مبدل حرارتی صفحه ای و کارکرد آن

مبدل حرارتی صفحه ای نوعی مبدل حرارتی است که از صفحات فلزی برای انتقال گرما بین دو سیال استفاده می کند. این یک مزیت عمده نسبت به مبدل حرارتی معمولی دارد زیرا مایعات در معرض سطح بسیار بزرگتری قرار دارند زیرا مایعات روی صفحات پخش می شوند. این امر انتقال گرما را تسهیل می کند ، و سرعت تغییر دما را بسیار افزایش می دهد. مبدلهای حرارتی صفحه ای اکنون رایج هستند و از نوع لحیم کاری بسیار کوچک در بخشهای آب گرم میلیون ها دیگ بخار ترکیبی استفاده می شود. بازده انتقال حرارت بالا برای چنین اندازه فیزیکی کوچکی باعث افزایش جریان آب گرم خانگی (DHW) دیگهای بخار ترکیبی شده است. مبدل حرارتی صفحه ای کوچک تأثیر زیادی در گرمایش خانگی و آب گرم دارد. نسخه های بزرگتر تجاری از واشر بین صفحات استفاده می کنند ، در حالی که نسخه های کوچکتر مایل به لحیم هستند.

مفهوم مبدل حرارتی استفاده از لوله ها یا سایر ظروف مهار کننده برای گرم کردن یا خنک سازی یک مایع با انتقال گرما بین آن و سیال دیگر است. در بیشتر موارد ، مبدل از یک لوله پیچ خورده حاوی یک سیال تشکیل شده است که از یک محفظه حاوی سیال دیگر عبور می کند. دیواره های لوله معمولاً از فلز یا ماده دیگری با هدایت حرارتی بالا برای سهولت در تعویض ساخته می شوند ، در حالی که محفظه خارجی محفظه بزرگتر از پلاستیک ساخته شده یا با عایق حرارتی پوشانده شده است ، تا باعث جلوگیری از گرما در خارج از مبدل گردد .

طراحی مبدلهای حرارتی صفحه ای و قاب

مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) طراحی ویژه ای است که برای انتقال گرما بین مایعات فشار متوسط ​​و فشار پایین مناسب است. مبدل های حرارتی جوش داده شده ، نیمه جوش داده شده و لحیم کاری برای تبادل حرارت بین مایعات فشار بالا یا در مواردی که به محصول جمع و جورتری نیاز است ، استفاده می شود. در عوض لوله ای که از درون محفظه ای عبور می کند ، در عوض دو اتاق متناوب وجود دارد که عمق آنها معمولاً نازک است و در بزرگترین سطح خود توسط یک صفحه فلزی موج دار از هم جدا شده اند. صفحات مورد استفاده در مبدل حرارتی صفحه و قاب با فشار یک قطعه صفحات فلزی بدست می آیند. فولاد ضد زنگ به دلیل توانایی مقاومت در برابر دماهای بالا ، مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی ، فلزی است که معمولاً برای صفحات استفاده می شود.

فاصله این صفحات اغلب با واشرهای آب بندی لاستیکی است که در بخشی از لبه صفحات سیمان می شوند. صفحات فشار داده می شوند تا در زاویه سمت راست جهت جریان مایعی که از کانال ها در مبدل حرارتی عبور می کند ، دهانه هایی ایجاد شود. این دهانه ها به گونه ای مرتب شده اند که با صفحات دیگر که کانال را با شکاف های 1.3-1.5 میلی متر بین صفحات تشکیل می دهد ، پیوند می یابند. صفحات در یک قاب سخت فشرده شده و آرایش کانالهای موازی جریان را با مایعات سرد و گرم متناوب تشکیل می دهند. صفحات سطح بسیار بزرگی را تولید می کنند که امکان انتقال سریعتر را فراهم می کند. نازک شدن هر محفظه اطمینان حاصل می کند که اکثر حجم مایع با صفحه تماس گرفته و دوباره به تبادل کمک می کند. دهانه ها همچنین جریان آشفته مایعات را ایجاد و حفظ می کنند تا انتقال گرما در مبدل به حداکثر برسد. درجه بالایی از تلاطم را می توان در دبی پایین به دست آورد و سپس ضریب انتقال حرارت بالا را می توان بدست آورد.

در مقایسه با مبدلهای حرارتی پوسته و لوله ، رویکرد دما در مبدلهای حرارتی صفحه ممکن است تا 1 درجه سانتیگراد باشد در حالی که مبدلهای حرارتی پوسته و لوله به نزدیک 5 درجه سانتیگراد یا بیشتر نیاز دارند. برای همان مقدار تبادل حرارت ، اندازه مبدل حرارتی صفحه کوچکتر است ، به دلیل منطقه انتقال حرارت زیادی که صفحات تأمین می کنند (منطقه وسیعی که گرما می تواند از آن عبور کند). افزایش و کاهش ناحیه انتقال حرارت در مبدل حرارتی صفحه ای ، از طریق افزودن یا حذف صفحات از پشته ، ساده است.