یکی از رایج‌ترین انواع مبدل‌های حرارتی، مبدل حرارتی صفحه ای است. در این مقاله قصد داریم به معرفی مبدل حرارتی صفحه ای بپردازیم.
در این مبدل‌های حرارتی، گرما بین سیال سرد و گرم از طریق سطوح فلزی کوچک، مبادله می‌شود. الگوی منظم و خاص در ساخت صفحات مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، باعث اختلال در جریان و در نتیجه، افزایش ضریب انتقال حرارت می‌شود. بنابراین، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، 3 الی 5 برابر، کوچک‌تر از مبدل‌های پوسته و لوله سنتی هستند.
ترانسفورماتورهای صفحه‌ای، انواع مختلفی از جمله: بلوکی، صفحه پوسته، واشردار، لحیمی و غیره دارد که بسته به نوع نیاز و کاربرد آن، از جمله: دما، فشار، نوع سیال‌کاری، جنبه‌های هزینه و نگهداری، ساخته و طراحی می‌شوند.
ریچارد سلیگمن، در سال 1923 انقلابی بزرگ در سیستم‌های انتقال حرارت غیرمستقیم برای سیالات گرمایش و سرمایش ایجاد کرد.
وجود صفحات با سطح بزرگ، بزرگترین مزیت مبدل حرارتی صفحه‌ای، محسوب می‌شود. انتقال حرارت بین سیالات در سطح وسیع و با راندمان بالا نیز، یکی دیگر از مزیت‌های عملکردی اصلی مبدل حرارتی صفحه ای است. در واقع، این نوع مبدل‌ها، زمانی استفاده می‌شوند که انرژی گرمایی در آن‌ها، از سیالی به سیال دیگر منتقل شود.
مبدل حرارتی صفحه ای چیست؟
مبدل حرارتی صفحه ای، شامل یک سری صفحات موازی است که برای تشکیل کانالی برای جریان سیال، در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.
صفحات این نوع مبدل، معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و کانال را با یک واشر لاستیکی مخصوص، بسته نگه می‌دارد. تغییر شکل صفحه، باعث تلاطم جریان، حتی در سرعت‌های بسیار کم می‌شود؛ در نتیجه، ضریب انتقال حرارت در مقایسه با لوله‌های صاف، افزایش چشمگیری خواهد داشت. در مقابل این افزایش در انتقال حرارت، افت فشار نیز افزایش می‌یابد.
در بحث معرفی مبدل حرارتی صفحه‌ای باید بگوئیم، در حال حاضر، یکی از رایج‌ترین مبدل‌های مورد استفاده در انواع صنایع هستند. پیچیده‌ترین انواع این مبدل‌ها در مقیاس صنعتی، برای انتقال حرارت به آب گرم در انواع سیستم‌های بویلر ترکیبی استفاده می‌شود. راندمان بالا در انتقال حرارت به همراه فشردگی‌های خاص در مبدل‌های صفحه‌ای، جریان داخلی آب گرم را در دیگ‌های ترکیبی افزایش می‌دهد.
مبدل حرارتی صفحه ای، اغلب در سیستم‌های گرمایش و آب گرم استفاده می‌شود. صفحات انتقال حرارت در این مبدل‌های حرارتی، با قرار دادن یک واشر بین صفحات، با لحیم کاری یا جوشکاری به یکدیگر، آب‌بندی می‌شوند. همچنین، رایج‌ترین نوع مبدل‌های حرارتی فشرده هستند و بنابراین، به طور گسترده در صنایع غذایی و سایر اهداف پزشکی استفاده می‌شوند.
انواع مبدل حرارتی صفحه ای
مبدل حرارتی صفحه ای یکی از انواع مبدل‌های گرمایی یا حرارتی می‌باشد، که خود شامل چند زیر دسته است. در ادامه به معرفی انواع مبدل حرارتی صفحه ای می‌پردازیم.
معرفی مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
در معرفی مبدل حرارتی صفحه ای جوشی؛ یکی از انواع پرکاربرد مبدل‌های گرمایی به شمار می‌رود. بهره‌وری از جوشکاری برای اتصال صفحات در مبدل، باعث افزایش مقاومت، در برابر فشار تا 60 بار و دما تا 350 درجه می‌شود.
مزیت بزرگ این نوع مبدل‌ها، مقاومت یکسان در برابر فشار و دما است. لازم به ذکر است که نظافت فیزیکی این نوع مبدل حرارتی، امکان پذیر نیست و تنها با روش‌های شیمیایی قابل انجام است.
معرفی مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار
در معرفی مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار؛ در این نوع مبدل، برای آب‌بندی میان صفحات، از واشر‌های پلیمری استفاده می‌شود. مجموعه‌ای از این صفحات، با پیچ و مهره بین دو قاب فولادی ثابت می‌شود؛ بنابراین به آن مبدل قاب‌دار نیز، می‌گویند.
در این نوع از مبدل‌ها، فیوز بین دو صفحه قرار گرفته و قسمت حلقه‌ای واشر از ورود مایع به صفحه جلوگیری کرده و آن را به دهانه‌های دیگر انتقال می‌دهد. قسمت دیگری از واشر، وظیفه هدایت سیال، به سمت صفحه را انجام می‌دهد. از دیگر مزایای این نوع مبدل، می‌توان به تحمل فشار تا 25 بار اشاره کرد. همچین در دمای 35 تا 220 درجه سانتی‌گراد نیز، کار می‌کنند.
معرفی مبدل حرارتی صفحه ای لحیم کاری شده
در این نوع از مبدل،برای لحیم کاری، عموماً از مس استفاده می‌شود. مزیت اصلی این مبدل، این است که با برداشتن واشر و قاب، امکان نشتی در آن از بین می‌رود. اما مشکل اینجاست که دیگر برای تمیز کردن و تعمیر به راحتی باز نمی‌شود. این مبدل، قادر خواهد بود در دمای بالاتر از 200 درجه و فشار 30 بار کار کند.
مزایای مبدل حرارتی صفحه ای
- یکی از بارزترین مزیت‌های این نوع مبدل، حجم کم آن‌هاست که این ویژگی، برای مکان‌هایی با فضای محدود، مناسب است.
- در معرفی مبدل حرارتی صفحه ای لازم به ذکر است که، با در اختیار داشتن ویژگی توربولانس بالا، برخلاف نظر اکثریت افراد، پتانسیل رسوب‌گیری بالایی، در مقایسه با مبدل های حرارتی پوسته و لوله، دارد.
- عدم نیاز به عایق کاری، راندمان بالا و ضریب انتقال حرارت 3 تا 5 برابر بیشتر از سایر مبدل‌های گرمایی، از جمله دیگر مزایای این نوع مبدل‌ها است.
- این مبدل‌ها، به کم کردن تایم راه اندازی و افزایش قابل توجه پاسخگویی سیستم کمک می‌کنند.
- بر خلاف مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله که تنها برای دو جریان استفاده می‌شود، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، چند جریانی بوده و حدودا برای ده جریان، می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای
در معرفی مبدل حرارتی صفحه ای، عملکرد آن به گونه‌ای است که بین یک سری صفحات با ضخامت کم، فضایی ایجاد می‌شود و یکی پس از دیگری قرار می‌گیرد. در این سیستم، یک لوله به جریان مایع سرد و دیگری به مایع داغ متصل می‌شود که یکی پس از دیگری، به صفحات مذکور متصل می‌شوند.
امروزه، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، به دلیل عملکردی که دارند در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند.
عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای و همچنین طراحی آن، به گونه‌ای است که قطعات داخلی آن به راحتی قابل دسترسی هستند.
این امر، تمیز کردن، مراقبت و نگهداری این نوع مبدل را ساده کرده است. انحنای صفحات در مبدل حرارتی صفحه ای نیز، باعث افزایش آشفتگی، در جریان سیال خواهد شد.
در پایان
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای دومین و مهم‌ترین نوع مبدل‌های حرارتی‌اند که کاربردهای گسترده‌ای دارند. این نوع از مبدل‌ها، از صفحه‌‌های فلزی شیار‌داری تشکیل شده که دارای چهار خروجی و ورودی، برای عبور سیالات خنک شونده و خنک کننده است.
در این مقاله، به بررسی انواع مبدل‌های حرارتی و کاربرد و مزایای آن‌ها نیز، پرداختیم. مجموعه فراز مخزن، با بیش از نیم قرن تجربه در زمینه تولید و عرضه انواع مخازن ذخیره آب، نورد ورق، مبدل‌های حرارتی و غیره، توانسته جایگاه ویژه‌ای را در میان رقبای خود پیدا کند.
اگر قصد خرید این نوع از مبدل‌های حرارتی را دارید، می‌توانید به سایت فراز مخزن مراجعه کنید یا با کارشناسان ما در ارتباط باشید.