سعی داریم اطلاعاتی کامل از مبدل حرارتی صفحه ای در اختیار شما قرار دهیم تا بتوانید انتخابی مناسب و خرید بهینه‌تری داشته باشید مواردی که در ادامه عنوان شده شامل (تعریف مبدل حرارتی صفحه ای، کاربردهای مختلف آن در صنعت، بررسی ساختار و مزایای مبدل، همچنین خلاصه ای از نحوه عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای ) می باشد، جهت دریافت و درک بیشتر مطالب با ما همراه باشید.  

مبدل حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)

مبدل های حرارتی صفحه ای برای اولین بار در دهه 1920 تولید شد و از آن زمان به طور گسترده در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفت . مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای اساساً از تعدادی صفحه فلزی فشرده تشکیل شده که روی یک قاب با کمک واشرهای بین صفحات به هم متصل شده‌اند. هر صفحه بصورت موجدار است و دارای تعدادی برجستگی و شیار متناوب است. این الگو و ظاهر هندسی سبب افزایش جریان مورد نظر است. ورودی و خروجی در گوشه های هر صفحه قرار دارند. و امکان افزودن صفحه به مبدل و افزایش ظرفیت حرارتی می شوند. در طراحی مبدل حرارتی صفحه‌ای، عواملی مانند مواد ساختاری صفحات (که معمولاً از فلزات هستند)، ضخامت صفحات، طرح و شکل هندسی، و همچنین توزیع دما و فشار مهم هستند. این عوامل تاثیر بسزایی در کارایی و عملکرد مبدل حرارتی صفحه‌ای دارند. به طور کلی، این صفحات به منظور افزایش تلاطم، سطح تبادل حرارتی و ایجاد استحکام مکانیکی، موجدار تولید می شوند.  

اجزای مبدل حرارتی صفحه ای:

مبدل حرارتی صفحه‌ای با محیط‌های دمایی مختلف در تماس است. زمانی که دو محیط با دماهای مختلف به صورت مستقیم بر روی سطوح صفحه‌ای مبدل حرارتی قرار می‌گیرند، انتقال حرارت از یک محیط به دیگری آغاز می‌شود. حرارت از محیط گرم تر به محیط سرد منتقل می شود. طراحی مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) شامل چندین صفحه انتقال حرارت است. توسط یک صفحه ثابت و یک صفحه متحرک نگه داشته می شود تا یک واحد کامل را تشکیل دهد. در زیر اجزای مبدل حرارتی صفحه ای نام برده شده است:

• قاب متحرک و ثابت (moveable, fixed frame)
• میله رابط (tie rods)
• واشر (gasket)
• صفحه شروع جریان و پایان (start, flow plate)
• ورودی سیال گرم و سرد (cold & hot water in)
• خروجی سیال گرم و سرد (cold & hot water out)

مبدل های حرارتی صفحه ای برای انتقال گرما استفاده می شوند و به ورودی ها و خروجی هایی نیاز دارند که سیال بتوانند وارد مبدل حرارتی شده و از آن خارج شود. در مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) بین صفحات یک قاب وجود دارد که در آن صفحات با میله های اتصال فشرده می شوند و توسط واشر مهر و موم می‌شوند. واشرها علاوه بر آب بندی خود، جهت هدایت جریان سیالات عمل می کنند و در امتداد شیارهای لبه صفحات قرار می گیرند.

انواع مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو:

طراحی مبدل حرارتی صفحه‌ای بستگی به نوع کاربرد و شرایط محیطی دارد. ابعاد صفحات، جنس و ضخامت مواد ساختاری، و شکل هندسی آنها از عوامل مهم در بهبود عملکرد و کارایی این مبدل‌ها هستند. مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو از صفحات موجدار در جریان سیالات تشکیل شده که سبب ایجاد تلاطم و افزایش ضریب انتقال حرارت موثر می شود. مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو دارای اندازه و توان حرارتی متفاوت است و از 400 لیتر (HP-40 ) تا 18000 لیتری (HP-1800) در 19 سایز مختلف موجود است.در زیر به 4 مورد آن می پردازیم:

1. مبدل حرارتی هپاکو HP-60
2. مبدل حرارتی هپاکو HP-80
3. مبدل حرارتی هپاکو HP-100
4. مبدل حرارتی هپاکو HP-150

 

مزایای استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو:

• نیاز به سرمایه گذاری کمتری دارد
• هزینه نصب، نگهداری بالایی ندارد
• کمتر دچار سایش، خوردگی و رسوب می شود.
• مصرف انرژی کمتری نسبت به مبدل های دیگر دارد
• با افزودن قاب ها به راحتی می توان ظرفیت مبدل را افزایش داد.
• فضای کمی را اشغال می کند.
• نگهداری و تعمیرات آسان است.
• کارایی بالا در انتقال حرارت

 

10 کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای :

مبدل حرارتی صفحه‌ای در صنایع مختلف برای انتقال حرارت بین دو مایع یا گاز و مایع استفاده می‌شوند. برخی کاربردهای رایج آنها عبارتند از:

1. در صنایع نفت و گاز، این نوع مبدل برای انتقال حرارت در فرآیندهای تقطیر، تبدیل و انتقال مواد مایع و گاز استفاده می‌شود.
2. در نیروگاه‌ها، مبدل حرارتی صفحه‌ای برای انتقال حرارت از گازهای داغ به آب برای تولید بخار و در نهایت تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3. صنایع غذایی: در فرآوری مواد غذایی در فرایندهای مختلف تولید مانند پاستوریزه کردن، استریل کردن و خنک کردن کاربرد دارد.
4. تصفیه آب و فاضلاب
5. سیستم‌های تبرید: در سیستم‌های تهویه هوا مانند سیستم‌های گرمایش و خنک‌کننده‌ها برای انتقال گرما بین مبرد و هوا یا آب استفاده می‌شوند.
6. سیستم های تهویه مطبوع (HVAC) : برای انتقال گرما بین هوا و سیال مانند آب یا روغن کاربرد دارد.
7. نیروگاه های تولید برق : مبدل های حرارتی صفحه ای برای متراکم کردن بخار خروجی از اگزوز توربین استفاده می شود.
8. حمل و نقل و کشتی ها( باری و کروز) از مبدل های حرارتی صفحه ای برای تنظیم حرارت استفاده می کنند. این مبدل‌های حرارتی عمدتاً موتورها را از طریق «خنک‌کننده مرکزی» خنک می‌کنند و آب تازه را برای خنک‌کردن تجهیزات داخلی فراهم می‌کنند.
9. دستگاه های نمک زدایی: مبدل های حرارتی صفحه ای در کارخانه های نمک زدایی برای گرم کردن آب دریا قبل از ورود به فرآیند اسمز معکوس قابل استفاده هستند.
10. نیروگاه های تولید برق: برای متراکم کردن بخار خروجی از اگزوز توربین استفاده می شود.

مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل کارایی بالا، اندازه کوچکتر، قابلیت تنظیم، و نگهداری ساده، در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو:

• در مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، سیالات عبوری از کانال‌های روی صفحات به‌وسیله واشرها بدون اختلاط با یکدیگر جریان می‌یابند، در حالی که به دلیل اختلاف دما، انتقال حرارت مورد نظر محقق می‌شود.
• مبدل های حرارتی صفحه ای: اندازه صفحه و شماره صفحه با توجه به سرعت جریان سیال عبوری، مقادیر دمای ورودی-خروجی، خواص فیزیکی، افت فشار و مقدار حداکثر مقاومت مورد نظر تعیین می شود.
• طرح های نامتقارن روی صفحات به گونه ای است که به سیالات اجازه می دهد تا به صورت متلاطم جریان داشته باشند که باعث می شود ضرایب انتقال حرارت بالا به دست آید.
• در مبدل های حرارتی صفحه ای، نقاط تماس ایجاد شده بین صفحات، پکیج صفحه را قادر می سازد تا به استحکام مورد نظر برسد.

بسیاری از مبدل های حرارتی صفحه ای از صفحات موجدار روی یک قاب ساخته می شوند. این تلاطم بالا و تنش برشی دیواره بالا ایجاد می کند که منجر به انتقال حرارت بالا و مقاومت در برابر رسوب بالا می شود.

انواع مبدل های حرارتی:

چهار نوع مبدل اصلی برای بررسی وجود دارد در زیر به آن می پردازیم:

مبدل های حرارتی صفحه ای  واشردار :

این مبدل ها از واشرها و طرح های باکیفیت برای مهر و موم کردن صفحات به یکدیگر و محافظت در برابر هر گونه نشتی استفاده می کنند. شما می توانید صفحات را به راحتی برای تمیز کردن، انبساط یا جایگزینی جدا کنید که به کاهش هزینه های نگهداری کمک می کند.  

مبدل های حرارتی صفحه ای لحیم کاری شده :

این مبدل ها که در بسیاری از کاربردهای صنعتی و تبرید استفاده می شوند، می توانند بسیار کارآمد تر باشند. این امر سبب می شود تا یک انتخاب بسیار اقتصادی باشند.  

مبدل های حرارتی صفحه ای جوش داده شده :

این مبدل های حرارتی بسیار شبیه به مبدل های حرارتی واشر دار هستند، اما تفاوت آنها با صفحات جوش داده شده در این است که می توان به یکدیگر متصل کرد. و بسیار بادوام هستند و برای انتقال سیالات با دمای بالا یا مواد خورنده ایده آل هستند. از آنجایی که صفحات را می توان به یکدیگر جوش داد، تمیز کردن صفحات در مقایسه با تمیز کردن مبدل های حرارتی واشردار امکان پذیر نیست.  

مبدل های حرارتی صفحه نیمه جوش :

دارای ترکیبی از صفحات جوش داده شده و واشر دار هستند دو صفحه به یکدیگر جوش داده شده و به جفت های دیگر در مبدل حرارتی واشر می شوند. در نتیجه شما می توانید سیالات بیشتری را در سراسر سیستم انتقال دهید. مبدل های حرارتی نیمه جوش به دلیل خطر کم از دست دادن سیال برای انتقال مواد گران قیمت عالی هستند. اگر از مبدل حرارتی صفحه ای ساده استفاده می کنید، صفحات برای تبادل مایع-مایع در فشارهای کم تا متوسط هستند. از طرف دیگر مبدل حرارتی صفحه ای بدون واشر، تمایل دارد در فشارها و دماهای بالا کار کند. در این مورد، بسیاری از متخصصان به دنبال استفاده از مبدل های حرارتی صفحه ای به عنوان کارآمدترین انتخاب برای طیف گسترده ای از کاربردها هستند.  

قیمت و خرید مبدل حرارتی صفحه ای :

قیمت انواع مبدل حرارتی صفحه ای هپاکو بستگی به اندازه ، ظرفیت حرارتی، حجم و دیگر موارد دارد شما می توانید با توجه به ظرفیت حرارتی مورد نیاز مبدل خود را از فراتاسیسات تهیه نمایید.