انواع مبدل حرارتی صفحه ای + طرز کار و طریقه نصب
به طور کلی مبدل‌های حرارتی، از تجهیزات مهم و اصلی در سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی محسوب می‌شوند. این مبدل‌ها، دما و حرارت را بین سیال‌های در حال جریان، جابه‌جا می‌کنند. در این بین یکی از پرکاربردترین این تجهیزات، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای هستند؛ در واقع این نوع مبدل از تعداد زیادی صفحه فلزی تشکیل شده که توسط جداکننده‌هایی از هم فاصله دارند. از مهم‌ترین مزایای مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌توان به انتقال حرارت بین مایعات در یک سطح بسیار بزرگ‌تر نسبت به مبدل‌های حرارتی معمولی اشاره کرد که سرعت تغییر دما را افزایش داده و کار انتقال حرارت را آسان‌تر می‌کنند.
جهت دریافت مشاوره رایگان می توانید با آرکا تجهیز صدر، تولید کننده انواع مبدل های حرارتی صفحه ای در صفحه تماس با ما ارتباط برقرار نمایید.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای بسیار کارآمدتر هستند، همچنین تعمیر و سرویس دوره‌ای آن‌ها ساده‌تر بوده و نیاز به نگهداری کمی دارند؛ از این رو به یکی از پرطرف‌دارترین مبدل‌های حرارتی در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند. به همین دلیل تصمیم داریم در این متن تمام اطلاعات لازم در مورد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، انواع و کاربرد آن‌ها را در اختیار شما قرار دهیم. برای یافتن پاسخ سؤالات خود در این موضوع، تا پایان با ما همراه باشید.
مبدل حرارتی صفحه‌ای چیست؟
یک مبدل صفحه‌ای از یک سری صفحات موازی تشکیل شده است. این صفحات روی هم قرار گرفته و یک کانال برای جریان سیالات ایجاد می‌کنند. نازل‌های ورودی و خروجی در گوشه‌های صفحات، توسط کانال‌های متناوب به سیالات سرد و گرم اجازه داده تا از یک طرف با سیال داغ و در طرف دیگر با سیال سرد در تماس باشند. اندازه یک صفحه می‌تواند از چند سانتی‌متر مربع (ضلع 100 میلیمتر در 300 میلیمتر) تا 2 یا 3 مترمربع (ضلع 1000 میلیمتر در 2500 میلیمتر) متغیر باشد. تعداد صفحات در یک مبدل منفرد از 10 تا چند صد عدد متغیر است؛ بنابراین گاهی وسعت مناطق تبادل سطحی تا هزاران مترمربع می‌رسد.
اگر نگاهی به تاریخچه مبدل‌ها بیندازید؛ متوجه خواهید شد که در ابتدا مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای (PHE) در سال 1923 میلادی توسط دکتر ریچارد سلیگمن ساخته شدند. در واقع این اختراع، تحول عظیمی در سیستم‌های انتقال حرارت غیرمستقیم در گرمایش و خنک‌سازی سیالات به وجود آورد. به طور کلی هدف تولید مبدل حرارتی صفحه‌ای، انتقال انرژی حرارتی بین دو سیال است، به‌گونه‌ای که سیالات با هم مخلوط نشوند. به عنوان مثال، در خط تولید کارخانه‌ها، برای خنک‌کردن روغن توسط آب، بدون مخلوط‌شدن آب و روغن، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای بهترین کارایی را دارند.
طرز کار مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای چگونه است؟
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، شامل یک سری صفحات موازی هستند که روی هم قرار گرفته‌اند تا تعدادی کانال برای جریان سیالات بین آن‌ها تشکیل شود. در واقع شیار‌های راه‌راه روی صفحات، با ایجاد فاصله‌ای بین 1 تا 5 میلیمتر، سیال را در مسیری پر پیچ‌وخم به جلو می‌رانند. طرز کار مبدل حرارتی صفحه‌ای بدین صورت است که دو سیال سرد و گرم در خلاف جهت هم از نازل‌هایی به درون مبدل وارد شده و پس از تبادل حرارتی در بین صفحات متقارن پشت‌سرهم، از سوراخ‌های گوشه مبدل خارج می‌شوند.
به طور کلی، صفحات مبدل را برای افزایش آشفتگی جریان سیال، سطح تبادل حرارتی، نرخ تعمیر مبدل حرارتی و بهبود صلبیت مکانیکی مبدل، به‌صورت موجدار طراحی می‌کنند. در این حالت، میزان انتقال حرارت بیشتر شده و در نتیجه راندمان مبدل افزایش می‌یابد. همچنین این صفحات را از جنس فولاد ضدزنگ، تیتانیوم و آلومینیوم می‌سازند تا علاوه بر رسانایی بالا در مقابل خوردگی و زنگ‌زدگی مقاوم باشند.
معرفی انواع مبدل حرارتی صفحه‌ای
به طور کلی با توجه به ساختار، نوع چینش صفحات، ابعاد مبدل، کارایی و عملکرد آن و در نهایت طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای، این تجهیزات در گروه‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه معرفی می‌کنیم.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای واشردار
از مهم‌ترین اجزای مبدل حرارتی صفحه‌ای، واشر‌های پلیمری هستند که در بین صفحات قرار گرفته و از نشتی سیالات جلوگیری می‌کنند. از طرفی این صفحات در میان دو قاب فولادی قرار گرفته و توسط پیچ‌ومهره سفت می‌شوند، به همین دلیل به آن‌ها مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای قاب‌دار نیز می‌گویند. قسمت حلقوی واشر از ورود سیال به صفحه جلوگیری کرده و آن را به دهانه بعدی می‌فرستد؛ بخش دیگر واشر نیز سیال را به داخل صفحه هدایت می‌کند.
این مبدل‌های حرارتی تا فشار ۲۵ بار را تحمل کرده و در محدوده دمایی بین ۳۵ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد برای صنایع مختلفی همچون مواد غذایی، HVAC و داروسازی مناسب هستند. همچنین به دلیل اینکه صفحات به‌راحتی برای تعویض و تمیزکردن از هم جدا می‌شوند، هزینه‌های تعمیر و نگهداری این نوع مبدل‌ها کاهش می‌یابد.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای لحیم‌کاری شده
در این مدل از انواع مبدل حرارتی صفحه‌ای، برای آب‌بندی صفحات از لحیم‌کاری به‌جای واشر استفاده می‌شود. مهم‌ترین مزایای این نوع مبدل، مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی به دلیل ترکیب فولاد ضدزنگ و لحیم‌کاری مس و در نهایت کاهش احتمال نشتی است. البته در این روش، امکان تعمیر و تمیزکاری صفحات وجود ندارد. از مبدل حرارتی لحیم‌کاری شده، در دمای بالای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشار ۳۰ بار برای کاربرد‌های تبرید و صنعتی استفاده می‌کنند.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای جوشی
صفحات این نوع مبدل‌های حرارتی با فاصله 5 میلیمتر توسط روش جوشکاری به هم متصل شده‌اند. به همین دلیل جابه‌جایی، تعویض و تمیزکردن صفحات فلزی امکان‌پذیر نبوده و هزینه‌های نگهداری و تعمیر مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی بسیار گران خواهد شد. البته استفاده از جوشکاری باعث شده که مبدل فشار تا ۶۰ بار و دمای تا ۳۵۰ درجه را تحمل کند.
از مزایای این مبدل‌های حرارتی می‌توان به دوام بالای آن‌ها برای انتقال سیالات خورنده یا سیالاتی که به دمای بالا می‌رسند، اشاره کرد. به همین دلیل از این تجهیزات عمدتاً در سیستم‌های تبرید صنایع نفت، گاز و شیمیایی استفاده می‌کنند.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای نیمه جوشی
این نوع مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، ترکیبی از صفحات جوشی و واشردار هستند. در این مدل، ترکیب دوتایی از صفحات به هم جوش داده شده و سپس به صفحات دیگر واشر می‌شوند. به‌گونه‌ای که یکی از گذرگاه‌های سیال جوشکاری بوده و دیگری واشر می‌شود.
مزیت مهم مبدل‌های صفحه‌ای نیمه جوشی در این بوده که سیالات با دمای بالا و خوردگی زیاد را از طرف صفحات جوش داده شده عبور می‌دهند، در حالی که از سمت دیگر، سیال معمولی‌تر گذر می‌کند. در نهایت می‌توان گفت روش تعویض و شستشوی صفحات و همچنین تعمیر مبدل حرارتی صفحه‌ای نیمه جوشی از مبدل‌های جوشی بسیار آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر است.
ویژگی‌های مهم مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای چیست؟
به طور کلی هر نوع مبدل صفحه‌ای با توجه به کاربرد، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد. در اینجا به برخی از مزایای مبدل حرارتی صفحه‌ای اشاره می‌کنیم:
• این نوع مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، به‌راحتی بازرسی و تمیز می‌شوند.
• در صورت نیاز برای بهبود قابلیت‌های انتقال حرارت، می‌توانید صفحات این مبدل را افزایش دهید.
• به دلیل آشفتگی زیاد در جریان سیال‌های سرد و گرم و ضرایب انتقال حرارت، راندمان مبدل بسیار بالا خواهد بود.
• تعمیر مبدل حرارتی صفحه‌ای و تعویض صفحات آن، آسان‌تر است.
• یک مبدل صفحه‌ای به دلیل عملکرد بالا و فضای کم بین صفحات، سطح انتقال حرارت کمتری نیاز دارد. از این رو معمولاً 20 تا 40 درصد فضای کمتری را نسبت به سایر مبدل‌های حرارتی اشغال می‌کند.
• تبادل حرارت به دلیل فاصله کم بین صفحات، سریع‌تر انجام می‌شود.
• به دلیل فضای کم بین صفحات و مقدار کم سیال سرد و گرم ورودی بین آن‌ها، این مبدل‌ها وزن سبک‌تری دارند.
• با توجه به آشفتگی بالای جریان سیال‌های سرد و گرم، رسوب کمتر الگوی صفحات، نقاط تماس زیاد و فاصله کم بین صفحات؛ رسوب‌گیری کمتری اتفاق می‌افتد.
• ضرایب انتقال حرارت بالا باعث شده تا در برخی موارد مبدل‌های با ابعاد کوچک‌تر نیز پاسخگو باشند؛ به همین دلیل هزینه کمتری نیاز خواهد بود.
مهم‌ترین کاربرد‌های مبدل حرارتی صفحه‌ای کدام‌اند؟
همان‌طور که به آن اشاره کردیم؛ انواع مختلفی از این نوع مبدل‌ها طراحی و تولید می‌شوند. در واقع طیف وسیعی از دما‌ها و فشار‌های متفاوتی توسط مبدل‌های صفحه‌ای تحمل شده و با توجه به آشفتگی جریان بسیار زیاد در بین صفحات این مبدل‌ها، تبادل حرارت در آن‌ها با راندمان بسیار خوبی انجام می‌شود. به همین دلیل در صنایع گوناگونی می‌توان از این تجهیزات استفاده کرد که عبارت‌اند از:
• سیستم‌های خنک‌کننده در کندانسور و تبخیر‌کننده‌ها
• سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی برج‌های مسکونی، مراکز تجاری و اداری
• سیستم‌های انتقال حرارت موتورخانه‌ها
• سیستم‌های تبرید و چیلر‌ها
• سیستم‌های خنک‌کننده صنایع غذایی
• سیستم‌های انتقال حرارت صنایع نفت و گاز
طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای
پس از خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای نوبت به نصب آن در مکان موردنظر می‌رسد. به این نکته توجه داشته باشید که برای نصب این نوع مبدل‌های حرارتی، باید طبق دستورالعمل اجرایی و همچنین دفترچه راهنمای تولید‌کننده مبدل، به‌صورت قدم‌به‌قدم پیش بروید. به طور کلی در هر نوع مدل، مواردی همچون روش قراردادن صفحات، گشتاور مجاز، ترتیب سفت نمودن پیچ‌ها و در نهایت توالی قرارگیری اجزای مبدل حرارتی صفحه‌ای با هم متفاوت خواهد بود.
اما به طور خلاصه باید نکات زیر را در مورد طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای در نظر بگیرید:
• مسیر آب گرم شونده و گرم‌کننده باید خلاف جهت هم باشند.
• برای نصب مبدل‌های حرارتی بزرگ‌تر از پایه‌های مناسب استفاده کنید.
• برای جلوگیری از ارتعاش و لرزش مبدل حرارتی، در زیر پایه‌ها لرزه‌گیر قرار دهید.
• پیچ‌ها را بیش از اندازه سفت نکنید.
• مبدل را به پایه و محل نصب آن جوشکاری نکنید.
• برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار در سیستم از شیر اطمینان در مسیر‌های آب گرم‌کننده و گرم شونده استفاده کنید.
• احتمال تجمع رسوب در مبدل‌هایی که به‌صورت افقی نصب می‌شوند، بالا می‌رود.
هزینه خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای چقدر است؟
به طور کلی قیمت مبدل حرارتی صفحه‌ای به عوامل مختلفی همچون تعداد صفحات، جنس صفحات، ابعاد مبدل، نوع مبدل حرارتی (لحیم‌کاری شده، واشردار، جوشی و نیمه جوشی) و در نهایت سایر اجزای مبدل حرارتی صفحه‌ای بستگی دارد.
به همین دلیل و با توجه به نوسانات نرخ ارز در بازار برای اطلاع از قیمت دقیق این محصولات و شرایط فروش مبدل حرارتی صفحه‌ای با کارشناسان ما تماس بگیرید.
سؤالات متداول
انواع مبدل حرارتی صفحه‌ای کدام‌اند؟
انواع متنوعی از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای از جمله واشردار، جوشی، لحیم‌کاری شده و... با توجه به نیاز صنایع مختلف و بر اساس معیار‌هایی همچون دما، فشار، نوع سیال و مسائل مربوط به تعمیر و نگهداری طراحی و تولید می‌شوند.
مزایای مبدل حرارتی صفحه‌ای چیست؟
از مهم‌ترین مزایای این نوع مبدل‌های حرارتی می‌توان به راندمان بسیار بالا، فضای کم، وزن سبک، تبادل حرارتی سریع، رسوب‌گیری کم و تعمیر و نگهداری بسیار آسان اشاره کرد.
از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در کجا استفاده می‌کنند؟
به طور کلی استفاده در سیستم‌های تبرید و چیلر‌ها، سیستم‌های خنک‌کننده در کندانسور و تبخیر‌کننده‌ها، انتقال حرارت در موتورخانه‌ها و سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری و کارخانه‌ها از مهم‌ترین کاربرد‌های مبدل حرارتی صفحه‌ای به شمار می‌روند.
چگونه مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای را نصب کنیم؟
طریقه نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای به روش تولید این مبدل‌ها توسط کارخانه و شکل قرارگیری صفحات در کنار هم (افقی یا عمودی) بستگی دارد. در نهایت می‌توانید مشخصات و نحوه نصب مبدل را از شرکت سازنده سؤال کرده یا در دفترچه راهنمای دستگاه مشاهده کنید.
قیمت مبدل حرارتی صفحه‌ای چقدر است؟
قیمت مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای به عوامل مختلفی همچون تعداد صفحات، ابعاد مبدل، جنس صفحات، نوع مبدل و نوسانات بازار بستگی دارد. از این رو اگر قصد خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای دارید، برای دریافت قیمت به‌روز و شرایط فروش مبدل حرارتی صفحه‌ای با کارشناسان ما تماس بگیرید.
از کجا مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای بخریم؟
شرکت فنی و مهندسی آرکا تجهیز صدر یکی از معتبرترین و بزرگ‌ترین شرکت‌های فعال در زمینه تولید مبدل حرارتی صفحه‌ای مطابق با استاندارد‌های روز دنیا است. شما می‌توانید متناسب با نیاز خود این محصولات را سفارش دهید.
سخن پایانی
در متن بالا تلاش کردیم؛ تمام اطلاعات ضروری در مورد نحوه عملکرد، کاربرد و انواع مختلف مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای را برای شما بیان کنیم. به طور خلاصه می‌توان این گونه بیان کرد که این نوع مبدل‌ها وظیفه انتقال انرژی بین دو سیال بدون مخلوط‌شدن آن‌ها با هم را برعهده دارند. یک مبدل صفحه‌ای از چندین صفحه موازی روی هم قرار گرفته، تشکیل شده است؛ بنابراین کانالی ایجاد شده که سیالات سرد و گرم از آن گذر می‌کنند. البته این سیستم در عین سادگی در ساخت، طراحی و عملکرد پیچیده‌ای دارد.
اگر تجربه‌ای در مورد استفاده از انواع مبدل حرارتی صفحه‌ای دارید، بسیار خوشحال خواهیم شد که نظرات خود را در مورد عملکرد آن‌ها با ما در میان بگذارید. همچنین در صورت داشتن هرگونه سؤال در مورد خرید مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌توانید آن را با کارشناسان بخش فروش شرکت مطرح کنید.