پلیت مبدل حرارتی چیست؟
منظور از پلیت مبدل حرارتی درواقع همان صفحات تبادل دما است که در مبدل‌های صفحه‌ای قرار گرفته‌اند. پلیت یا ورق فلزی جزو اساسی مبدل حرارتی واشردار است که به شکل موجدار به دقت فشرده و پرس میگردد که این عمل برای بالا بردن سطح تبادل حرارتی، افزایش تلاطم سیال و ایجاد استحکام مکانیکی به کار می‌روند اندازه و ظرفیت یک مبدل حرارتی صفحه ای مستقیما به اندازه صفحه موجدار آن وابسته است. پلیت ها در سایزها و اندازه های مختلف با شیارهای افقی و عمودی و صفحات جریان آزاد (برای سیال های دارای ذرات جامد) تولید می شود. می توان گفت سایز این صفحات از چند سانتی‌متر شروع میشود و تا چند متر هم ادامه دارد. تعداد آن‌ها نیز در کم‌ترین حالت 10 عدد و در بیشترین حالت چند صد تاست. این صفحات دارای شیارهای موجداری مخصوصی هستند که برای بالا بردن سطح تبادل حرارتی، افزایش تلاطم سیال و ایجاد استحکام مکانیکی به کار می‌روند.
پلیت مبدل حرارتی اغلب از جنس استیل ضد زنگ 304 و 316 تولید میشود. حال سوال اصلی اینجاست که این صفحات تعادل دما، چه کاربردی دارند؟ به صورت کلی مبدل صفحه‌ای با هدف انتقال حرارت بین دو سیال ساخته شده و این صفحات نیز در گرم‌تر یا سردتر کردن سیال‌ها نقش مستقیم دارند. پلیت‌های مبدل حرارتی صفحه‌ای، به واسطه دو میله در قسمت بالایی و پایینی دستگاه، پیچ‌های مخصوص قرمز رنگ و واشرهای لاستیکی، در داخل مبدل صفحه‌ای تعبیه شده‌اند. پلیت ها در شرایط مختلف استفاده می شوند و مطابق با درخواست مشتری و منطبق با صفحات شرکت های معتبر سازنده مبدل های صفحه ای مانند isaka ،Tranter ، GEA ،Alfalaval و...به بازار ارائه می شود.
جنس پلیت های مبدل حرارتی صفحه ای
از موادی که امروزه در تولید پلیت های مبدل حرارتی صفحه ای زیاد استفاده می شود، می توان به آلیاژهای فولادی ضد زنگ سخت شده، آلیاژهای نیکل و تیتانیوم اشاره کرد. وجود مولیبدن و کروم در آلیاژهای گرید بالای فولادهای ضد زنگ می تواند سبب بهبود خواص این فولادها در مقابل خوردگی باشد.
به طور کلی آلیاژهای نیکل، مقاومت خوبی در برابر انواع خوردگی در محیط های مستعد از خود نشان می دهند و از سوی دیگر برای استفاده از مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار در محیط های هالوژنی مانند آب دریا، آب شور مزه یا آب نمک، استفاده از تیتانیوم ضروری است.
الگوهای ایجاد شده در پلیت ها و موج های موجود در آن به وسیله پرس های هیدرولیکی بزرگ ایجاد می شود، از این رو می توان از تمام موادی که از استحکام کافی برخوردار بوده و قابلیت پرسکاری دارند در صفحات (پلیت) مبدل استفاده کرد. انتخاب جنس پلیت های مبدل حرارتی بستگی به سیال داخل مبدل دارد.
رایجترین موارد استفاده شده در پلیت ها
فولادهای ضد زنگ SS316 ،SS304
تیتانیوم GR2 ،GR1 و000
نیکل و آلیاژهای نیکل (HASTELLOY)
کاربرد پلیت مبدل حرارتی
همانطور که پیش از این گفتیم وظیفه اصلی این پلیت‌ها یا صفحات، گرم و سرد کردن سیال‌ها است. نحوه کار آن‌ها به این صورت است که در مسیر رسانای حرارتی بین دو سیال قرار گرفته و به افزایش سرعت انتقال حرارت کمک می‌کنند. طراحی این صفحات به گونه‌ای است که می‌توانند در دیواره‌های مبدل صفحه‌ای، تنش و تلاطم ایجاد کنند و مقدار انتقال حرارت و مقاومت در برابر رسوب‌گذاری را افزایش دهند.
در هر مبدل صفحه‌ای، یک کانال ورودی و خروجی وجود دارد که از کنار آن‌ها سیالات گرم و سرد در قسمت داخلی مبدل جریان می‌یابد. این جریان سیالات گرم و سرد باعث میشود پلیت‌ها یا همان صفحات تبادل دما، از یک طرف با سیال‌های سرد و از طرفی دیگر با سیال‌های گرم در ارتباط باشند و در نتیجه نقش خود را ایفا کنند.
انواع پلیت مبدل حرارتی
پلیت‌های مبدل‌های حرارتی انواع مختلفی دارند که عبارت‌اند از:
پلیت مبدل حرارتی واشردار
نوع پلیت ها در مبدل حرارتی صفحه ای، پلیت واشردار یا گسکت دار می باشد. از آنجایی که صفحات این نوع مبدلها، از طریق پیچومهره در میان دو قاب فولادی قرار گرفته‌اند؛ به آن‌ها مبدل صفحه‌ای قابدار هم گفته میشود. طراحی مبدل واشردار به این صورت است که چند پلیت یا صفحه موجدار را با استفاده از پیچومهره در یک قاب مخصوص قرار داده‌اند. این واشرها از جنس نیتریل یا بوتینیل ساخته شده‌اند و وظیفه آن‌ها این است که به آب‌بندی پلیت‌های مبدل صفحه‌ای کمک کنند.
نحوه قرار گرفتن واشرها بین صفحات را می‌توان تغییر داد؛ اما به‌طور کلی چیدمان آن‌ها به این صورت است که بین هر صفحه یا پلیت، یک واشر قرار می‌گیرد. این نوع مبدلها از دمای 35 تا 220 درجه سانتی‌گراد، می‌توانند فشار را تحمل کنند.
نکته دیگری که باید درباره مبدل‌های واشردار بدانید این است که به دلیل قابلیت جابه‌جایی و تمیز کردن صفحات، از آن‌ها در صنایع دارویی و غذایی استفاده می‌کنند. اجزای تشکیل‌دهنده مبدل‌های واشردار شامل فریم جلو، فریم عقب، ساپورت عمودی، نازل‌های ورودی، واشر میدل و غیره میشود.
جدول مشخصات فنی پلیت های به کار گرفته شده در مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار
| جنس پلیت |
ضریب هدایت حرارتی در 300°K (w/m.°k) |
توضیحات |
|
فولاد ضد زنگ 304
15 % C
17 % Cr
10 % Ni
|
14.9 |
این ماده در برابر سیالات آلی مقاومت خوبی نشان میدهد و در صورت کلرید در آب، خوردگی حفره ای در آن دیده می شود و مقاومت آن در مقابل اسید سولفوریک و اسید کلریک کم است.
- از ارزانترین جنس صفحه در مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار محسوب میشود.
- معمولا در ضخامت های 0.4 یا 0.5 میلیمتر استفاده میشود.
- در مبدل های آب به آب و تمیز استفاده میشود.
|
|
فولاد ضد زنگ
316
15 % C
10 % Ni
18 % Cr
2-2.5 % Mo
|
13.4 |
- ویژگی آن وجود 2.5 درصد مولیبدن است به همین دلیل در برابر خوردگی ناشی از کلرید مقاومت میکند.
- در حدود 15 درصد از فولاد ضد زنگ 304 گرانتر است.
- در مبدل های آب به آب استفاده میشود.
|
| تیتانیوم |
21.9 |
از این فلز برای محلول های کلریدی و آب شور یا آب دریا استفاده میشود.
- قیمت آن در حدود سه برابر فولاد ضد زنگ 304 است.
- معمولا در ضخامت های 0.5 یا 0.6 میلیمتر استفاده میشود.
- برای آب دریا با غلظت 3.5% کلراید و تا دمای 130°C مناسب است.
|
|
آلیاژ هستلوی
C-276
|
10.6 |
- یک آلیاژ گران قیمت نیکل است که تقریبا در برابر یون های کلرید در سطح PH پایین مقاوم است.
- قیمت آن در حدود 6 برابر فولاد ضد زنگ 304 است.
- معمولا در ضخامت 0.6 میلی متر استفاده میشود.
- برای اسید سولفوریک تا دمای 90°C مناسب است.
|
پلیت مبدل لحیم شده
مبدل‌های لحیم شده نوع دیگر پلیت‌های حرارتی صفحه‌ای هستند. در این نوع مبدل، برای آب‌بندی صفحات به جای واشر از لحیم‌کاری استفاده کرده‌اند. از آنجایی که در پلیت‌های لحیم‌کاری شده، هیچ واشری به کار نرفته، امکان نشتی در آن کم است؛ اما از طرفی امکان تمیز کردن صفحات یا تغییر نحوه چیدمان و طراحی آن‌ها وجود ندارد. (این کار در مبدل‌های واشردار کاملا قابل انجام است) به عنوان نکته آخر باید بدانید، امکان استفاده از مبدل‌های لحیم‌کاری شده تا دمای 200 درجه سانتی‌گراد وجود دارد.
پلیت مبدل جوشی بریزد (BRAZED)
مبدل سوم و پرکاربرد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، پلیت جوشی است. در این نوع مبدلها صفحات به جای واشر یا لحیم‌کاری، از طریق جوشکاری ظریف و سبک به یکدیگر متصل می‌شوند و آب‌بندی آن‌ها نیز از این طریق انجام میشود. مبدل‌های جوشی از نظر ظاهری بسیار سبک‌تر و جمع‌وجورتر از مبدل‌های واشردار هستند؛ با این حال برخلاف مبدل‌های واشردار به هیچ عنوان نمی‌توان نحوه چیدمان پلیت‌های آن‌ها را تغییر داد. این موضوع نگهداری و استفاده از این نوع مبدل را کمی سخت میکند. توان تحمل مبدل‌های جوشی، 400 درجه سانتی‌گراد است. از مبدل‌های صفحه‌ای جوشی در سیستم گرمایشی منازل، استخرها، یا به عنوان کندانسور و اپراتور در چیلرها استفاده می‌کنند.
پلیت مبدل‌های جوشی وِلدد (WELDED)
در این نوع مبدل‌های جوشی نیز، صفحات (یا پلیت‌ها) به یکدیگر جوش می‌خورند. تفاوت آن‌ها با مبدل‌های جوشی بریزد در نوع جوش پلیت‌ها است. مبدل‌های جوشی ولدد دوام بالایی دارند و امکان تمیز کردن یا تغییر چیدمان صفحات هم در آن‌ها وجود ندارد. برای خرید پلیت مبدل حرارتی جوشی، واشردار یا لحیم‌کاری شده می‌توانید با آرکا تجهیزات صدر، که یکی از بهترین تامین‌کننده‌های سیستم‌های حرارتی ایران است، تماس بگیرید.
بررسی مزایای مبدل‌های صفحه‌ای
پلیت مبدل حرارتی صفحه‌ای از مزایای زیادی برخوردار است. در ادامه سعی کردیم مهم‌ترین آن‌ها را ذکر کنیم.
• قیمت بسیار پایین‌تر نسبت به منابع سنتی
• صرفه‌جویی در مصرف انرژی و رسوب‌گذاری کمتر با استفاده از تولید گرم با هردمایی
• ضریب انتقال حرارت بیشتر نسبت به مبدل‌های لوله‌ای و پوسته‌ای
• امکان افزایش یا کاهش پلیت‌ها
• امکان کاهش یا افزایش سطح انتقال حرارت
• عدم مخلوط‌شدن سیال‌های گرم و سرد در مبدل‌های صفحه‌ای
• تعمیر و نگهداری آسان‌تر نسبت به مبدل‌های حرارتی دیگر
• تشکیل رسوب کمتر به واسطه عدم وجود نقاط راکد و در هم بودن جریان
• مبدل‌های صفحه‌ای نیازی به عایق‌کاری ندارند؛ زیرا تنها لبه پلیت‌های درونی آن‌ها در معرض هوای آزاد قرار می‌گیرد.
• عدم تولید ارتعاشات ناشی از خوردگی، سروصدا و جریان
• اشغال فشار کمتر در مقایسه با سیستم‌های گرمایشی سنتی
• وزن بسیار پایین‌تر در مقایسه با سیستم‌های گرمایشی سنتی
• جنس فولاد ضد زنگ آن‌ها باعث میشود هیچ تغییری در رنگ آب ایجاد نشود.
• حجم سیالِ فرآیندی بسیار پایین به دلیل فاصله کم پلیت‌ها
مکانیسم انتقال حرارت در مبدل‌های صفحه‌ای
مبدل‌های صفحه‌ای برای انتقال حرارت از دو نوع، مکانیسم استفاده می‌کنند.
تک فاز
این مکانیسم انتقال حرارت، هیچ تغییری در فاز سیالات ایجاد نمی‌کند؛ یعنی سیال‌های سردوگرم در همان فازی که وارد مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌شوند، باقی می‌مانند.
دو فاز
این نوع مکانیسم انتقال، برخلاف مکانیسم قبلی، در فرآیند انتقال حرارت مبدل حرارتی صفحه‌ای، تغییر مشهود ایجاد می‌کنند. این تغییر فاز می‌تواند منجر به تبدل مایع به گاز یا بالعکس شود.
مزایای پلیت مبدل حرارتی صفحه‌ای در صنعت ساختمان‌سازی
یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های مبدل‌های صفحه‌ای مربوط به صنعت ساختمان‌سازی میشود. درواقع این نوع مبدل‌های حرارتی از هر جنبه‌ای در صنعت ساختمان‌سازی کاربرد دارند؛ در ادامه بررسی فواید این محصولات برای ساختمان‌سازی را بررسی می‌کنیم.
تامین آب گرم مصرفی
یکی از مهم‌ترین مزایای پلیت مبدل حرارتی این است که می‌تواند به تامین آب گرم مصرفی افراد کمک کند. این نوع مبدلها، درواقع می‌توانند با گرم کردن آب مصرفی، نقش یک آبگرمکن فوری را برای انسان ایفا کنند.
گرم کردن کف استخر و جکوزی
یکی دیگر از مهم‌ترین کاربردهای مبدل‌های صفحه‌ای، مربوط به استخرها و جکوزی است. با این مبدلها به راحتی می‌توان گرمای مورد نیاز برای استخر و جکوزی را تامین کرد.
گرمایش کف
گرمایش کف نیز از طریق مبدل حرارتی صفحه‌ای تامین میشود. از آنجایی که دمای آب دیگ، 82 درجه سانتی‌گراد است، توان کافی برای گرمایش کف را ندارد و تنها راه استفاده از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای است.
کمک به ذوب سریع برف‌ها در محوطه روباز
پلیت مبدل حرارتی به ذوب سریع برف‌ها در محوطه بسته مانند پارکینگ یا محیط‌های باز مانند زمین چمن فوتبال هم کمک زیادی میکند.
نحوه گرم کردن این محیط‌ها نیز به این صورت است که مبدل صفحه‌ای را به آب گرم متصل می‌کنند؛ سپس آب را با دما 180 درجه فارنهایت به مبدل وارد و با دمای 160 درجه فارنهایت نیز از آن خارج می‌کنند. در نهایت آب با این دما به فضای دیگ برمی‌گردد.
گرم کردن آب هواسازها، فن کویل‌ها و آب رادیاتور
اگر ساختمانی از سیستم حرارت مرکزی بخار برخوردار باشد، تنها راهی که با استفاده از آن می‌توان آب هواسازها، فن کویل‌ها و آب رادیاتور را گرم کرد، مبدل حرارتی صفحه‌ای است. برای این کار نیز مبدل حرارتی را به سیستم بخار وصل می‌کنند؛ سپس از یک طرف، آب را با دمای 160 فارنهایت وارد می‌کنند و از طرف دیگر با دمای 180 درجه فارنهایت خارج می‌کنند و به داخل رادیاتور و فن کویل و هواساز می‌فرستند. این کار باعث میشود؛ آب موجود در این فضا از درجه گرما مناسب برخوردار شود.
حفاظت کندانسور و چیلرها
یکی دیگر از مزایای بسیار مهم مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای مربوط به کندانسورها است. در کندانسورها، جریان آب برای خنک شدن با هوا تماس دارد. این موضوع باعث میشود مقداری از این آب بعد از تبخیر، خنک شود و دوباره به داخل کندانسور برگردد. از طرف دیگر گرد‌وغبار داخل هوا نیز در کف کندانسور انباشته میشود و این موضوع در نهایت باعث ایجاد رسوب در داخل کندانسور میشود. حال تنها راهکار این است که از مبدل‌های حرارتی در این سیستم‌ها استفاده کنند؛ زیرا مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای می‌توانند کندانسور را از هرنوع ذرات آلوده‌ای که در محیط وجود دارد، حفظ کنند.
زون‌بندی ساختمان‌های بسیار بلند برای کاهش فشاری که به تجهیزات وارد میشود
به صورت کلی فشار آب در ارتفاعات بیشتر میشود؛ به طوری که تجهیزات داخلی ساختمان‌های بسیار بلند، فشار بیش‌ازحدی را از طرف آب تحمل می‌کنند. حال تنها راه کاهش فشار آب از روی تجهیزات داخلی ساختمان‌های بلند (مانند رادیاتور، هواساز و غیره) نصب مبدل حرارتی صفحه‌ای است.
بازیافت حرارتی که از گرمای کندانسور تولید میشود
کندانسور و چیلرها، گرمای زیادی تولید می‌کنند و در صورتی که این گرما کنترل نشود، مشکلات متعددی ایجاد میشود. یکی از بهترین راه‌های کاهش گرمای کندانسورها استفاده از پلیت مبدل حرارتی است.
کاربرد مبدل‌های حرارتی در صنایع دیگر
در بخش قبل از کاربرد و مزایای زیاد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در صنعت ساختمان‌سازی گفتیم؛ در حالی که مزایای این مبدلها، تنها به صنایع ساختمان‌سازی محدود نمی‌شود. در گذشته تنها شاهد استفاده از این مبدلها در صنعت لبنیات بودیم (از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای برای پاستوریزه کردن شیر استفاده می‌کردند) اما در حال حاضر می‌توان در صنایع بسیار گوناگونی، کاربرد این سیستم‌های حرارتی را مشاهده کرد. در ادامه سعی کردیم مهم‌ترین صنایع را نام ببریم.
صنایع فولاد
مبدل‌های صفحه‌ای در صنعت فولاد برای کاهش دمای آب و روغن به کار می‌روند.
صنایع مواد غذایی
در صنایع مواد غذایی نیز به وفور از مبدل‌های صفحه‌ای استفاده می‌کنند. این مبدلها بیشتر برای پاستوریزه کردن شیر و سایر لبنیات، تولید روغن‌های خوراکی و مواد نوشیدنی به کار می‌رود.
صنایع شیمیایی
در صنایع شیمیایی نیز از مبدل‌های صفحه‌ای برای خنک کردن اسیدها استفاده می‌کنند. شما می‌توانید برای آگاهی از قیمت پلیت مبدل حرارتی مختلف، به سایت آرکا تجهیز صدر، تولید کننده مبدل حرارتی مراجعه نمایید. این شرکت در زمینه تامین انواع سیستم حرارتی فعال است و به خوبی می‌تواند شما را در این زمینه راهنمایی کند.
علاوه بر این موارد، از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در صنایع دیگری چون، صنایع نفت و پتروشیمی، دارویی و غیره هم استفاده می‌کنند.
خرید پلیت مبدل حرارتی از آرکا تجهیز صدر
آرکا تجهیز صدر در زمینه تولید پلیت مبدل حرارتی فعالیت دارد و می‌تواند مبدل‌های موردنیاز صنایع مختلف را با قیمت بسیار مناسب برای آن‌ها تامین کند. این شرکت چندسالی است که فروش پلیت مبدل حرارتی را شروع کرده و حالا جزو بهترین تامین‌کنندگان این سیستم‌ها در ایران شناخته میشود. شرکت آرکا تجهیز صدر علاوه بر مبدل‌های حرارتی، انواع دیگ بخار، بویلر، خنک کننده، تهویه مطبوع در سونا، جکوزی، استخر و غیره را نیز برای مشتریان تامین میکند.
مجموعه آرکا از بهترین و متخصص‌ترین افراد تشکیل شده که هدف اول‌شان خدمت‌رسانی به مردم ایران است. این شرکت سعی کرده در طی این سال‌ها، تخصص خود را در زمینه تولید و تعمیر مبدل حرارتی بالا ببرد تا با این کار کمکی هم به صرفه‌جویی زمان مشتری‌ها هم کرده باشد.