مبدل حرارتی صفحه ای【PHE】انواع، سفارش، خرید

مبدل صفحه ای به دلیل ساختار نوآورانه و فشرده‌ای که دارد، به عنوان یکی از کارآمدترین انواع مبدل‌های حرارتی در سطح جهان مطرح بوده و سهم بزرگی از بازار جهانی انتقال حرارت را به خود اختصاص داده است.

 آرکا تجهیز صدر به عنوان بزرگ ترین تولید کننده مبدل حرارتی در ایران، آماده ارائه مشاوره رایگان جهت سفارش و طراحی مبدل صفحه ای است. جهت کسب اطلاعات بیشتر به صفحه تماس با ما  مراجعه نمایید.

مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) چیست؟

مبدل صفحه‌ای بخشی از خانواده بزرگ‌تر انواع مبدل حرارتی است که هدف اصلی آن‌ها بهینه‌سازی فرآیندهای حرارتی در صنایع است. طبق آمار انجمن مهندسی مکانیک آمریکا (ASME)، بیش از ۴۰٪ مبدل‌های حرارتی نصب‌شده در صنایع فرآوری از نوع صفحه‌ای هستند، زیرا راندمان انتقال حرارت آن‌ها تا ۹۵٪ می‌رسد. این دستگاه نه تنها در انتقال حرارت مستقیم، بلکه در بازیابی حرارت ضایعاتی نیز نقش کلیدی ایفا می‌کند، که می‌تواند مصرف انرژی را تا ۳۰٪ کاهش دهد.

این تجهیزات از مجموعه‌ای از صفحات فلزی نازک و موج‌دار (عموماً از جنس استیل ضدزنگ) تشکیل شده‌اند که در یک قاب فولادی محکم قرار گرفته و بین آن‌ها واشرهای الاستومری یا جوشکاری قرار دارد. سیال گرم و سرد در کانال‌های مجزا جریان می‌یابند و حرارت از طریق سطوح وسیع صفحات منتقل می‌شود.

هر صفحه دارای کانال‌های موجدار است که باعث تلاطم سیال و افزایش انتقال حرارت می‌شود. سیال گرم و سرد به‌طور متناوب بین صفحات جریان یافته و بدون اختلاط، تبادل گرما انجام می‌دهند. این طراحی منحصربه‌فرد، باعث شده تا PHE در مقایسه با مبدل حرارتی پوسته و لوله، تا ۵۰٪ فضای کمتری اشغال کند.

برخلاف مبدل‌های پوسته و لوله، PHEها ساختار فشرده‌تری دارند و برای فشارهای متوسط (تا ۲۵ بار) و دماهای تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد مناسب هستند.

اجزای تشکیل‌دهنده مبدل حرارتی صفحه‌ای

مبدل حرارتی صفحه‌ای (PHE) از اجزای کلیدی تشکیل شده که با هم کارایی انتقال حرارت را تضمین می‌کنند. این اجزا بر اساس طراحی استاندارد (مانند مدل‌های واشردار) شامل موارد زیر هستند:

• صفحات (پلیت مبدل حرارتی)

  پلیت مبدل حرارتی صفحه ای که از اجزای اصلی آن به شمار می‌رود از ورق‌های فلزی نازک (معمولاً استیل ضدزنگ، تیتانیوم یا نیکل) با الگوهای موج‌دار (مانند لانه‌زنبوری یا شیب‌دار) ساخته می‌شوند. این صفحات سطح تماس وسیعی برای انتقال حرارت بین سیالات فراهم می‌کنند و معمولاً ۰.۵ تا ۱ میلی‌متر ضخامت دارند. تعداد صفحات بسته به ظرفیت، از ۱۰ تا بیش از ۵۰۰ عدد متغیر است.

• واشر (گسکت مبدل حرارتی)

  واشر مبدل حرارتی عبارت است از نوارهای الاستومری (مانند EPDM، NBR یا Viton) که بین صفحات قرار می‌گیرند تا کانال‌های سیال را آب‌بندی کنند و از مخلوط شدن سیالات گرم و سرد جلوگیری نمایند. واشرها همچنین جهت جریان سیالات را هدایت می‌کنند و هر ۱-۲ سال نیاز به تعویض دارند.

• فریم مبدل حرارتی

  ساختار نگهدارنده کلی که شامل فریم ثابت (Fixed Frame Plate) و فریم متحرک (Movable Frame Plate) است. فریم مبدل حرارتی از فولاد کربنی یا استیل ساخته می‌شود و صفحات را فشرده نگه می‌دارد. فریم ثابت به دیوار یا پایه متصل می‌شود

• پیچ‌های فشاری (Tightening Bolts)

  پیچ‌های بزرگ و محکم که فریم متحرک را به ثابت فشار می‌دهند تا صفحات محکم به هم بچسبند. این اجزا امکان تنظیم فشار و دسترسی برای نگهداری را فراهم می‌کنند.

• پورت‌های ورودی و خروجی

  اتصالات فلنجی یا رزوه‌دار در دو انتهای فریم که سیالات را وارد و خارج می‌کنند. معمولاً ۴ پورت (دو ورودی و دو خروجی) وجود دارد و اندازه آن‌ها بر اساس قطر لوله (از DN50 تا DN500) انتخاب می‌شود.

• میله نگهدارنده و راهنما

  میله‌های عمودی که فریم متحرک را هدایت می‌کنند و از کج شدن صفحات جلوگیری می‌نمایند. این اجزا در مدل‌های بزرگ‌تر برای ثبات بیشتر ضروری هستند.

این اجزا در مجموع، راندمان حرارتی تا ۹۵٪ را ممکن می‌سازند و بسته به نوع (واشردار، جوشی یا بریز) ممکن است تفاوت‌هایی داشته باشند. برای مثال، در مدل‌های جوشی، واشرها حذف و صفحات جوشکاری می‌شوند.

انواع مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه‌ای بر اساس ویژگی‌های مختلف از جمله ساختار و کاربرد دسته‌بندی می‌شود. محبوب‌ترین انواع در بازار ایران و جهان عبارتند از:

• از لحاظ ساختار:

  • مبدل حرارتی صفحه‌ای واشردار (GPHE)

    رایج‌ترین و متداول‌ترین نوع مبدل صفحه‌ای هستند. مبدل حرارتی صفحه‌ای واشردار، صفحات توسط واشرهای لاستیکی از هم جدا و آب‌بندی می‌شوند. بزرگ‌ترین مزیت این نوع، قابلیت باز کردن کامل مبدل برای تعمیر، تعویض صفحات یا تمیزکاری آن‌ها است.

    این مبدل‌ها معمولاً برای فشارهای تا ۲۵ بار و دمای بین ۳۵- تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد، برای سیالات غیرخورنده مناسب بوده و در صنایع غذایی، داروسازی و سیستم‌های HVAC کاربرد گسترده‌ای دارند.

    ساختار: صفحات توسط واشرهای لاستیکی (گسکت) از هم جدا و آب‌بندی می‌شوند و درون یک قاب فولادی (Frame) قرار می‌گیرند.

    ویژگی کاری: ایده‌آل برای دما و فشار متوسط و سیالات تمیز تا نیمه کثیف. قابلیت باز شدن آسان صفحات برای سرویس، شستشو و افزایش/کاهش صفحات (مدولار بودن) یک مزیت بزرگ است.

  • مبدل حرارتی صفحه‌ای لحیمی/بریز (BPHE)

    در مبدل حرارتی بریزینگ، صفحات به جای واشر، توسط یک فلز پرکننده (معمولاً مس) در کوره‌ای با خلأ بالا به یکدیگر لحیم می‌شوند. این فرآیند، مبدلی کاملاً فشرده، مقاوم در برابر نشتی و بسیار مقرون‌به‌صرفه ایجاد می‌کند. این مبدل‌ها برای فشارهای تا ۳۰ بار و دمای تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد مناسبند و عمدتاً در سیستم‌های تبرید و کاربردهای صنعتی کوچک‌مقیاس استفاده می‌شوند. عیب اصلی آن، عدم قابلیت بازشدن و تمیزکاری صفحات است.

    ساختار: صفحات از جنس استیل ضد زنگ (Stainless Steel) بوده و با استفاده از لحیم‌کاری مس یا نیکل در نقاط تماس به صورت دائم به هم متصل شده‌اند. فاقد واشر و قاب هستند.

    ویژگی کاری: مناسب برای فشار و دمای بالا (تا 30 بار و 200 درجه سانتی‌گراد) و سیالات بسیار تمیز. ابعاد بسیار کوچک و انتقال حرارت عالی. (کاربرد در پکیج‌ها و سیستم‌های هیدرولیک).

  • مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی (WPHE)

    در این مدل، صفحات مستقیماً توسط جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. این ساختار، مبدلی بسیار مقاوم در برابر دما و فشار بالا ایجاد می‌کند که می‌تواند فشارهای تا ۶۰ بار و دمای تا ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. از آن‌جا که این مبدل‌ها نیز غیرقابل بازشدن هستند، برای سیالات خورنده، با دمای بسیار بالا یا حاوی ذرات جامد در صنایع سنگین همچون نفت، گاز و پتروشیمی ایده‌آل می‌باشند. تعمیر و نگهداری آن‌ها پیچیده و پرهزینه است.

    ساختار: صفحات با جوشکاری لیزری یا قوسی به یکدیگر متصل می‌شوند و کاملاً عاری از واشر هستند.

    ویژگی کاری: کاری : مناسب برای سیالات خورنده، دما و فشار بسیار بالا، و فرآیندهایی که سیالات سمی یا خطرناک هستند (صنایع پتروشیمی).

  • مبدل حرارتی صفحه‌ای نیمه‌جوشی (SWPHE)

    این طراحی، ترکیبی هوشمندانه از دو نوع واشردار و جوشی است. در این مدل، جفت صفحات برای یک سیال (معمولاً سیال خورنده یا داغ) به هم جوش داده می‌شوند و سپس این مجموعه‌های جوش‌شده با استفاده از واشر به مجموعه‌های دیگر متصل می‌شوند. این کار مزایای هر دو طراحی را ارائه می‌دهد.

    ساختار: برخی کانال‌ها جوشی و برخی واشردار هستند، ترکیب مزایای هر دو مدل. (مناسب برای فرآیندهای آمونیاکی).

    ویژگی کاری: از یک طرف امکان تمیزکاری و تعمیر سمت واشردار وجود دارد و از طرف دیگر، سمت جوش‌شده در برابر سیالات دشوار مقاوم است

• از لحاظ جنس صفحات:

  انتخاب جنس صفحه ارتباط مستقیمی با خواص سیال (دما، خورندگی، pH) و قیمت مبدل حرارتی صفحه ای دارد. در ادامه به معرفی برخی از مدل های جنس صفحات می پردازیم:

  • استیل ضد زنگ: زنگ (Stainless Steel - SS): رایج‌ترین جنس. شامل آلیاژهایی مانند AISI 304، 316 و 316Ti. 316 به دلیل داشتن 2.5% مولیبدن، مقاومت بالایی در برابر خوردگی یون‌های کلرید و محیط‌های اسیدی (غلظت کم اسید سولفوریک) دارد و انتخابی پرفروش و استاندارد برای صنایع عمومی است.
  • تیتانیوم: مقاومت عالی در برابر آب دریا و محلول‌های کلریدی (مثلاً در خنک‌کاری تجهیزات توسط آب دریا در پتروشیمی‌ها).
  • آلیاژهای نیکل: مانند Hastelloy C-276 یا نیکل 200/201. بسیار مقاوم در برابر مواد شیمیایی و اسیدهای قوی (هیدروکلریک، سولفوریک) و محیط‌های با pH پایین. گران‌ترین جنس صفحات هستند.
  • آلیاژهای مس و نیکل: در برخی موارد خاص که مقاومت به آب شور مد نظر است.
  • آلیاژ آلومینیوم: که این مورد نیز در موارد و مصارف خاص کاربرد دارد.

  لازم به ذکر است از لحاظ ساختار صفحات نیز می توان این مبدل ها را به مدل های صفحات تخت معمولی، موج‌دار و دندانه‌دار نیز تقسیم نمود.

• براساس نوع عملکرد:

  • خنک‌کننده (Cooler): برای کاهش دمای یک سیال با استفاده از سیال خنک‌تر (مثلاً آب خنک‌کاری برج).
  • گرم‌کننده (Heater): برای افزایش دمای یک سیال با استفاده از سیال گرم‌تر (مثلاً بخار یا آب داغ).
  • بازیافت حرارت (Heat Recovery): برای انتقال گرما از یک جریان گرم خروجی به یک جریان سرد ورودی (کاهش مصرف انرژی تا 40%).
  • کندانسور (Condenser) و اواپراتور (Evaporator): در سیکل‌های تبرید، چیلرها و تولید بخار.

  لازم به ذکر است مبدل های حرارتی صفحه ای از لحاظ عملکرد می تواند به مدل های (کانترافلو: حداکثر انتقال حرارت) و (پارافلو: برای تعادل دمایی یکنواخت) نیز دسته بندی شود.

• از لحاظ آرایش جریان

  • جریان تک‌گذر (Single Pass): هر سیال تنها یک بار از کل مسیر صفحات عبور می‌کند.
  • جریان چندگذر (Multi-Pass): سیالات قبل از خروج، چندین بار از مسیرهای مختلف در میان صفحات عبور داده می‌شوند. این روش برای مواقعی که نرخ جریان دو سیال بسیار متفاوت است یا نیاز به انتقال حرارت بسیار بالایی داریم، استفاده می‌شود.

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

عملکرد PHE بر پایه اصل کانترافلو (جریان مخالف) استوار است: سیال گرم از یک سمت صفحات عبور می‌کند و سیال سرد از سمت مقابل، که گرادیان دمایی حداکثری ایجاد می‌کند. صفحات موج‌دار (با الگوهای شیب‌دار یا لانه‌زنبوری) توربولانس را افزایش می‌دهند و ضریب انتقال حرارت را بهبود می‌بخشند.

دو سیال (مثلاً سیال گرم و سیال سرد) از طریق نازل‌های ورودی که در گوشه‌های صفحات تعبیه شده‌اند، وارد مبدل می‌شوند. طراحی واشرها و سوراخ‌های گوشه صفحات به گونه‌ای است که سیالات را به کانال‌های مجزا هدایت می‌کنند و از این کانال‌ها بین صفحات عبور می‌کنند. معمولاً این سیالات در جهت مخالف یکدیگر (جریان مخالف) حرکت می‌کنند که این امر به حداکثر کردن اختلاف دمای متوسط بین دو سیال و در نتیجه افزایش راندمان انتقال حرارت کمک شایانی می‌کند.

طراحی خاص موج‌ها (Corrugations) روی صفحات، باعث ایجاد جریان آشفته یا توربولنت (Turbulent Flow) می‌شود. این تلاطم به شدت ضریب انتقال حرارت (Heat Transfer Coefficient) را افزایش داده و لایه مرزی حرارتی را به حداقل می‌رساند. در نتیجه، گرما از طریق هدایت از سیال گرم به صفحه فلزی و سپس از طریق همرفت از صفحه به سیال سرد منتقل می‌شود. این فرآیند با راندمان بسیار بالا (عموماً بیش از 95 درصد) و در فضایی بسیار کوچک انجام می‌گیرد.

مزایای مبدل حرارتی صفحه ای

با توجه به تعدد مزایای مبدل حرارتی صفحه‌ای، این مبدل‌ها جایگزین مناسبی برای مبدل‌های سنتی (مانند پوسته و لوله) محسوب می‌شوند:

کارایی و راندمان حرارتی بالا

• ضریب انتقال حرارت بالا: ضریب کلی انتقال حرارت در مبدل‌های صفحه‌ای حداقل سه برابر بیشتر از مبدل‌های پوسته و لوله است.
• اختلاف دمای نزدیک: به دلیل ضریب انتقال حرارت بالا و جریان مخالف، امکان دستیابی به اختلاف دمای بسیار کم (حدود 1درجه سانتیگراد) بین سیالات وجود دارد که درصد بازیابی حرارت را به شدت افزایش می‌دهد.
• کاهش رسوب‌گیری: آشفتگی بالای جریان و عدم وجود نقاط راکد و مرده، تشکیل رسوب را در مقایسه با سایر مبدل‌ها کاهش می‌دهد.
• عایق‌کاری کم: تنها لبه صفحات در معرض هوای آزاد هستند، بنابراین نیازی به عایق‌کاری گسترده ندارند.

طراحی فشرده و مدولار

• اشغال فضای کم: به دلیل عملکرد بالا و فاصله کم بین صفحات، مبدل‌های صفحه‌ای معمولاً ۲۰ تا ۴۰ درصد فضای کمتری را نسبت به سایر مبدل‌های حرارتی اشغال می‌کنند. حتی در برخی مدل‌ها ممکن است تا 80% کمتر از مدل‌های پوسته و لوله فضا اشغال کند.
• وزن سبک: حجم کم سیال بین صفحات و ابعاد کوچک‌تر، باعث سبکی وزن مبدل می‌شود.
• قابلیت انعطاف: در نوع واشردار، امکان افزایش یا کاهش سطح انتقال حرارت با اضافه یا حذف صفحات برای تغییر ظرفیت مبدل وجود دارد.
• تولید آب گرم فوری: مبدل‌های صفحه‌ای به عنوان آبگرمکن غیرمستقیم و فوری عمل کرده و آب گرم دائمی و بدون توقف را تأمین می‌کنند.

نگهداری و تعمیر آسان

• بازرسی و تمیزکاری آسان: در نوع واشردار، با باز کردن پیچ‌ها، دسترسی کامل به صفحات برای بازرسی و تمیزکاری فراهم می‌شود.
• تعویض قطعات آسان: تعویض صفحات یا واشرها در مدل‌های واشردار به سادگی قابل انجام است.
• ایمنی در برابر اختلاط: سیستم واشر بندی، احتمال مخلوط شدن دو سیال گرم کننده و گرم شونده را از بین می‌برد.

معایب مبدل حرارتی صفحه ای و محدودیت‌ها

• :محدودیت فشار و دما به طور کلی مبدل‌های واشردار به دلیل محدودیت مواد واشر، در فشار و دمای بسیار بالا (بالاتر از ۲۵ بار و دماهای بسیار زیاد) قابل استفاده نیستند. البته این مورد در انواع جوشی به دلیل مقاومت بالا رفع شده است.
• محدودیت در سیالات: وجود gaps باریک بین صفحات، این مبدل‌ها را برای سیالات بسیار لزج یا حاوی ذرات جامد درشت نامناسب می‌سازد.
• افت فشار بالاتر: طراحی موجدار و مسیر پرپیچ‌وخم، باعث ایجاد افت فشار بیشتری در مقایسه با برخی مبدل‌های دیگر می‌شود که ممکن است نیاز به پمپاژ قوی‌تری داشته باشد.
• احتمال نشتی در واشر: واشرها ممکن است در طول زمان فرسوده شده و نیاز به تعویض داشته باشند. همچنین فشرده‌سازی بیش از حد می‌تواند به آن‌ها آسیب بزند.
• انتقال حرارت با اختلاف دمای زیاد: برای تبادل حرارت بین دو سیال با اختلاف دمای بسیار زیاد، کارایی کمتری نسبت به مبدل‌های پوسته و لوله دارند.

کاربردهای مبدل حرارتی صفحه ای

طیف وسیعی از دماها و فشارها که توسط انواع مختلف مبدل‌های صفحه‌ای تحمل می‌شود، به علاوه راندمان بالای آن‌ها، باعث شده تا کاربردهای مبدل حرارتی در صنایع مختلف متفاوت باشد. در واقع مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. در صنایع غذایی و لبنی، مانند پاستوریزاسیون شیر و خنک‌سازی آبمیوه، از PHE برای حفظ کیفیت محصول بدون آلودگی استفاده می‌شود؛ مثلاً در کارخانه‌های لبنی، این تجهیزات روزانه تا ۱۰۰,۰۰۰ لیتر سیال را پردازش می‌کنند.

در بخش دارویی و بهداشتی، دقت بالای انتقال حرارت (با ضریب U تا ۵۰۰۰ وات بر مترمربع کلوین) برای فرآیندهای استریل‌سازی ضروری است. صنایع شیمیایی و پتروشیمی، که به خنک‌سازی سریع در واحدهای پالایشگاهی نیاز دارند، از مدل‌های مقاوم PHE بهره می‌برند؛ بر اساس گزارش سازمان انرژی اتمی ایران، بیش از ۶۰٪ واحدهای پتروشیمی در ایران از این نوع مبدل برای بازیابی حرارت استفاده می‌کنند.

در تأسیسات HVAC و برودتی، PHEها در موتورخانه‌های ساختمان‌های تجاری و مسکونی برای گرمایش آب و تهویه مطبوع به کار می‌روند. نیروگاه‌های بخار و CHP (تولید همزمان برق و حرارت) نیز از آن‌ها برای افزایش بازده سیکل‌های ترمودینامیکی بهره می‌برند، جایی که صرفه‌جویی انرژی تا ۲۵٪ گزارش شده است. علاوه بر مخاطبان هدف مانند کارخانه‌ها، کارگاه‌های کوچک تولیدکننده نوشیدنی و مواد شوینده، و پیمانکاران پروژه‌های عمرانی، PHEها در مراکز تحقیقاتی دانشگاهی برای آزمایش‌های انتقال حرارت و در هتل‌ها و بیمارستان‌ها برای سیستم‌های آب گرم نیز کاربرد دارند. در نهایت، این تجهیزات در خطوط نفت و گاز برای خنک‌سازی گازهای فشرده در ایستگاه‌های تقویت فشار حیاتی هستند.

در ادامه نیز برخی کاربردها به صورت مختصر شرح داده شده است:

کاربرد در تاسیسات ساختمان و HVAC

• تأمین آب گرم بهداشتی (DHW): تأمین آب گرم مصرفی در ساختمان‌های مسکونی، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و ... به صورت فوری و غیرمستقیم (جایگزین منابع دوجداره و کویلی سنتی). جایگزین بسیار کارآمد و فشرده برای منابع کویل‌دار و دو جداره سنتی در موتورخانه‌ها.
• گرمایش استخر و جکوزی: انتقال حرارت از دیگ بخار یا آب گرم به آب استخر و جکوزی
• سیستم گرمایش از کف: برای کاهش دمای آب داغ خروجی از دیگ و رساندن آن به دمای مناسب (۴۰-۵۰ درجه) برای ورود به سیستم گرمایش کف.
• ذوب برف: برای ذوب سریع برف در رمپ‌ها، پارکینگ‌های روباز و زمین‌های ورزشی با استفاده از محلول آب و گلیکول.
• زون‌بندی فشار در ساختمان‌های بلند: برای جداسازی هیدرولیکی سیستم‌های لوله‌کشی در طبقات مختلف و جلوگیری از افزایش فشار بیش از حد در طبقات پایین. در ساختمان‌های بلند، برای کاهش فشار بیش از حد آب بر تجهیزات در طبقات پایین، ساختمان به چند زون فشار تقسیم می‌شود و مبدل صفحه‌ای، زون‌های فشار را تفکیک می‌کند.
• حفاظت از کندانسور چیلرها: استفاده از مبدل صفحه‌ای بین برج خنک‌کن (سیستم باز و آلوده) و کندانسور چیلر، برای محافظت کندانسور از آلودگی‌ها و رسوبات محیطی بدین ترتیب که با قرارگیری بین برج خنک کننده و چیلر، از ورود آلودگی و ذرات موجود در آب برج به کندانسور حساس چیلر جلوگیری می‌کند.
• بازیافت حرارت: بازیابی گرمای تلف‌شده از کندانسور چیلرها یا دیگر فرآیندها برای پیش‌گرمایش آب مصرفی.
• سیستم‌های تهویه مطبوع: اتصال دهنده بین چیلرها، بویلرها و برج‌های خنک کننده.

کاربرد در صنایع فرآیندی

• صنایع غذایی و نوشیدنی: پاستوریزاسیون شیر و آبمیوه، سرمایش و گرمایش در خطوط تولید.
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: خنک‌کاری روغن، میعانات گازی و سایر فرآیندها و انتقال حرارت بین سیالات با دمای بالا یا خورنده (معمولاً با استفاده از مدل‌های جوشی یا نیمه جوشی)
• صنایع شیمیایی و داروسازی: خنک‌کاری اسیدها و سیالات شیمیایی با استفاده از صفحات از جنس مواد خاص مانند تیتانیوم
• صنایع فولاد: خنک‌کاری آب و روینگ در کوره‌ها و نوردها
• تبرید: استفاده به عنوان کندانسور و اواپراتور در سیستم‌های تبرید
• صنایع کاغذسازی، خودروسازی و نیروگاهی

طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه ای

طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای به صورت صحیح و اصولی برای عملکرد بهینه آن ضروری است. اگرچه جزئیات نصب بر اساس مدل سازنده متفاوت است، نکات کلی زیر باید رعایت شوند:

• محل نصب و دسترسی: مبدل باید در مکانی نصب شود که دسترسی کافی برای عملیات بازرسی و تمیزکاری (به ویژه برای مدل‌های واشردار که نیاز به باز شدن دارند) فراهم باشد.
• پشتیبانی مکانیکی: برای مبدل‌های بزرگ‌تر، باید از پایه‌های مناسب برای تحمل وزن دستگاه و سیالات در حال جریان استفاده شود.
• جهت جریان: اطمینان حاصل کنید که مسیرهای سیال سرد و گرم مطابق طراحی، عموماً به صورت مخالف جهت هم هستند، پس مسیر آب گرم‌شونده و گرم‌کننده باید خلاف جهت یکدیگر باشند (جریان مخالف).
• شیرآلات جانبی: در مسیرهای ورودی و خروجی از شیرهای قطع و وصل استفاده کنید. نصب شیر اطمینان روی مسیرهای سیال برای جلوگیری از افزایش فشار بیش از حد، الزامی است.
• فیلتراسیون: نصب فیلتر در upstream ورودی سیال‌ها برای جلوگیری از ورود ذرات جامد و گرفتگی کانال‌های باریک، بسیار توصیه می‌شود.
• گشتاور پیچ‌ها: پیچ‌های قاب را دقیقاً با گشتاور مشخص‌شده توسط سازنده مبدل حرارتی سفت کنید. سفت کردن بیش از حد می‌تواند به صفحات و واشرها آسیب برساند و کم سفت کردن باعث نشتی می‌شود.
• جوشکاری: هرگز مبدل را به پایه یا سازه جوش ندهید.
• نصب عمودی یا افقی: در صورت امکان، نصب عمودی برای کاهش احتمال تجمع رسوب ترجیح داده می‌شود.

نکات ایمنی و نگهداری مبدل حرارتی صفحه ای

• همیشه از تجهیزات حفاظتی مانند دستکش‌های مقاوم به حرارت استفاده کنید و سیستم را قبل از باز کردن خنک کنید.
• در صورت استفاده از سیالات خورنده، واشرهای مقاوم انتخاب شود.
• انتخاب مناسب جنس صفحات (استنلس استیل، آلیاژهای مقاوم) باید مطابق با خورندگی سیال باشد.
• از نشتی واشرها با تست هیدرواستاتیک (تا ۱.۵ برابر فشار کاری) جلوگیری کنید.
• تعویض واشرها هر ۱-۲ سال، بسته به سیال انجام شود.
• رعایت فاصله مجاز بین صفحات، نیروی بستن پیچ‌ها و بررسی دوره‌ای واشرها ضروری است.
• صنایع انرژی، رعایت استانداردهای ISO ۹۰۰۱ برای جلوگیری از حوادث ضروری است.
• نظارت بر ارتعاشات با سنسورهای ویبره، به ویژه در نرخ جریان بالای ۱ متر بر ثانیه ضروری است.
• از تماس سیالات با ذرات جامد بزرگتر از ۱ میلی‌متر جلوگیری کنید.
• نگهداری مبدل‌های صفحه‌ای معمولاً شامل تمیزکاری دوره‌ای است. رسوباتی که با گذشت زمان روی صفحات جمع می‌شوند (با وجود خاصیت کم‌رسوبی این مبدل‌ها)، عملکرد حرارتی را کاهش می‌دهند. لذا تمیزکاری ماهانه به صورت مکانیکی (برداشتن و شستشوی صفحات در مدل‌های واشردار) یا به وسیله محلول‌های اسیدی ملایم (گردش محلول‌های تمیزکننده) برای جلوگیری از رسوب (fouling) می‌تواند تا 20% از کاهش راندمان ۲۰٪ جلوگیری کند.

معرفی برندها و سازندگان مبدل حرارتی صفحه ای

شناخت برندهای معروف و باکیفیت جهانی به شما در انتخاب مدل اورجینال و با تکنولوژی روز کمک می‌کند.

معروف‌ترین تولیدکنندگان جهانی شامل Alfa Laval (سوئد) با سهم بازار ۳۰٪، GEA (آلمان) برای مدل‌های صنعتی، و SWEP (سوئد) برای بریزینگ هستند. Danfoss و APV نیز در صنایع غذایی پیشروند.

طبق آمار وزارت صنعت، واردات PHE در ۲۰۲۴ بیش از ۱۵۰۰ واحد بوده، که ۴۰٪ آن از این برندها تأمین شده است. در بازار ایران، برندهای محبوب و پرفروش شامل Alfa Laval (وارداتی) و تولیدکنندگان داخلی مانند شرکت آرکا تجهیز صدر هستند که مدل‌های بومی با کیفیت بالا عرضه می‌کنند.

در سطح جهانی، نام‌های زیر در ساخت مبدل حرارتی صفحه ای پیشرو هستند:

• Alfa Laval
• GEA
• APV
• Tranter
• Sondex
• API Heat Transfer
• Hisaka
• Arka Tajhiz Sadr (ATS)

آرکا تجهیز صدر با تأمین قطعات مبدل حرارتی اصلی، پشتیبانی خدمات و امکان تولید سفارشی، به عنوان مرجع مطمئن داخلی در زمینه مبدل‌های صفحه‌ای و سایر مبدل‌های حرارتی شناخته می‌شود. این شرکت مفتخر است که به عنوان مرکز فروش و تولیدکننده در مشهد، انواع مدل‌های داخلی و خارجی این مبدل‌ها را با بهترین قیمت و با تضمین کیفیت مطابق با استانداردهای جهانی تولید و عرضه می‌کند.

راهنمای انتخاب و خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای

برای انتخاب بهینه مبدل حرارتی صفحه‌ای بهتر است به موارد زیر توجه شود:

• مشخصات فرآیند و سیال‌ها:

  از جمله دما و فشار جاری سیال گرم و سیال سرد / ترکیب شیمیایی و خوردندگی / ویسکوزیته، چگالی، دبی

• ضریب انتقال حرارت مورد نیاز:

  با استفاده از محاسبات حرارتی و ضرایب انتقال حرارت لازم برای فرآیند تعیین می‌شود.

• نوع جریان:

  هم‌جهت، مخالف‌جهت یا ترکیبی؛ انتخاب مناسب جریان اثر مستقیم بر افت فشار و کارایی دارد.

• فشار و دمای کاری:

  مبدل باید برای فشار و دماهای کاری پیشنهادی طراحی شود.

• جنس صفحات و پوشش‌ها:

  مثلاً استنلس استیل ۳۱۶، استنلس استیل ۳۱۰، نیکل، تیتانیوم و پوشش ضدخورندگی.

• نوع آب‌بندی (واشر یا جوش):

  اگر امکان بازکردن و سرویس مهم است، گزینه واشر دار بهتر است؛ در خورندگی بالا، گزینه جوش مناسب‌تر است. نوع واشر نیز ( EPDM برای آب داغ)، (NBRبرای روغن‌ها)،( Vitonبرای سیالات شیمیایی) اهمیت دارد.

• طراحی تعداد صفحات و ابعاد فریم:

  با توجه به فضای نصب و قابلیت توسعه آتی

• افت فشار مجاز:

  در سیستم‌های پمپ و جریان باید توجه داشت فشار افت کم باشد.

• ضمانت، خدمات پس از فروش و قطعات یدکی:

  اطمینان از تأمین صفحات اضافی، واشر، فریم و خدمات تعمیر مبدل حرارتی صفحه ای.

• قیمت و هزینه کل دوره بهره‌برداری:

  نه فقط قیمت خرید اولیه، بلکه هزینه‌های نگهداری، تعمیر و عملکرد طولانی‌مدت را در نظر بگیرید.

معیارهای انتخاب مبدل حرارتی صفحه‌ای مناسب

به طور کلی انتخاب PHE براساس نرخ حرارت مورد نیاز (Q = m × Cp × ΔT)، سطح انتقال (A = Q / (U × LMTD)) و نوع سیال انجام می‌شود. همچنین در خرید، باید به کیفیت پلیت‌ها (ضخامت ۰.۵ میلی‌متر) و گواهی‌های CE توجه کرد. اما انتخاب مبدل صفحه‌ای مناسب مستلزم تعریف دقیق نیازهای عملیاتی است. پارامترهای اصلی که باید مشخص شوند عبارتند از:

• نوع سیالات: ماهیت شیمیایی و فیزیکی سیالات مورد استفاده (آب، روغن، مبرد، اسید، ...).
• دمای عملیاتی: دمای ورودی و خروجی هر سیال (دمای مورد نظر برای گرمایش یا سرمایش).
• نرخ جریان: دبی حجمی هر سیال (مانند لیتر بر دقیقه یا گالن بر دقیقه).
• فشار عملیاتی: فشار کارکرد سیستم.
• نوع تبادل حرارت: هدف فرآیند (گرمایش، سرمایش یا تعادل‌سازی).

با در دست داشتن این اطلاعات، با استفاده از معادلات انتقال حرارت، می‌توان ضریب انتقال حرارت مورد نیاز را تعیین کرد که به نوبه خود تعداد صفحات، جنس صفحات و نوع آب‌بندی (واشردار، لحیم‌کاری یا جوشی) را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، برای سیالات کثیف و با احتمال رسوب‌گیری بالا، مدل واشردار به دلیل سهولت در تمیزکاری ارجحیت دارد. در حالی که برای دماها و فشارهای بالا، مدل‌های جوشی یا لحیم‌کاری شده مناسب‌ترند.

چرا خرید مبدل حرارتی صفحه ای از آرکا تجهیز صدر هوشمندانه است؟

برای کارخانه‌ها، صنایع بزرگ (پتروشیمی، نیروگاه) و حتی پروژه‌های تأسیساتی، اطمینان از تأمین تجهیزات اصلی و استاندارد، یک اولویت است. شرکت آرکا تجهیز صدر با تکیه بر دانش تخصصی در طراحی، تولید و تعمیر مبدل حرارتی، مرجع حرفه‌ای و متخصص شما در ایران است.

ما متعهد به ارائه بهترین قیمت مبدل حرارتی صفحه ای در کنار کیفیت تضمین شده هستیم. فرقی نمی‌کند به دنبال مبدل صفحه‌ای واشردار برای یک پاستوریزاتور صنعتی باشید یا یک مدل جوشی برای یک واحد پتروشیمی؛ تخصص ما در ارائه راه‌حل‌های انتقال حرارت است. شما می‌توانید برای خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای با جنس‌های مختلف (استیل، تیتانیوم) و مدل‌های مختلف (واشردار، بریز، جوشی) با مشاوران ما تماس بگیرید یا فرم سفارش مبدل حرارتی صفحه ای را تکمیل کنید. ما آماده‌ایم تا ضمن ارائه مشاوره فنی دقیق، محصولات را با بسته‌بندی ایمن و در کوتاه‌ترین زمان به سراسر شهرهای ایران ارسال کنیم تا پروژه شما بدون وقفه به بهره‌برداری برسد.