مبدل حراراتی صفحه ای
مبدل حرارتی صفحه‌ای یکی از انواع مبدل‌های حرارتی است که برای انتقال حرارت بین دو جریان سیال به کار می‌رود.
این نوع مبدل حرارتی به وسیله صفحه‌های فلت و متصل به یکدیگر تشکیل می‌شود که به صورت متناوب توسط یک یا
چند پوشش دهنده (spacer) از هم جدا شده‌اند. این صفحات فلت می‌توانند از جنس‌های مختلفی مانند فولاد ضد زنگ
، آلومینیوم، مس و یا آلیاژهای خاص ساخته شوند.
ساختار و عملکرد
مبدل حرارتی صفحه‌ای معمولاً از دو جداره تشکیل شده است. دیواره داخلی و خارجی که بین آنها جریان سیال‌های گرما
به کار می‌روند. صفحات دیواره داخلی و خارجی با یکدیگر به وسیله پوشش‌های spacer جدا می‌شوند که فاصله‌گیرنده
می‌نامند. این پوشش‌ها فاصله‌های منظم بین صفحات را حفظ می‌کنند تا فضای آزاد برای جریان سیال‌ها فراهم شود.
عملکرد این نوع مبدل حرارتی بر اساس انتقال حرارت توسط هادی، کانوکت و مخلوط صورت می‌گیرد. در جریان انتقال حرارت
به وسیله مبدل حرارتی صفحه‌ای، یک جریان سیال گرم (معمولاً فلوئید) از طریق یک طرف صفحات وارد می‌شود و انرژی
حرارتی خود را به صفحات انتقال می‌دهد. در همین حال، جریان سیال سرد (مثلاً آب یا هوا) از سمت مقابل وارد می‌شود
و حرارت جذب شده توسط صفحات را جذب می‌کند. این فرایند با تغییر نسبت جریان سیال‌های گرم و سرد، انتقال حرارت
از یک جریان به دیگری انجام می‌شود.
کاربردها
مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل ساختار خاص خود در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد:
صنایع شیمیایی: برای خنک کردن و گرم کردن مواد و فرایندهای شیمیایی. صنایع غذایی: برای پیش‌گرمایش یا خنک
کردن محصولات غذایی. تأمین انرژی: در سیستم‌های تولید برق، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای برای تبدیل حرارت از گازهای
دودکش به آب سرد برای تولید بخار استفاده می‌شوند. خودروسازی: برای خنک کردن روغن موتور یا سیستم‌های دیگر در
خودروها.
مزایا و معایب
مزایا:
کارایی بالا در انتقال حرارت.
انعطاف‌پذیری در طراحی و ابعاد مختلف.
کارکرد بهینه در فضای محدود.
معایب:
هزینه‌ی ساخت نسبتاً بالا در برخی از موارد.
نیاز به فضای مناسب برای نصب و استفاده.
مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل مزایا و انعطاف‌پذیری آن، در بسیاری از صنایع برای بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های
انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد و جایگزین مناسبی برای سایر انواع مبدل‌های حرارتی است
انواع مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای به دو شکل اصلی می‌توانند باشند: ترکیبی و جداپذیر.
1.مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای ترکیبی: در این نوع، صفحات دیواره‌ای (plate) و پوشش‌های فاصله‌گیرنده در یک قطعه جمع
شده‌اند و به صورت یک واحد تولید می‌شوند. این ساختار ساده‌تر است و معمولاً در برندهای تجاری مختلف ارائه می‌شود که
برای برندهای مختلف در دسترس هستند.
2. مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای جداپذیر:در این نوع، صفحات دیواره‌ای و پوشش‌های فاصله‌گیرنده به صورت جداگانه ساخته می
شوند و در محل نصب به یکدیگر متصل می‌شوند. این روش اجازه می‌دهد تا صفحات و پوشش‌ها به صورت جداگانه تولید شوند
و با توجه به نیاز مشتری، ترکیب‌های مختلفی از آنها استفاده شود.
مزایا و کاربردها
مزایا:
– بهره‌وری بالا: مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای به دلیل طراحی دقیق و مدیریت مناسب جریان‌های سیال، بهره‌وری حرارتی
بالایی دارند.- فضای کمتر مورد نیاز: نسبت به بسیاری از مبدل‌های حرارتی دیگر، فضای کمتری برای نصب و استفاده نیاز
دارند که این امر به خصوص در برنامه‌های صنعتی و خودرویی مزیت بزرگی است.- قابلیت تنظیم: این نوع مبدل‌ها امکان اضافه
کردن صفحات بیشتر برای افزایش ظرفیت را دارا هستند، به ویژه در صنایعی که نیاز به تغییرات در اندازه و نوع مبدل دارند.
کاربردها:
– صنایع شیمیایی: برای خنک کردن و گرم کردن مواد و فرایندهای شیمیایی.
– خودروسازی: برای خنک کردن روغن موتور یا سیستم‌های دیگر در خودروها.
– تولید برق: در سیستم‌های تولید برق برای انتقال حرارت از گازهای دودکش به آب سرد برای تولید بخار.
– صنایع غذایی: برای پیش‌گرمایش یا خنک کردن محصولات غذایی.
معایب و چالش‌ها
معایب:
– هزینه‌ی نسبتاً بالا: برخی از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، به خاطر مواد بالا در آنها، هزینه‌ی ساخت بیشتری نسبت به مبدل
های دیگر دارند.- مواد تشکیل دهنده: برخی از مواد مصرفی در مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای می‌توانند به افراد گرانبها بر سلامت
تأثیرگذار باشند.مبدل حراراتی صفحه ای به دلیل بهره وری بالا و انعطاف پذیری کاربردی در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می
گیرد .