مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، یکی از انواع مبدل‌های حرارتی است که برای انتقال حرارت از یک محیط به محیط دیگر استفاده می‌شود. در این نوع مبدل حرارتی، صفحات فلزی به یکدیگر جوش داده می‌شوند و درون آنها یک فضای خالی وجود دارد که می‌تواند با مایع یا گاز پر شود. هدف اصلی این مبدل حرارتی، افزایش کارایی انتقال حرارت، کاهش اندازه و وزن و افزایش ظرفیت حرارتی است.
مبدل حرارتی صفحه جوشی در انواع مختلفی و با طرح‌های متنوعی قابل تولید است. در برخی از مبدل‌های حرارتی صفحه جوشی، صفحات فلزی به صورت موازی و در فاصله دلخواهی از یکدیگر قرار داده شده و در برخی دیگر، صفحات به صورت پره‌های موازی در هم قرار گرفته‌اند. همچنین، می‌توان از مواد مختلفی برای ساخت صفحات مبدل حرارتی استفاده کرد که بسته به نوع کاربرد و شرایط عملکرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مبدل حرارتی صفحه جوشی در صنایع مختلفی مانند صنعت نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنایع معدنی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، این مبدل حرارتی در سیستم‌های تهویه مطبوع، کولرهای آبی، دستگاه‌های تصفیه آب و صنایع خودروسازی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع عملکرد مبدل حرارتی صفحه‌ای از لحاظ اتصالات:
مبدل حرارتی صفحه‌ای به دو شکل جوشی و واشری تقسیم می‌شود. در هر دو شکل، ساختمان اصلی مبدل حرارتی از صفحه‌های ترمینال تشکیل شده است که به یکدیگر جوشکاری شده یا به وسیله واشرها به هم متصل شده‌اند. اما در هر یک از شکل‌ها، روش اتصال صفحه‌ها و نحوه تبادل حرارت ممکن است متفاوت باشد.
مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی:
در این نوع مبدل حرارتی، صفحه‌های ترمینال به یکدیگر جوشکاری شده‌اند. این جوشکاری منجر به ایجاد اتصالات جامد و محکم بین صفحه‌ها می‌شود. اتصالات جوشکاری به عنوان مسیر انتقال حرارت عمل می‌کنند و جریان حرارت از طریق صفحه‌ها به صورت تراکمی جریان پیدا می‌کند. این نوع مبدل حرارتی معمولاً در برنامه‌هایی که نیاز به انتقال حرارت بالا و تماس مستقیم میان سیال و صفحه‌ها استفاده می‌شود.
مبدل حرارتی صفحه‌ای واشری:
در این نوع مبدل حرارتی، صفحه‌های ترمینال با استفاده از واشرها به یکدیگر متصل شده‌اند. واشرها به عنوان عنصرهای اتصالی بین صفحه‌ها عمل می‌کنند. این نوع اتصال می‌تواند بین صفحه‌ها فاصله ایجاد کند و امکان تمدید حرارت را افزایش دهد. بسته به نوع واشرها و ضخامت آنها، میزان تماس حرارتی و انتقال حرارت ممکن است متفاوت باشد. این نوع مبدل حرارتی معمولاً در برنامه‌هایی که نیاز به جداشدگی بین سیال و صفحه‌ها و تمدید حرارت استفاده می‌شود.
در هر دو شکل، ساختمان صفحه‌ها و اتصالات بین آنها در مبدل حرارتی صفحه‌ای باعث ایجاد مسیرهای انتقال حرارت مؤثر و بهینه می‌شود و بهبودی در عملکرد و کارایی مبدل حرارتی ایجاد می‌کند.
مشخصات فنی مبدل حرارتی صفحه ای جوشی:
مشخصات فنی مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی می‌تواند بسته به نیاز و برنامه کاربردی مختلف متغیر باشد. اما در زیر مشخصات فنی عمومی برای یک مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی را معرفی می‌کنم:
مواد ساختاری:
- صفحه‌ها: مس، فولاد یا آلومینیوم
- جوشکاری: جوشکاری الکتریکی مقاومتی
ابعاد:
- ضخامت صفحه‌ها: معمولاً بین 1 تا 5 میلی‌متر، با توجه به نیاز حرارتی و فشاری
- ابعاد صفحه‌ها: طول و عرض مبدل حرارتی بسته به برنامه و نیازهای کاربردی
تعداد صفحه‌ها:
- تعداد صفحه‌های ترمینال: تعداد صفحه‌های جوشکاری شده یا واشری در ساختار مبدل حرارتی
نوع اتصالات:
- جوشکاری: نوع و روش جوشکاری استفاده شده برای اتصال صفحه‌ها (مانند جوشکاری الکتریکی مقاومتی)
- واشرها: نوع واشرها و ضخامت آنها برای اتصال صفحه‌ها (در صورت استفاده از مبدل حرارتی واشری)
ظرفیت حرارتی:
- ظرفیت حرارتی مبدل حرارتی: مقدار حرارتی که مبدل حرارتی قادر به جذب و انتقال آن است، بر اساس جریان سیال و دمای ورودی و خروجی
فشار کاری:
- فشار مجاز کاری مبدل حرارتی: حداکثر فشاری که مبدل حرارتی می تواند تحمل کند و عملکرد صحیح را حفظ کند
راندمان:
- نسبت انتقال حرارت ورودی به حرارت خروجی در مبدل حرارتی
نوع سیال:
- مایع، گاز یا هر دو. توجه داشته باشید که مشخصات فنی مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی ممکن است بسته به نیاز و برنامه کاربردی شما متفاوت باشد. برای دقیق‌ترین مشخصات، به تولید کننده یا مشاوران فنی مربوطه مراجعه کنید.
عملکرد مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی:
مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی یک ساختار ترمینال دارد که شامل صفحه‌های مسی، فولادی یا آلومینیومی است که به یکدیگر جوشکاری شده‌اند. این ساختار محکم و متصل در ایجاد تماس و تبادل حرارت بین صفحه‌ها بسیار مؤثر است.
نحوه عملکرد مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی به این صورت است که جریان حرارتی از یک سمت به سمت دیگر از طریق صفحه‌های ترمینال منتقل می‌شود. این صفحه‌ها به عنوان مسیرهای انتقال حرارت عمل می‌کنند. جریان گرمایی به صورت تراکمی از یک سمت ورودی وارد مبدل حرارتی می‌شود و از سمت دیگر به صورت منتشر شده خارج می‌شود.
فرایند جوشکاری در مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی باعث ایجاد تماس محکم بین صفحه‌ها می‌شود. این جوشکاری عملکرد بهتر و انتقال حرارت بهینه‌تر را ایجاد می‌کند.
جوشکاری منجر به ایجاد تماس محکم بین صفحه‌ها می‌شود و فشار اتصال در نقاط جوش بالا می‌رود. این اتصالات جوشکاری بهبودی در انتقال حرارت از طریق مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی به وجود می‌آورند و کاهش مقدار انتقال حرارت از نقاط اتصالات جوشکاری به نقاط غیر جوشکاری را به حداقل می‌رسانند. همچنین، جوشکاری به عنوان یک عامل تقویتی در ساختار مبدل حرارتی صفحه‌ای جوشی عمل می‌کند و باعث افزایش استحکام ساختاری و مقاومت در برابر فشار و لرزش می‌شود.
کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای جوشی:
مبدل حرارتی صفحه ای جوشی برای انتقال حرارت بین دو محیط با دمای متفاوت استفاده می‌شود. این مبدل حرارتی شامل صفحه های فلزی با عرض کم و طول بلند است که در داخل آنها لوله هایی قرار دارد که حرارت را به داخل مبدل حرارتی وارد می کنند یا از آن خارج می کنند.
کاربردهای مبدل حرارتی صفحه ای جوشی در صنایع مختلفی از جمله صنایع نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی وجود دارد. به عنوان مثال، این مبدل حرارتی در صنایع نفت و گاز برای انتقال حرارت بین سیالاتی مانند آب، گاز طبیعی و نفت خام استفاده می‌شود. در صنایع شیمیایی و دارویی، مبدل حرارتی صفحه ای جوشی برای تولید داروها و شیمیایی های پایه استفاده می‌شود. در صنایع غذایی، این مبدل حرارتی برای پاستوریزه کردن شیر، آبمیوه و سایر محصولات غذایی استفاده می‌شود.
مزیت اصلی استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای جوشی، افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های انتقال حرارت است. با توجه به ساختار صفحه‌ای جوشی، این نوع مبدل حرارتی قادر به انتقال حرارت بیشتری در مقایسه با مبدل‌های حرارتی دیگر است. همچنین، این نوع مبدل حرارتی قابلیت تعمیر و نگهداری آسانی دارد و در مقابل ضربه‌ها و ارتعاشات نیز مقاوم است.
