بهترین مبدل حرارتی صفحه ای
به عنوان بهترین مبدل حرارتی صفحه ای، دو مبدل حرارتی رایج، طراحی صفحه و قاب و پوسته و لوله، هر دو چیزهای زیادی برای ارائه در هنگام گرم کردن یا خنک کردن محصول در حین پردازش دارند. مبدل‌های حرارتی با انتقال گرما از یک رسانه به رسانه دیگر از طریق لوله‌ها یا صفحات کار می‌کنند.
با این حال، در برخی از کاربردها، بهترین مبدل حرارتی صفحه ای (PHE) مزایای متعددی نسبت به طرح‌های پوسته و لوله دارند. در این مطلب ما در مورد الزامات برنامه صحبت می‌کنیم که PHE را به انتخاب مناسب تبدیل می‌کند.
مبدل حرارتی صفحه‌ای و قاب چیست؟
مبدل حرارتی صفحه‌ای چندین عملکرد اساسی در مواد غذایی، لبنیات، نوشیدنی‌ها و فرآوری‌های دارویی دارند:
- تغییر و حفظ دمای ثابت برای پاستوریزاسیون
- انتقال حرارت بدون آلوده کردن سیالات گرم شده
- دستیابی به حفظ انرژی با استفاده مجدد از سیالات گرم شده برای گرم کردن سیالات در چرخه‌های تکرارپذیر
- آب گرم کن و مایعات تمیز کننده برای استفاده در تمیز کردن کارآمد در محل (CIP)
- امکان کنترل دقیق دما در طول مراحل ضدعفونی
در بخش‌های بعدی به شما نشان می‌دهیم که چگونه تبادل حرارت صفحه P.E.R.F.E.C.T است.
انتخاب راه حل بعدی انتقال حرارت
- افت فشار کمتر
- بهره وری
- کاهش تعمیر و نگهداری
- رد پای کوچک‌تر است
- قابلیت گسترش
- هزینه سرمایه
- انواع مبدل صفحه‌ای
مبدل حرارتی صفحه‌ای لحیم کاری شده آلفا لاوال مساحت سطح بیشتر برای انتقال حرارت در PHE ها باعث کارآمدتر بودن آنها نسبت به طرح‌های پوسته و لوله می‌شود.
۱. افت فشار کمتر
به دلیل مساحت کمتر مورد نیاز برای PHE، طرح‌های PHE معمولاً دارای افت فشار کلی به طور قابل‌توجهی کمتر از لوله‌ای هستند که برای همان مشخصات طراحی شده‌اند. این افت فشار کمتر به بازده انرژی کلی یک PHE روی یک مبدل حرارتی لوله‌ای می‌افزاید.
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای تا پنج برابر کارآمدتر از طرح‌های پوسته و لوله هستند. در بسیاری از موارد، می‌توانید با جایگزین کردن مدل‌های پوسته و لوله موجود با مبدل‌های حرارتی صفحه و قاب فشرده، از گرمای بیشتری استفاده کنید.
مجموعه‌ای از صفحات در یک مبدل حرارتی صفحه و قاب، فضاهای واشر بین صفحات ایجاد می‌کند. این فضاها به طور متناوب بین دو مایع – یکی گرم و دیگری سرد.
این طرح راندمان انتقال حرارت بسیار بالایی را ارائه می‌دهد زیرا صفحات سطحی را ایجاد می‌کنند که بسیار بزرگ‌تر از طرح‌های پوسته و لوله است که در همان فضا قرار می‌گیرند.
۲. کارایی
به طور معمول، مبدل حرارتی صفحه‌ای انتخاب مناسبی است زیرا کارآمدترین و کم هزینه ترین گزینه است. مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای تا پنج برابر کارآمدتر از طرح‌های پوسته و لوله هستند. ضرایب انتقال حرارت بالاتر را می‌توان به دلیل صفحات موجدار و سرعت‌های بالاتر به دست آورد، دمای نزدیک‌تر به دلیل جریان مخالف خالص است که امکان انتقال حرارت بیشتر را فراهم می‌کند، به دلیل این رویکردهای دمایی نزدیک تر، امکان بازسازی بیشتر وجود دارد.
۳. کاهش نگهداری
مبدل‌های حرارتی صفحه و قاب با کیفیت بالا می‌توانند به مدت ده سال بدون تعمیر و نگهداری کارآمد کار کنند. دسترسی به صفحات برای بازرسی یا تمیز کردن در محل آسان است. فواصل تمیز کردن به میزان رسوب یا پوسته پوسته شدن بستگی دارد.
نگهداری و کارکرد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای نسبت به پوسته و لوله بسیار آسان‌تر است، زیرا جدا کردن و بازرسی آنها آسان‌تر است. شما می‌توانید به راحتی صفحات را برای سرویس یا تعمیر جدا کنید، در حالی که مدل‌های پوسته و لوله کار فشرده‌تر هستند و دسترسی داخلی آنها سخت‌تر است.
تجمع محصول یا پوشش پوسته روی سطوح، بازده حرارتی مبدل حرارتی را کاهش می‌دهد. به دلیل طراحی کوچک‌تر و مدولار مبدل‌های صفحه و قاب، تمیز کردن آنها سریع‌تر و راحت تر از واحدهای پوسته و لوله بزرگ‌تر است.
۴. ردپا کوچک‌تر است
سطح سطح مبدل حرارتی صفحه‌ای به دلیل انباشته شدن صفحات فشرده می‌شود. این انباشته شدن ردپای مبدل حرارتی صفحه‌ای را در مقایسه با مبدل حرارتی لوله‌ای حتی برای واحدهایی با مساحت سطح یکسان کاهش می‌دهد. همانطور که شکل زیر نشان می‌دهد، اندازه فشرده مبدل حرارتی صفحه‌ای برای کاربردهایی با فضاهای تنگ نیز مهم است.
Mars
۵. قابلیت گسترش
اگر نیاز به افزایش ظرفیت انتقال حرارت محتمل است، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای یک انتخاب عالی هستند زیرا می‌توانید ظرفیت را به راحتی با افزودن یا برداشتن صفحات تغییر دهید. برنامه ریزی برای توسعه آینده شامل اندازه مبدل حرارتی صفحه‌ای برای وظیفه اولیه آن به علاوه فضای مجاز برای ظرفیت صفحه و نصب آسان در میدان است. ظرفیت‌های پوسته و لوله را نمی‌توان تغییر داد.
۶. هزینه سرمایه
هزینه مالکیت همیشه یک عامل مهم در فرآیند تصمیم گیری است. مبدل حرارتی صفحه‌ای کم هزینه ترین گزینه است زیرا می‌تواند به ضرایب انتقال حرارت بالا – با جریان مخالف خالص – دست یابد که کارآمدترین انتقال حرارت و کمترین مساحت سطح را دارد. هزینه تعمیر و نگهداری نیز به ویژه در مقایسه با مبدل‌های حرارتی سطح خراشیده نسبتاً پایین است. هزینه اصلی تعویض واشرها و گاهاً صفحات است.
رویکرد دمای نزدیک، به این معنی که یک سیال سرد تا دمایی که بسیار نزدیک به دمای سیال گرم ورودی است گرم می‌شود، امکان بازسازی و بازیابی حرارت بیشتری را فراهم می‌کند و مبدل حرارتی صفحه‌ای را به گزینه خوبی تبدیل می‌کند. تغییرات دمایی کمتر بین محصول و محیط نیز از سوختن محصولات با محتوای قند یا پروتئین متوسط تا بالا جلوگیری می‌کند.
علاوه بر هزینه سرمایه برای تجهیزات، هزینه‌های سرمایه می‌تواند شامل حمل و نقل، جابجایی، نصب و نگهداری در طول عمر واحد باشد.
۷. انواع مبدل حرارتی صفحه‌ای
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای و قاب می‌توانند آداپتوری برای انواع ویسکوزیته محصول باشند.
برای محصولات چسبناک، PHE به انتخاب صفحه مناسب نیاز دارد. برای محصولات دارای ذرات، PHE به یک صفحه مخصوص با نقاط تماس کم و/یا شکاف بیشتر نیاز دارد. در مواردی که یک PHE در کار با محصولات ویسکوز مشکل دارد، معمولاً به این دلیل است که در ابتدا برای استفاده با سیالات با ویسکوزیته بسیار کم طراحی شده بود اما بعداً با محصول بسیار ویسکوز استفاده شد.
PHE را می‌توان با محصولات چسبناک‌تر یا ذرات با تعویض صفحات شورون با شکاف استاندارد (۳-۵ میلی متر) برای صفحات جریان گسترده برای ذرات ریز (همان شکاف اما نقاط تماس کمتر از صفحات شورون) یا شکاف گسترده (بالا) سازگار کرد. تا ۸ میلی متر) صفحاتی که می‌توانند ذرات بزرگ‌تر و ویسکوزیته بالاتر را پردازش کنند. شکل زیر طیف وسیعی از انتخاب‌های PHE و شکاف صفحه را بر اساس طول الیاف محصول، چگالی خمیر کاغذ و ویسکوزیته نشان می‌دهد.
- (APV)
- (SWEP)
- (Alfa Laval)
- (Funke)
- (GEA)
- (HISAKA)
- (SONDEX)
- (Tranter)
