مبدل حرارتی صفحه ای ، صفحه و قاب، پوسته و لوله

به عنوان 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. مبدل های حرارتی با انتقال گرما از یک رسانه به رسانه دیگر از طریق لوله ها یا صفحات کار می کنند.

با این حال، در برخی از کاربردها، مبدل های حرارتی صفحه ای (PHE) مزایای متعددی نسبت به طرح های پوسته و لوله دارند. در این پست، ما در مورد الزامات برنامه صحبت می کنیم که PHE را به انتخاب مناسب تبدیل می کند.

مبدل حرارتی صفحه ای و قاب چیست؟

مبدل‌ حرارتی صفحه‌ ای 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 چرخه های 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

1. افت فشار کمتر
2. بهره وری
3. کاهش تعمیر و نگهداری
4. رد پای کوچکتر است
5. قابلیت گسترش
6. هزینه سرمایه
7. انواع مبدل صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای لحیم کاری شده آلفا لاوال مساحت سطح بیشتر برای انتقال حرارت در PHE ها باعث کارآمدتر بودن آنها نسبت به طرح های پوسته و لوله می شود.

1. 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.

مبدل های حرارتی صفحه ای تا پنج برابر کارآمدتر از طرح های 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.

مجموعه ای از صفحات در یک مبدل حرارتی صفحه و قاب، فضاهای واشر بین صفحات ایجاد می کند. این فضاها به طور متناوب بین دو مایع - یکی گرم و دیگری سرد.

این طرح راندمان انتقال حرارت بسیار بالایی را ارائه می دهد زیرا صفحات سطحی را ایجاد می کنند که بسیار بزرگتر از طرح های پوسته و لوله است که در همان فضا قرار می گیرند.

2. کارایی

به طور معمول، مبدل حرارتی صفحه ای انتخاب مناسبی است زیرا کارآمدترین و کم هزینه ترین گزینه است. مبدل های حرارتی صفحه ای تا پنج برابر کارآمدتر از طرح های پوسته و لوله هستند.ضرایب انتقال حرارت بالاتر را می توان به دلیل صفحات موجدار و سرعت های 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.

 

3. کاهش نگهداری

مبدل های حرارتی صفحه و قاب با کیفیت بالا می توانند 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 می توانید به راحتی صفحات را برای سرویس یا تعمیر جدا کنید، در حالی که مدل های پوسته و لوله کار فشرده تر هستند و دسترسی داخلی آنها سخت تر است.

تجمع محصول یا پوشش پوسته روی سطوح، بازده حرارتی مبدل حرارتی را کاهش می دهد. به دلیل طراحی کوچکتر و مدولار مبدل های صفحه و قاب، تمیز کردن آنها سریعتر و راحت تر از واحدهای پوسته و لوله بزرگتر است.

4. ردپا کوچکتر است

سطح سطح مبدل حرارتی صفحه ای به دلیل انباشته شدن صفحات فشرده می شود. این انباشته شدن ردپای مبدل حرارتی صفحه ای را در مقایسه با مبدل حرارتی لوله ای حتی برای واحدهایی با مساحت سطح یکسان کاهش می دهد. همانطور که شکل زیر نشان می دهد، اندازه فشرده مبدل حرارتی صفحه ای برای کاربردهایی با فضاهای تنگ نیز مهم است.

5. قابلیت گسترش

اگر نیاز به افزایش ظرفیت انتقال حرارت محتمل است، مبدل های حرارتی صفحه ای یک انتخاب عالی هستند زیرا می توانید ظرفیت را به راحتی با افزودن یا برداشتن صفحات تغییر دهید. برنامه ریزی برای توسعه آینده شامل اندازه مبدل حرارتی صفحه ای برای وظیفه اولیه آن به علاوه فضای مجاز برای ظرفیت صفحه و نصب آسان در میدان است. ظرفیت های پوسته و لوله را نمی توان تغییر داد.

6. هزینه سرمایه

هزینه مالکیت همیشه یک عامل مهم در فرآیند تصمیم گیری است. مبدل حرارتی صفحه ای کم هزینه ترین گزینه است زیرا می تواند 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 مبدل های 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 می شود، امکان بازسازی و بازیابی حرارت بیشتری را فراهم می کند و مبدل حرارتی صفحه ای را به گزینه خوبی تبدیل می کند. تغییرات دمایی کمتر بین محصول و محیط نیز از سوختن محصولات با محتوای قند یا پروتئین متوسط ​​تا بالا جلوگیری می کند.

علاوه بر هزینه سرمایه برای تجهیزات، هزینه های سرمایه می تواند شامل حمل و نقل، جابجایی، نصب و نگهداری در طول عمر واحد باشد.

7. انواع مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل های حرارتی صفحه ای و قاب می توانند 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 می توان با محصولات چسبناک تر یا ذرات با تعویض صفحات شورون با شکاف استاندارد (3-5 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 8 میلی متر) صفحاتی که می توانند ذرات بزرگتر و ویسکوزیته بالاتر را پردازش کنند. شکل زیر طیف وسیعی از انتخاب های PHE و شکاف صفحه را بر اساس طول الیاف محصول، چگالی خمیر کاغذ و ویسکوزیته نشان می دهد.

• مبدل حرارتی صفحه ای (APV)
• مبدل حرارتی صفحه ای (SWEP)
• مبدل حرارتی صفحه ای (Alfa Lavel)
• مبدل حرارتی صفحه ای (Funke)
• مبدل حرارتی صفحه ای (GEA)
• مبدل حرارتی صفحه ای (HISAKA)
• مبدل حرارتی صفحه ای (SONDEX)
• مبدل حرارتی صفحه ای (Tranter)