مبدل حرارتی صفحه ای جوشی (Brazed Plate Heat Exchanger)
مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، از مجموعه صفحات نازک به هم فشرده شده که دارای موج (الگوی روی صفحات) هستند، تشکیل شده است. در این نوع مبدل حرارتی، صفحات در نقاط تماس شان به یکدیگر جوش و آب بند شده و یک واحد مستقل تشکیل شده است. در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، واشر و فریم وجود ندارد، به همین دلیل ابعاد این نوع مبدل از مبدل صفحه ای واشر دار بسیار کوچک تر می باشد.
زمانی که فلز مس با سیال فرآیند که داخل مبدل حرارتی صفحه ای جوشی جاری می شود، ناسازگار باشد (بطور مثال آمونیاک، خورنده مس است)، می توان از نیکل یا برخی مواد دیگر به عنوان ماده جوشکاری مبدل استفاده کرد.
در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، به واسطه موج و الگوی روی صفحات، سیال جاری شونده داخل مبدل دچار تلاطم و آشفتگی می شود. نتیجتا این امر منجر به دستیابی به ضریب انتقال حرارت بسیار بالا و کاهش رسوب گیری می گردد. ضریب انتقال حرارت بالا نیز موجب کاهش سطح مورد نیاز برای تبادل و در نتیجه کاهش ابعاد صفحات مبدل حرارتی می شود.
فشار و دما در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
به دلیل اینکه در این نوع مبدل حرارتی، واشر وجود ندارد، می تواند فشار و دمای بالاتری از مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را تحمل کند. مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، می تواند تا دمای 225 درجه سانتی گراد و فشار 30 بار را تحمل کند. البته نوع لحیم کاری شده با نیکل، تا دمای 400 درجه سانتی گراد و فشار 16 بار را تحمل می کند. لازم بذکر است بنابر طراحی سازندگان مختلف، امکان وجود مبدل هایی با تحمل دما و فشار بیشتر وجود دارد. بطور مثال مبدل های حرارتی صفحه ای جوشی برای مبرد CO2، باید به گونه ای طراحی شوند که قادر به تحمل فشار تا 140 بار باشد.
کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، ضمن ارائه قابلیت های فراوان و ابعاد کوچک، تمام مزایا و کارایی یک مبدل حرارتی صفحه ای واشردار را فراهم می کند. کاربرد این نوع مبدل حرارتی، در انواع سیستم های گرمایش و سرمایش صنعتی، تجاری و خانگی، اواپراتور و کندانسور در سیستم های برودتی و تاسیسات HVAC می باشد.
فاصله صفحات در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
عموما فاصله ی استاندارد بین صفحات در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، از 0.4 الی 0.8 میلیمتر است. همچنین جنس صفحات نیز می تواند از استنلس استیل 304، 316 و 316L باشد. در موارد لزوم میتوان از صفحات با جنس متفاوت (مانند تیتانیوم) نیز استفاده کرد.
الگوی صفحات مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
مبدل حرارتی صفحه ای جوشی دارای الگوی صفحات متنوعی از جمله L، M، H، و … است که بنابر نظر طراح می تواند انتخاب شود.
جریان سیال در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
جریان مبرد در داخل این نوع مبدل حرارتی در کاربردهای تبرید به منظور دستیابی به کارآمد ترین فرآیند انتقال حرارت، جریان موازی (Parallel flow) یا جریان مورب (Diagonal flow) است. همچنین در کاربردهای اواپراتور و کندانسور، جریان بصورت خلاف جهت (Counter current flow) می باشد و در کاربردهای اواپراتور می توان با قرار دادن پخش کننده (Distributor) میزان تبادل حرارت را افزایش داد.
گذر سیال در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
مبدل حرارتی صفحه ای جوشی دارای طراحی تک گذر و چند گذر است. در طراحی تک گذر، تمام اتصالات در یک طرف مبدل حرارتی قرار دارند و نصب را بسیار آسان می کند. در طراحی چند گذر انواع مختلف اتصالات وجود دارد.
مزایای مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
- افزایش بازدهی به طور چشمگیر
- با دوام و کیفیت
- سهولت در نصب
- صرفه جویی در فضا به دلیل طراحی فشرده در مقایسه با مبدل حرارتی پوسته و لوله و صفحه ای واشردار
- پاسخ سریع به تغییرات دما به دلیل حجم کمتر
معایب مبدل حرارتی صفحه ای جوشی
در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار این امکان وجود دارد که صفحات از یکدیگر باز شوند و به همین دلیل ظرفیت مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار متغیر است. اما در مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، صفحات به یکدیگر جوش شده اند و امکان باز کردن صفحات از یکدیگر وجود ندارد. به همین دلیل ظرفیت این نوع مبدل حرارتی ثابت است. همچنین در صورت آسیب دیدن صفحات (مثلا سوراخ شدن صفحات) باید مبدل حرارتی صفحه ای جوشی تعویض شود و امکان تعمیر مانند مبدل صفحه ای واشردار وجود ندارد.
منابع:
https://www.alfalaval.com/products/heat-transfer/plate-heat-exchangers/brazed-plate-heat-exchangers/
https://paraxcompany.com/%d9%85%d8%a8%d8%af%d9%84-%d8%ad%d8%b1%d8%a7%d8%b1%d8%aa%db%8c-%d8%b5%d9%81%d8%ad%d9%87-%d8%a7%db%8c-%d8%ac%d9%88%d8%b4%db%8c/
https://www.swep.net/technology/brazed-plate-heat-exchangers/
- ۰۰/۱۱/۱۶