آشنایی با طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای از جمله انواع مبدل های حرارتی می باشد که از چندین صفحه فلزی موج دار مختلف تشکیل یافته است. صفحات مذکور جنس های گوناگونی داشته و در طرح های ویژه ای تولید شده و در کنار هم قرار می گیرند. نحوه چیدمان این صفحات به گونه ای می باشد که باعث ایجاد یک شبکه لانه زنبوری می شود. این شبکه در واقع همان مسیر حرکت سیال گرم و سرد است. طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای بدین صورت است که دو سیال در خلاف جهت هم از نازل هایی به درون مبدل حرارتی وارد شده و بعد از انتقال دادن حرارت، از آن خارج خواهند شد. صفحات سیال گرم و سرد به صورت یک در میان کنار هم قرار می گیرند.

مبدل حرارتی صفحه ای به طور معمول از تعداد پرشماری صفحه های فولادی ضد زنگ تشکیل یافته که به شکل چین دار می باشند. این صفحه ها به وسیله واشرهای پلیمری را از یکدیگر جدا می شوند و کلیه صفحات در درون قابی فولادی قرار خواهند گرفت. مبدل حرارتی صفحه ای موتورخانه دارای اجزایی می باشد که شامل قاب، صفحات و واشرها می شود. در حقیقت، صفحه ها که سطوح تبادل حرارتی هستند، با بهره گیری از پیچ و مهره میان ۲ صفحه فولادی محکم گشته اند. در ادامه قصد داریم تا به بررسی طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای بپردازیم.

بررسی طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای بدین شکل می باشد که سیال سرد و سیال گرم در مسیر مخالف یکدیگر به درون مبدل حرکت می کنند. قرار گرفتن صفحه های سیال گرم و سیال سرد به شکل یک در میان در مجاورت یکدیگر (در ۲ صفحه کنار یکدیگر، مسیر حرکت سیال گرم و سرد در جهت های مخالف از کنار هم عبور می نمایند) موجب می گردد تا تبادل حرارتی میان ۲ سیال صورت گیرد.

در واقع سیالاتی که به این صفحات موج دار وارد می شوند به شکل یکی در میان بین صفحه های فلزی جریان پیدا کرده و با همدیگر عملیات تبادل گرما را انجام می دهند. این صفحات به شکل متقارن در پشت سر یکدیگر قرار گرفته و سیال سرد و گرم در میان این صفحات در حال گردش می باشند. آرایش سطح صفحات موجب به وجود آمدن امواجی در سیال می شود و بدین شکل فرآیند انتقال حرارت و همچنین برودت دما میان دو سیال با سرعت بالایی انجام خواهد شد.

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای و همچنین ساختار آن به شکلی می باشد که امکان دسترسی راحت به اجزای داخلی آن وجود دارد. این نکته باعث شده تا قابلیت نظافت، تعمیر و نگهداری راحت این نوع مبدل نیز فراهم شود. چین دار بودن صفحات موجب بیشتر شدن آشفتگی جریان سیال خواهد شد. به همین علت است که میزان انتقال حرارت بالا رفته و در نتیجه بازده گرمایی مبدل نیز افزایش می یابد.

طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

اجزای اصلی مبدل حرارتی صفحه ای

همانطور که در قسمت طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای گفته شد این مبدل از اجزایی تشکیل پیدا کرده است که در ادامه ذکر خواهند شد:

  • تعدادی صفحه حرارتی طبق سطح انتقال حرارت مورد نیاز که روی هر کدام از آنها چین های برجسته و فرو رفته ای وجود دارد
  • واشرهای روی صفحات که در برابر خورندگی و دما مقاوم بوده و جنس آنها از انواع مختلف فیبر فشرده آزبست، اتیلن و… می باشد. ضمنا جهت جریان درون مبدل حرارتی نیز از طریق واشر مشخص می شود.
  • فریم یا قاب که صفحاتی فولادی بوده و وظیفه آنها نگه داشتن صفحات می باشد.
  • نازل که در قاب ها و در هر دو سمت مبدل حرارتی قرار می گیرند

نکات طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای

در رابطه با طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای چند نکته وجود دارد که در ادامه به آنها می پردازیم. نکته اول این است که باریک بودن مجرای مبدل حرارتی صفحه ای موجب این می گردد که حجم زیادی از سیال با صفحه ها در تماس باشد. نکته بعدی این است که چین دار بودن صفحه های مبدل حرارتی موجب بالا رفتن میزان آشفتگی جریان آب می گردد که به سبب همین موضوع میزان انتقال حرارت میان صفحه ها بیشتر خواهد شد.

با توجه به طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای و بر مبنای این موضوع که واشربندی هر نوع سیالی به صورت جداگانه می باشد و فضای میان واشرها به فضای اتمسفر در ارتباط با هم هستند، ۲ سیال با یکدیگر مخلوط نمی گردند. طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای به گونه ای می باشد که این نوع مبدل را قادر می سازد تا در موقع کار کردن به گونه ای اختلاف دمای میان ورودی و خروجی سیال ها را در حد پایین تر از یک درجه سانتی گراد حفظ کند که همین خصوصیت موجب می گردد تا این مبدل ها در کاربردهای زیادی مورد توجه باشند.

مبدل های حراراتی صفحه ای به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند امروزه در صنایع گوناگون دارای کاربردهای زیادی می باشند و استفاده از آنها مقرون به صرفه است.

انواع مبدل حرارتی صفحه ای

با توجه به طرز کار مبدل حرارتی صفحه ای این نوع مبدل بسیار محبوب و پرکاربرد می باشد و به همین دلیل انواع مختلفی از آن وجود دارد که هر کدام کاربرد خاصی را دارد. در ادامه مهم ترین و رایج ترین انواع مبدل حرارتی صفحه ای ذکر می شود: