرات اجازه می دهد تا به راحتی و با حداقل گرفتگی از مبدل حرارتی عبور کنند. آن ها را می توان با کانال های عریض یا باریک پیکربندی کرد که مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap را برای فرایند های گرمایش، سرمایش و یا تعویض وظایف، تبدیل به گزینه ای  ایده آل می کند. در این مبدل ها، طراحی پورت صاف، عدم رسوب گذاری و انسداد ورودی توسط فیبر و ذرات را تضمین می کند.

وضعیت پلیت ها در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap
وضعیت پلیت ها در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap

در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap به دلیل طرح ویژه پلیت ها سیالات فیبری، سیالات بسیار چسبناک و سیالات حاوی ذرات درشت به راحتی از طریق مبدل حرارتی جریان می یابند. تلاطم جریان بالا بین صفحات، منجر به انتقال حرارت بالاتر می شود؛ اما باید در نظر داشت که افزایش تلاطم افت فشار را در پی دارد. هر چند می توان با اعمال تغییراتی در طراحی صفحات، تعادل لازم بین میزان انتقال حرارت و افت فشار را برای رسیدن به عملکرد بهینه برقرار نمود.

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap در صنایع تولید قند
مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap در صنایع تولید قند

برخی از صنایعی که در آن ها از مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap استفاده می شود را در ادامه ملاحظه می فرمایید.

  • صنایع تولید قند
  • صنایع تولید بیواتانول
  • صنایع تولید خمیر و کاغذ
  • صنایع پتروشیمی
  • کندانسور برای بازیابی حرارت

پیکربندی مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap را می توان به روش های مختلفی پیکربندی کرد. کانال ها می توانند به صورت یک مجموعه شکاف عریض – عریض (WideGap دو طرفه) و یا یک مجموعه شکاف عریض – باریک (WideGap یک طرفه) در کنار هم قرار گیرند.

در مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap یک طرفه، کانال عریض برای عبور سیالات فیبری و کثیف و یک کانال باریک برای جریان سیال غیر فیبری استفاده می شود. در حالی که در WideGap  دو طرفه هر دو کانال عریض محل جریان سیالات فیبری و کثیف است.

در WideGap  دو طرفه هر دو کانال عریض محل جریان سیالات فیبری و کثیف استدر WideGap  دو طرفه هر دو کانال عریض محل جریان سیالات فیبری و کثیف است

مزایای استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap به جای مبدل حرارتی پوسته و لوله برای سیالات با ذرات معلق

در صنایع زیادی برای انتقال حرارت بین سیالات فیبری یا حاوی ذرات معلق، از مبدل حرارتی پوسته و لوله استفاده می کنند؛ چرا که به لحاظ ساختاری برای این منظور مناسب است؛ اما باید توجه داشت که مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap راندمان حرارتی بسیار بالاتر و هندسه جریان بسیار بهتری را نسبت به پوسته و لوله دارد و به کارگیری آن مزایای زیادی در پی خواهد داشت که در ادامه برخی از آن ها را ملاحظه می فرمایید.

  • اندازه جمع و جور:

کمتر از 20٪ از فضای کف را اشغال می کند و زمانی که با سیالات فرآیندی پر شود حدود 80٪ سبک تر است.

  • بازیابی گرما بهتر:

به لطف جریان مخالف مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap می تواند جریان سرد را تا دمای بسیار نزدیک به جریان گرم ورودی افزایش دهد.

  • افزایش تولید:

فواصل خدمات و سرویس های دوره ای مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap طولانی تر است زیرا رسوب گرفتگی و انسداد را به حداقل می رسد.

  • انعطاف پذیر:

به راحتی می توان عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap را با پیکربندی مجدد صفحات (افزایش یا کاهش پلیت ها) مطابق با شرایط عملیاتی جدید بهینه کرد.

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار WideGap در برابر مبدل حرارتی پوسته و لوله
مبدل حرارتی صفحه ای واشردار WideGap در برابر مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون؛ مناسب برای سیالات بسیار خورنده

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون برای محیط های بسیار خورنده استفاده می شود که مزایای انتقال حرارت با راندمان بالا و مقاومت در برابر خورندگی و واکنش پذیری سیالات را با هم دارا است. دیابون یک گرافیت متراکم، آغشته به رزین مصنوعی با کیفیت بالا، همراه با ساختار منفذ مانند ظریف و یکنواخت است و می ‌تواند در محیط‌های خورنده تا دمای 390 درجه فارنهایت استفاده شود.

در فرایند هایی که انتقال حرارت بین سیالات با واکنش پذیری بالا مد نظر است، صفحات فلزی با مقاومت کم در برابر خوردگی نمی توانند پاسخ گوی استفاده طولانی مدت باشند. از سوی دیگر، راندمان انتقال حرارت مبدل های حرارتی که از موادی مانند شیشه و تفلون استفاده می کنند به طور غیرقابل قبولی پایین است. در چنین مواقعی مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون راه حل ایده آلی برای رسیدن به مقصود مورد نظر است.

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون مانند مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای معمولی کار می‌کنند، با این تفاوت که صفحات جداکننده محیط از مواد گرافیت خاصی ساخته شده‌اند.

برخی از سیالاتی که هنگام فرایند انتقال حرارت آن ها می توان از مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون استفاده کرد شامل موارد زیر می شود.

  • اسید هیدروکلریک و گاز در تمام غلظت ها
  • اسید سولفوریک تا 90%
  • اسید هیدروفلوئوریک تا 60 درصد
  • تمام غلظت های اسید فسفریک
  • اسید های ترشی در تصفیه خانه های سطحی
  • الکترولیت های مورد استفاده در صنعت معدن
  • اسید های مخلوط
  • هیدروکربن های کلردار
  • کاتالیزور هایی مانند کلرید آلومینیوم

پیکر بندی مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون

صفحات گرافیتی در سه جنس مختلف DIABON F100، NS1 یا NS2 در دسترس هستند. کانال ها در هنگام مونتاژ این صفحات گرافیتی توسط واشر های PTFE آب بندی می شوند. هنگامی که مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون مونتاژ می شود، این واشر ها در اثر فشار وارده تا حد رسیدن به یک لایه بسیار نازک فشرده می شوند (0.008 اینچ)؛ از این رو ناحیه مورد تماس با ماده شیمیایی خورنده بسیار محدود است، در نتیجه عمر مفید واشر های PTFE بسیار بالا می باشد.

تا به امروز واشر های PTFE در برابر واکنش پذیری با کلیه مواد شیمیایی شناخته شده و همچنین در دمای بسیار بالا (>356 درجه فارنهایت) مقاوم بوده اند. علاوه بر این، واشر PTFE را می توان تقریباً برای مدت نامحدودی در انبار نگهداری کرد.

هنگام مونتاژ مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون واشر PTFE تا حد رسیدن 0.008 اینچ به فشرده می شود
هنگام مونتاژ مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون واشر PTFE تا حد رسیدن 0.008 اینچ به فشرده می شود

در هنگام مونتاژ مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون، پلیت های F100 برای عملیاتی که رسوب گذاری می تواند مشکل ساز باشد و همچنین برای محیط های اکسید کننده و پلیت های NS1/NS2 برای کاربردها و یا وظایف 2 فازی با تغییرات دمایی بالاتر به کار می روند.

صفحات گرافیتی مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون در سه جنس مختلف DIABON F100، NS1 یا NS2
صفحات گرافیتی مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون در سه جنس مختلف DIABON F100، NS1 یا NS2

پس از قرار گرفتن پلیت ها درون قاب با بستن پیچ ها (درست همانند مبدل حرارتی صفحه ای ساده)، مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون آماده راه اندازی می شود. پیچ های سفت کننده روی قاب دارای فنرهایی هستند تا انبساط حرارتی مجموعه پلیت ها را کنترل کنند، بنابراین خطر ترک خوردن صفحات در دمای بالا به حداقل می رسد.

کاربرد ها و ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون

امروزه استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار دیابون در صنعت بسیار رایج است. برخی از برنامه های کاربردی که در آن ها از دیابون استفاده می شود را در ادامه ملاحظه می فرمایید.

  • صنایع وابسته اسید هیدروکلریک
  • صنایع مرتبط با ترشی کربن و فولاد ضد زنگ
  • صنایع معدن
  • فرآیند های مرتبط با هیدروکربن کلردار
  • صنایع تولید کود شیمیایی
  • حکاکی فویل آلومینیومی
  • صنایع تولید رنگ
  • تصفیه فاضلاب ها

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دیابون که سبب رواج استفاده از آن ها در فرایند های درگیر با سیالات خورنده شده است:

  • مقاومت عالی در برابر خوردگی
  • سطح ضد رسوب (F100)
  • مقاومت بالا در برابر خستگی حرارتی (NS1/NS2)
  • طراحی فشرده و کم حجم: از فضایی معادل 40 درصد مبدل های حرارتی پوسته و لوله با عملکرد مشابه استفاده می کند و نصب آن آسان است.
  • صرفه جویی در انرژی با رویکرد دمای نزدیک
  • کنترل دما راحت تر با استفاده از ولوم نگهدارنده پایین
  • کاهش هزینه های خدمات و سرویس های دوره ای

ویژگی هایی که در هنگام انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار باید به آن ها توجه کنیم

یک تصور غلط رایج در صنعت وجود دارد که همه دستگاه های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار، بدون توجه به برند، یکسان هستند. در حالی که ویژگی های طراحی زیادی وجود دارد که می تواند تأثیر زیادی بر عملکرد بهینه GPHE داشته باشد. در صورت انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای واشردار مناسب، کل مجموعه از مزایای زیر بهره مند می شوند.

  • کاهش هزینه های نصب، نگهداری و قطعات یدکی
  • کاهش هزینه های انرژی
  • کاهش زمان توقف
  • بازده تولید بالاتر
  • افزایش ایمنی کارکنان

ویژگی هایی که در ادامه مشخص شده اند، موارد مهمی هستند که برای استفاده مطلوب از یک مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار باید مدنظر قرار داد.

یک واحد پلیت واشر شده مربوط به مبدل حرارتی صفحه ای
یک واحد پلیت واشر شده مربوط به مبدل حرارتی صفحه ای

نکات مربوط به قاب در هنگام طراحی و انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار

  • جعبه بلبرینگ

وسیله ای بین سر پیچ سفت کننده و صفحه قاب که نیروهای اصطکاک را کاهش می دهد و سرویس را آسان تر می کند. فقدان آن در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار سبب سرویس طولانی و همچنین امکان افزایش نیروی وارد شده و خطر آسیب دیدن صفحه قاب می شود.

  • پایه های چرخان Swing feet

Swing feet را می‌ توان به سادگی به سمت کناری تاب داد تا مبدل حرارتی صفحه ای واشردار ضمن حفظ درجه لرزه ای، آسان تر و سریع تر برای سرویس باز شود. در دستگاه های با پایه های جوش داده شده احتمال درگیری و یا برداشتن کامل پایه در هنگام سرویس وجود دارد.

  • سر پیچ ثابت

سر پیچ ثابت، مونتاژ مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را سریع و ایمن می کند؛ زیرا از شل شدن مهره در هنگام باز و بسته شدن مبدل حرارتی جلوگیری می کند. در مواردی که سر پیچ با استفاده از چسب ثابت می‌شود، ممکن است در شرایط عملیاتی سخت‌ مانند دمای بالا و یا محیط تهاجمی خراب شود و شل شدن آن به واحد انتقال حرارت آسیب وارد کند.

  • واشرهای قفلی

واشرهای قفلی برای پیچ و مهره سفت کننده استفاده می شوند و کار مونتاژ مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار را بسیار سریع تر می کند؛ زیرا واشر قفلی از چرخش مهره یا سر پیچ در حین باز و بسته شدن جلوگیری می کند. بدون واشر قفلی، مهره روی صفحه فشار باید ثابت نگه داشته شود در حالی که آچار دیگری پیچ سفت کننده را از سمت صفحه قاب باز می کند.

نکات مربوط به پلیت ها در هنگام طراحی و انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار

  • ناحیه توزیع

یکی از مهم ترین ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار، ناحیه توزیع است که استفاده کامل از این ناحیه، انتقال حرارت را تضمین می کند و رسوب را به حداقل می رساند. یک ناحیه توزیع نا کارآمد با جریان ناهموار باعث ایجاد ناهنجاری و رسوب می شود.

تراز پنج نقطه ای

صفحات را در طول بسته شدن مبدل حرارتی صفحه ای واشردار در یک راستا نگه می دارد.  بسیاری از سیستم های تراز، شکاف عمودی بین میله حمل و پلیت را نمی بندند، که منجر به ایجاد واحد هایی با مشکلات نشتی می شود.

  • مشخصات واشر

عملکرد یک مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار تحت تأثیر اجزای مختلف قرار می گیرد. برای به دست آوردن بالا ترین عملکرد، مهم است که صفحه و واشر با هم طراحی شوند. در غیر این صورت می تواند باعث نشت زودرس، آسیب واشر یا واحد های پلیت نامرتب شود.

برای به دست آوردن بالا ترین عملکرد، مهم است که صفحه و واشر با هم طراحی شوند
برای به دست آوردن بالا ترین عملکرد، مهم است که صفحه و واشر با هم طراحی شوند
  • سیستم تراز گوشه

سیستم تراز گوشه، صفحات مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را در طول بسته شدن مبدل حرارتی در سراسر واحد پلیت در یک راستا نگه می دارد. طراحی گوشه های پلیت به شکلی است که ضمن قرار گرفتن روی یکدیگر، سبب فیکس شدن صفحه ها در موقعیت مناسب می شود و به تثبیت واحد پلیت در طول فرآیند سفت کردن کمک می کند.

  • محفظه نشتی

اگر یکی از دو واشر در تماس با سیالات از کار بیفتد، مایع نشتی وارد محفظه نشت می شود و سپس از طریق درگاه های هواگیری به اتمسفر تخلیه می شود. بنابراین نشت مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار زود تشخیص داده می شود و تلفات تولید کاهش می یابد. در صورت عدم وجود محفظه نشتی و یا درگاه هواگیری، در صورت تخریب واشر ممکن است یک سیال به کانال سیال دیگر نشت پیدا کند که در بهترین حالت، نشت دیر تشخیص داده شده و تلفات بالا می رود؛ اما در بدترین سناریو ممکن است ترکیب سیالات با هم نتایج فاجعه باری داشته باشد (مخصوصا در فرایند های مرتبط با سیالات با واکنش پذیری بالا و تهاجمی).

  • چسب واشر

چسب بین واشر و صفحه فلزی باید دارای کیفیت بالا باشد تا در سخت ترین شرایط عملیاتی و سرویس های دوره ای مبدل حرارتی صفحه ای واشردار دچار خرابی نشود. یک چسب اپوکسی دو جزئی مناسب می تواند واشر را در حین تمیز کردن روی صفحه نگه دارد. واشرهایی که با چسب لاستیکی به صفحه چسبانده می‌شوند، منجر به افتادن واشرها در حین تمیز کردن یا در بازه دمایی بحرانی می‌شود و یاتحت تاثیر سیالات تهاجمی متورم شده و سبب نشت می گردد.

جمع بندی نهایی

دستگاه های مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار به گونه ای طراحی شده اند که بالاترین میزان عملکرد را برای یک سیستم انتقال حرارت بین سیالات داشته باشند. همچنین پیکربندی و ساختار این مبدل ها به گونه ای است که می توان آن ها را برای کاربرد های مختلف و در صنایع متفاوت بهینه کرد. قابلیت افزایش و یا کاهش ظرفیت مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار نیز یکی دیگر از عواملی است که منجر به برتری این نوع مبدل های حرارتی می شود.

اما باید توجه داشت که تمامی این مزایا و امکانات تنها در صورتی قابل بهره برداری هستند که مبدل حرارتی صفحه ای واشردار کاملا متناسب با مقصود مورد نظر و سناریوی مصرفی طراحی شود. در غیر این صورت کارایی لازم را نخواهد داشت. مجموعه دنیاصنعت با بهره گیری از نیرو های متخصص و کارشناسان مجرب، سابقه ای طولانی در مشاوره و تامین تجهیزات صنایع گوناگون دارد، لذا صنعتگران می توانند ضمن اعتماد به این مجموعه پیش از انتخاب یا طراحی سیستم های HVAC از خدمات مشاوره ای و تامین تجهیزات بهره مند گردند.

خدمات مرتبط:

مقالات مرتبط: