مبدل صفحه ای

مبدل صفحه‌ ای جزو قطعات اصلی سامانه­ های گرمایشی و سرمایشی محسوب شده که در ساخت انواع چیلر، پکیج و موتورخانه های مرکزی کاربرد دارد. این دستگاه که ابعاد مناسب تری در مقایسه با روش های جایگزین خود مانند منابع کویلی و دوجداره دارد، از روی هم قرار گرفتن صفحات فلزی ایجاد شده و حرارت را بین دو یا چند سیال تبادل میکند.

کاربرد مبدل صفحه ای

وظیفه مبدل های صفحه ای تبادل حرارت بین چند مایع یا گاز های مختلف می باشد به نحوی که با هم در تماس نبوده و معمولا از جنس فولاد و یا استیل ساخته می شوند. مبدل حرارتی در گذشته به صورت منابع آبگرم مصرفی مانند منبع کویل دار و دوجداره در موتورخانه ها وجود داشتند ولی امروزه مبدل های صفحه ای به دلیل ویژگی های زیاد به تدریج جای آها را گرفته است. مبدل های پوسته و لوله نیز نمونه دیگری از مبدل حرارتی می باشند که در صنایع مختلف و کاربرد های متفاوت برای تبادل حرارت استفاده می شود.

صفحات مبدل صفحه‌ای از جنس فولاد ضد زنگ ساخته شده که در برابر خوردگی و اسیدیته بالا بسیار مقاوم بوده و همچنین در مقایسه با مواد دیگر سرعت انتقال حرارت بیشتری دارد. قیمت ارزان، نصب راحت مبدل صفحه­ای و همچنین ابعاد مناسب و تنوع بی شمار مدل ها برای هر کاربردی از مهم‌ترین ویژگی های مبدل‌ صفحه‌ای محسوب می شود.

فعالیت این دستگاه می‌تواند گرما را بین مواد گازی و سیالات مختلفی همچون آب، انواع روغن‌ها، آب صابون صنعتی و مواد اسیدی تبادل نماید. مواد گازی و سیالات سرد و گرم از دو سو وارده دستگاه شده و بدون هیچ‌گونه تداخل و ترکیبی در داخل صفحات فلزی جریان یافته و حرارت و گرما در بین صفحات در مدت زمان بسیار کوتاهی منتقل می‌شود.

انواع مبدل‌های صفحه‌ای

مبدل های صفحه ای از نظر ساخت به دسته بندی های زیر تقسیم بندی می شود که هر کدام با توجه به شرایط کاری خود مزیت هایی دارند که در این بخش سعی داریم تا توضیحات مختصری در این زمینه ارائه دهیم.

• مبدل صفحه‌ای واشر دار

در این نوع از مبدل‌های صفحه‌ای، واشرهایی از جنس پلاستیک مخصوص در میان صفحات مبدل استفاده شده تا از ترکیب سیال داغ و سرد جلوگیری ‌کند. واشرها آب و مواد گازی را در داخل صفحات طبق طراحی قبلی هدایت کرده و جریان سیال‌ها را به نحوی تنظیم می‌کند که مواد سرد و گرم در خلاف جهت یکدیگر در داخل صفحات حرکت نمایند.

مهمترین مزیت مبدل های واشر دار(گسکتی) که توسط پیچ و مهره باز و بسته می شوند، قابلیت رسوب برداری صفحات به کمک باز کردن مبدل می باشد.

• مبدل‌های صفحه‌ای لحیم‌کاری شده

در ساختار مبدل های لحیمی برای اتصال صفحات به هم از لحیم مسی استفاده شده است؛ این مبدل ها  می‌توانند کارایی دستگاه را تا  فشار 30 بار و دمای 200  درجه سلسیوس ارتقا دهند. مبدل های لحیمی  پر فروش ترین مدل مبدل می باشد که تقریبا 90 درصد مبدل های موجود در بازار از این نوع می باشند، این مبدل ها ابعاد کوچکتری در مقایسه با مبدل های واشر دار داشته و از قیمت مناسب تری برخودار است.

• مبدل‌های صفحه‌ای جوشکاری شده

مبدل های جوشکاری شده به دلیل طراحی برای فشار کاری تا 60 بار و دمای بالا، معمولا به صورت سفارشی و بر اساس خواسته مشتری ساخته می شود. این مبدل ها در مصارف معمولی به دلیل قیمت بالا و داشتن زمان ساخت، کاربردی نداشته و معمولا برای صنایع بزرگ و با حجم کاری زیاد استفاده می شود.

مزایای و ویژگی‌های مبدل صفحه‌ای

مبدل‌های صفحه‌ای نسبت به سایر وسایل گرمایشی(مانند منبع کویل دار) از وزن بسیار کمتری برخودار بوده و جابه جایی و حمل و نقل آن­ها بسیار راحت است، این ویژگی‌ها باعث شده تا توجه صنایع مختلف به سوی مبدل‌های صفحه‌ای جلب شود.

• برخورداری از راندمان بالای حرارتی
• نصب آسان و رسوب گیری راحت
• اشغال فضای کمتر برای جانمایی
• کارکرد فوق العاده در شرایط مختلف آب وهوایی با فشار کاری مختلف
• قابلیت کار با انواع مایعات و گاز ها

نکات مهم در نصب و استفاده از مبدل‌های صفحه‌ای

تنظیم فشار سیالات ورودی به داخل مبدل‌های صفحه‌ای مهم‌ترین نکته در هنگام نصب و کارکرد دستگاه است که در صورت افزایش ناگهانی فشار و بی توجهی به این مسئله می‌تواند منجر به ترکیدگی صفحات مبدل و نشتی سیالات ختم شود.

اگر از سیستم حرارتی به مدت طولانی استفاده نخواهید کرد، حتما آب و مواد سیال داخل مبدل را تخلیه کنید. چراکه آب باقی مانده در داخل صفحات مبدل می‌تواند در اثر یخ زدگی منجر به ترکیدگی اتصالات شود.

سعی کنید سالی یک‌بار دستگاه را رسوب‌گیری کرده و تمیز نماید چرا که رسوب باقی مانده در داخل صفحات هم راندمان و کارکرد دستگاه را کاهش داده و از سوی دیگر زمینه خوردگی و از بین رفتن قسمت‌های مختلف مبدل را فراهم می‌نماید.

در مبدل¬های واشر دار اگر یک واشر دارای مشکل شود امکان دارد آب سرد و گرم با هم تداخل یافته و یا حتی دستگاه حرارتی دچار نشتی گردد. یافتن واشر مشکل‌دار در مبدل‌های صفحه‌ای بسیار مشکل است و حتی جایگزینی آن می‌تواند کاری غیر ممکن باشد.

برای گرم نمودن سیالات سنگین و پرچگالی از مبدل های صفحه¬ای مناسب استفاده کنید ، چراکه عدم تناسب کارکرد و ظرفیت دستگاه با چگالی مایعات  نه تنها فشار زیادی به دستگاه وارد می‌کند بلکه موجب رسوب و تشکیل کفی در داخل صفحات می‌شود.

مقایسه مبدل صفحه ای و مبدل پوسته و لوله(شل اند تیوب)

مبدل پوسته و لوله نوع دیگری از مبدل های می باشند که به دلیل شکل ظاهری خود به این اسم شناخته می شوند. این مبدل ها از یک استوانه در بسته(پوسته) و لوله های رفت و برگشتی(لوله) در داخل این استوانه تشکیل شده است که سیال گرم و سرد به صورت جداگانه در یکی از آنها عبور می کند.

مبدل های پوسته و لوله(Shell and Tube) به دلیل ابعاد بزرگ و محدودیت تبادل انرژی در مقایسه با مبدل صفحه ای از اقبال کمتری بر خوردار است. مهم ترین تمایز مبدل های صفحه ای نسبت به سایر مبدل ها قیمت ارزان و تنوع آن می باشد که این مبحث به تنهایی توانسته توجه بسیاری از صنایع را برای استفاده از این مبدل ها جلب نماید.

در مبدل های صفحه ای به دلیل اینکه جریان سیال گرم و سرد بر خلاف جهت هم حرکت می کنند نرخ انتقال حرارت بالاتری نسبت به مبدل های پوسته لوله دارند.برای استفاده از مبدل شل اند تیوب در فشار کاری زیاد، مجبور به افزایش ضخامت لوله ها داریم که همین امر موجب کاهش نرخ انتقال حرارت و افزایش قیمت مبدل می شود.

برخلاف مبدل های صفحه ای در صورتی که لوله ها و اجزای داخلی مبدل پوسته و لوله دچار خوردگی و آسیب دیدگی شود، ممکن است که سیالات گرم و سرد باهم مخلوط گردند.

مبدل های پوسته و لوله فضای بسیار زیادی را اشغال می کنند و به خاطر وزن سنگینی که دارد، امکان جابه جایی آن ها سخت می باشد. این مبدل ها نیز جهت راندمان بالاتر نیاز به عایق کاری دارند تا در هنگام فعالیت، حرارت کمتری هدر رفته و عملکردی بهتری داشته باشند.

اختلاف کم دمای سیالات و تلاطم بالای سیالات در کنار نبود حرفه و فضای اضافی برای ته نشینی رسوبات در داخل مبدل های صفحه ای باعث شده تا این مبدل نسبت به مبدل های پوسته و لوله از  رسوب گیری ناچیزی برخودار باشد.

مبدل‌های صفحه‌ای چه کاربردی دارند؟

مهم ترین کاربرد مبدل های صفحه­ای در سیستم های گرمایشی و سرمایشی تعبیه شده در امکان مسکونی و تجاری است. اما این مبدل در صنایعی مختلفی کاربرد دارد که می توان به صنایع نفتی و پتروشیمی ،صنایع اسانس گیری و عطرسازی، صنعت چوب و      تولید و فرآوری مواد غذایی اشاره نمود.

معرفی برندهای تولید کننده مبدل صفحه‌ای

در حال حاضر شرکت های مختلفی در سراسر دنیا در حال تولید انواع مبدل های حرارتی صفحه ای هستند که از معروف ترین برندهای این مبدل می تواند به شرکت انفوس (Danfoss) ، طاها قالب توس ، هپاکو و کائوری اشاره نمود.