اجزای اصلی مبدل صفحه ای

امروزه مبدل های صفحه ای یکی از پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده در صنعت هستند؛ مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) در سال ۱۹۲۳ توسط دکتر ریچارد سِلیگمن ابداع شد. با اختراع این مبدل‌ها انقلاب بزرگی در سیستم‌های انتقال حرارت غیر مستقیم به وجود آمد. این تجهیز با برخورداری از سطوح حرارتی فرم داده شده دارای ویژگی‌های منحصر به فردی از نظر نرخ انتقال حرارت می‌باشد. به بیان ساده، مهم ترین ویژگی عملکردی مبدل صفحه‌ای انتقال حرارت بین سیالات در یک سطح حرارتی با راندمان بالا می‌باشد. 

سیال سرد و گرم در دو طرف یک صفحه فلزی نازک جریان پیدا می‌کند. صفحات دارای الگوهایی خاص می باشند. این الگوی صفحات سبب میشود که انتقال حرارت به کمک مکانیزم های جریان پیچشی، آشفتگی، شکستن و دوباره به هم پیوستن لایه های مرزی، کاهش قطر هیدرولیکی و افزایش سطح انتقال حرارت افزایش یابد. یکی از مزایای مبدل های حرارتی صفحه ای دمای اپروچ پایین آن ها (تا 1 درجه سانتی گراد) می باشد که منجر به راندمان بالای بازیافت حرارت در این گونه مبدل ها است. 

در مجموع، مبدل صفحه ای واشردار یک انتخاب مناسب و ایده آل برای انتقال حرارت بین سیالات در فشارها و دماهای کاری متوسط و کم می‌باشد. در مقابل، مبدل های حرارتی صفحه‌ای جوشی، نیمه جوشی و لحیمی برای انتقال حرارت بین سیالات در فشارها و دماهای کاری بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طرز کار مبدل صفحه ای

نحوه چیدمان صفحات مبدل صفحه‌ای به شکل یک شبکه لانه زنبوری است. این شبکه در حقیقت همان مسیر حرکت سیال گرم و سرد است. طرز کار مبدل صفحه ای به این صورت است که دو سیال در خلاف مسیر هم از نازل هایی به درون مبدل حرارتی وارد می‌شوند و پس از انتقال دادن حرارت، از آن خارج می‌شوند. این صفحات سیال گرم و سرد به طور یک در میان کنار هم قرار می‌گیرند. به بیان ساده سیالاتی که وارد این صفحات موج دار می‌شوند به صورت یکی در میان بین صفحه های فلزی جریان پیدا کرده و با همدیگر عمل تبادل گرما را انجام می‌دهند. این صفحات به صورت متقارن در پشت سر یکدیگر قرار گرفته و سیال سرد و گرم در بین آنها در حال گردش است. شکل نمایش سطح صفحات باعث ایجاد امواجی در سیال می‌شود و از این طریق فرآیند انتقال حرارت دما میان دو سیال با سرعت بالایی انجام می‌پذیرد.

طرز کار مبدل صفحه‌ای و ساختار آن به این صورت است که امکان دسترسی به راحت ترین نحوه به اجزای داخلی فراهم است. این موضوع سبب شده تا مواردی مانند امکان نظافت، تعمیر و نگهداری راحت آن فراهم شود. چین دار بودن صفحات باعث ایجاد آشفتگی بیشتر جریان سیال خواهد شد در نتیجه میزان انتقال حرارت افزایش یافته و بازده گرمایی مبدل نیز بالا می‌رود.

اجزای اصلی مبدل صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار از اجزایی تشکیل شده که به طور خلاصه بیان می گردد:

1- اصلی ترین عضو مبدل های حرارتی صفحه ای، صفحات حرارتی فرم گرفته می باشند که تعداد، جنس و نوع آن ها با توجه به نیاز فرآیند مورد نظر مشخص می گردد.

2- واشرهای لاستیکی بین صفحات حرارتی قرار گرفته و وظیفه آببندی کانال ها و هدایت سیال به درون کانال های مبدل را برعهده دارند. این واشرها دارای جنس های متفاوتی می باشند از جمله NBR, EPDM, HNBR, Viton,… که با توجه به نوع سیال و فشار و دمای کاری انتخاب می شوند.

3- سازه مبدل که شامل فریم ثابت و متحرک، میله های راهنما، پایه نگهدارنده و پیچ های فشاری میباشد و وظیفه حفظ استحکام مکانیکی تجهیز را برعهده دارد.

4- نازل هال ورودی و خروجی وظیفه هدایت سیال به درون مبدل را برعهده داشته و از طریق کانکشن مناسب به پایپینگ متصل می گردد.