مبدل حرارتی صفحه ای جوشی

مبدل حرارتی صفحه ای جوشی Compabloc بر پایه کاربردهای مبدل های پوسته و لوله، مارپیچی و صفحه ای طراحی شده و همچنین مشکلات کاربرد واشر (gasket) را ندارد. نبودن گسکت، این امکان را به ما می دهد تا از سیالات با دماهای بالا و مواد شیمیایی آسیب زا در آن استفاده کنیم. همچنین طراحی پیچ و مهره ای این نوع مبدل حرارتی ها، امکان جداکردن سریع قاب و دسترسی به محفظه صفحات را برای تمیز کردن و تعمیرات می دهد.

در طراحی تک گذر این مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، مجموعه صفحات فشرده به هم، به گونه ای به هم جوش خورده اند تا جریان متقاطع باشد. در طراحی های با چند گذر، در حالت کلی جریان نا همسوست. معمولا فاصله میان صفحات ۵mm می باشد. این نوع مبدل صفحه ای برای تحمل شرایط عملیات تا دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد و فشار ۳۲bar طراحی شده است. میزان سطح انتقال حرارت در این مبدل از ۱٫۵ تا ۳۰۰ متر مربع متغیر می باشد.

مبدل حرارتی صفحه ای جوشی نیمه یا نیمه جوش (Semi Welded Plate H.E):

با جوش دادن صفحات به صورت دو به دو، صفحات دوقلو مبدل های نیم جوشی بوجود می آیند که در ساخت مبدل حرارتی صفحه ای جوشی نیمه یا نیمه جوش کاربرد دارند. این صفحات نیم جوش در قاب مبدل های حرارتی صفحه ای واشر دار قرار می گیرند. طراحی و ساخت این نوع مبدل ها برای کاربرد در سیالات با خوردگی بسیار بالا می باشد. این سیالات از میان صفحات جوش شده عبور می کنند، تنها واشری که در مبدل صفحه ای نیمه جوشی استفاده می شود، گسکت هایی با دو حلقه (حلقه نازل) بسته هستند که بین هر جفت صفحه دوقلو قرار می گیرد، این گسکت ها از الاستومترهای مقاوم و یا غیر الاستومترها می باشد. ورودی هایی که شامل سیالات غیر خورنده و غیر تهاجمی می شوند به وسیله ی واشرهای معمولی آب بندی می شوند.

مزیت جوش دادن دو صفحه این است که لزوم استفاده از مواد دیگر از بین رفته و خوردگی اندکی کاهش می یابد. همان طور که در شکل زیر مشاهده می کنید، سیال فرآیندی درون زوج صفحه و سیال سرویس بین فریم ها جریان دارد. این به دلیل آن است که سیال سرویس معمولا سیال کثیف است و لذا تمیز کردن مبدل می بایست زوج صفحات را از هم جدا شوند.

ساختار صفحات یک مبدل حرارتی صفحه ای جوشی نیمه یا نیمه جوشی . ۱-سیال سرویس ۲-سیال فرآیندی ۳-گسکت حلقوی ۴-گسکت ۵-محل جوش صفحات ۶-کانال سیال

مبدل صفحه ای نیمه جوشی قابلیت مقاومت تا فشار ۳۰bar در سمت صفحات را دارند و این مسئله باید مد نظر قرار گیرد که برای نگهداری مجموعه صفحات به قاب های ثابت و متحرک نیاز می باشد. تحمل فشار بالا کاربرد این گونه از مبدل ها را در سیستم های تبخیر و تهویه مطبوع افزایش می دهد.

مبدل حرارتی صفحه ای لحیم شده (Brazed Plate Heat Exchanger):

در ادامه برسی مبدل حرارتی صفحه ای جوشی و نیمه جوشی به مبدل صفحه ای لحیم شده می پردازیم. این نوع مبدل از مجموعه صفحات به هم فشرده شده که به هم دیگر لحیم شده اند، تشکیل شده است. لذا دیگر نیازی به واشر نیست و فریم ها هم می توانند حذف شوند. صفحات موجدار موجب چنان جریان متلاطمی می گردد که این جریان باعث کاهش رسوب گیری در این نوع مبدل می گردد.

مبدل صفحه ای لحیم شده از تعداد زیادی صفحات فولادی به هم فشرده که توسط مس به یکدیگر جوش داده شده اند، استفاده می شود. همچنین با توجه به نوع فرآیند ممکن است از نیکل یا فلزهای دیگر برای جوشکاری استفاده شود. علاوه بر جوش کردن نقاط پیرامون هر صفحه، نقاط اتصال جناقی درونی هم جوش داده می شوند. مبدل صفحه ای لحیم شده تا دمای ۲۲۵ درجه سانتی گراد و فشار ۳۰bar را تحمل می کند. البته نوع لحیم کاری شده با نیکل تا دمای ۴۰۰ درجه سانتی گراد و فشار ۱۶bar را تحمل می کند.

مبدل صفحه ای لحیم شده به منظور سردسازی در تبخیر کننده ها و کندانسورها استفاده می شود. همچنین برای گرم کردن آب فرآیندها، سیستم بازیابی حرارت و سیستم گرم کردن موضعی مناسب است. این مبدل ها برای Desuperheat و Subcooled کردن مواد هم مورد استفاده قرار می گیرند. از نوع لحیم نیکل برای خنک کردن آب بدون املاح و میعان حلال استفاده می شود پس از این مورد در خصوص مبدل حرارتی صفحه ای جوشی اطلاعاتی را باید در اختیار بگذاریم..

مبدل صفحه ای لحیم شده در مقایسه با مبدل پوسته و لوله، در عملکرد یکسان دارای وزن حدود ۲۰% تا ۳۰% مبدل پوسته و لوله می باشد.

مبدل حرارتی صفحه ای جوشی بَوِکس (The Bavex Hybrid Welded Plate Heat Exchanger):

این نوع مبدل حرارتی صفحه ای جوشی هنگامی استفاده می شود که با توجه به شرایط فرآیندی امکان به کار گیری مبدل نوع قاب و صفحه ممکن نبوده و با فشار بالا و محدوده گسترده دمایی مواجه هستیم. ویژگی منحصر به فرد این نوع مبدل، طراحی هندسه داخلی آن است. این مبدل از دو بخش لوله و صفحه تشکیل می شود که بخش لوله دارای چندین گذر و بخش صفحه تنها دارای یک گذر می باشد.

با توجه به نوع فلز به کار رفته در آن، این مبدل حرارتی صفحه ای تا دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد را تحمل می کند. و در حالات برودتی تا دمای -۲۰۰ درجه سانتی گراد قابل سرد شدن است. فشار سمت صفحات نیز تا ۶۰۰bar قابل افزایش خواهد بود که البته به ضخامت و سطح صفحات بستگی دارد. گستره استفاده از این نوع مبدل شامل بازیابی حرارت گازهای سوخته، کاربردهای برودتی، انتقال حرارت بین گازهای خورنده و کاربردهای با آب دریا می باشد.

این نوع مبدل حرارتی صفحه ای حدود ۴۰% حجم مبدل پوسته و لوله را در شرایط عملیاتی مشابه دارد. همچنین ضریب انتقال حرارت در کاربردهای مایع-مایع حدود ۵۰۰۰ وات بر متر مربع بر کلوین می باشد .