مبدل حرارتی صفحه‌ای – معرفی، کارکرد، تشخیص خرابی
مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای همه جا هستند. مهم نیست شما که هستید، کجا هستید یا به طور حرفه‌ای چه کاری انجام می‌دهید: شما باید اتلاف انرژی خود را کاهش دهید.
با این حال، هیچ خانه یا کسب و کاری نمی‌تواند اجازه دهد قبض انرژی آنها به اوج خود برسد زیرا انرژی گرمایی که برای آن پرداخت می‌کنند از پشت بام یا از پنجره خارج می‌شود.
اتلاف انرژی گرمایی به خودی خود برای خانه‌ها مشکل کافی به حساب می‌آید، ولی برای مشاغل این مشکل می‌تواند بسیار گران تمام شود.
این اتلاف انرژی می‌تواند یک گرفتگی در جریان نقدینگی آنها ایجاد کند. به همین دلیل از صنعت خودرو گرفته تا تولیدات سنگین از مبدل‌های حرارتی برای کمینه کردن هرچه بیشتر هدررفت گرما استفاده می‌کنند.
می‌بینیم که مبدل‌های حرارتی در همه‌جا در حال کار هستند، از یخچال‌ها تا سیستم‌های خنک‌کننده‌ی هوا و حتی در موتورهای خودروها، کشتی‌ها و هواپیماها.
ولی مبدل‌های حرارتی دقیقا چه چیزی هستند؟ چطور کار می‌کنند؟ و چطور بدانیم که در کارشان اختلالی بوجود آمده یا خراب شده‌اند؟ بگذارید کمی عمیق‌تر شویم…
مبدل حرارتی چیست؟
مبدل حرارتی صفحه‌ای گرما را از یک سیال به سیال دیگر منتقل می‌کند. این انتقال حرارت از طریق یک تقسیم مقطعی انجام می‌شود که توسط صفحات (پلیت‌ها) تسهیل می‌شود.
در داخل مبدل یک سری صفحه پیدا می‌کنید که فضای توخالی بین آنها وجود دارد. این فضای میانی مجاری است که در آن دو سیال توانایی جریان یافتن دارند که باعث می‌شود حرارت از طریق صفحات انتقال یابد.
به همین دلیل، مبدل‌هایی که سطح صفحاتشان بزرگتر است انتقال حرارت سریع‌تری نسبت به انواع مبدل‌های حرارتی شل اند تیوب دارند.
مبدل‌های مختلف بسته به ظرفیت تبادل حرارتی آنها از تعداد مختلفی صفحه استفاده می‌کنند.
با این حال هرچه مبدل حرارتی از صفحات بیشتری استفاده کند، ظرفیت آن در کیلو وات بیشتر است.
این نوع مبدل‌های حرارتی عمدتاً برای انتقال حرارت مایع به مایع استفاده می‌شود ولی گاهی اوقات برای تبادل حرارت مایع به گاز نیز استفاده می‌شود.
بسیاری از این مبدل‌ها از فلزات رسانا ساخته شده‌اند. با این حال می‌توان آنها را با سرامیک، پلیمرهای پلاستیکی و کامپوزیت‌های فلزی یا سرامیکی نیز ساخت.
ساختار مبدل حرارتی صفحه ای (چگونه کار می‌کند؟)
بیایید نگاهی دقیق‌تر به ساختار مبدل حرارتی صفحه‌ای بیندازیم. مبدل بر روی یک قاب با دو بخش سنگین ثابت در جلو و عقب ساخته شده است.
این دو بخش دارای تعدادی پورت/سوراخ (معمولاً چهار) و یک قسمت متحرک سنگین است که در امتداد یک میله‌ی راهنما قرار می‌گیرد.
یک سری پیچ و مهره از کنار هر دو صفحه‌ی سنگین جلو و عقب عبور می‌کنند و صفحات داخلی بین آنها قرار می‌گیرند و بست می‌شوند.
هر صفحه دارای یک واشر (گسکت) است که به صفحات اجازه می‌دهد تا یک سیستم بسته از کانال های جریان را تشکیل دهند.
این اجازه می‌دهد تا سیالات اولیه و ثانویه از طریق همه‌ی صفحات جریان داشته باشند.
واشرها یا بر روی صفحات چسبانده یا پنس می‌شوند، و رسانه‌های مختلف مدارهای جریان اولیه و ثانویه (مایعات و/یا گازها) را از هم جدا می‌کنند.
واشرها در مبدل‌های حرارتی اطراف هر چهار پورت (سوراخ) صفحات جلویی و عقبی تعبیه شده‌اند.
ولی صفحات میانی دارای یک واشر در اطراف دو پورت هستند که اینکه مایع از کدام مدار صفحات عبور می‌کند را کنترل می‌کند.
چگونه بفهمم مبدل حرارتی صفحه‌ای من کار نمی‌کند؟
اکنون که کمی با مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای و نحوه‌ی کار آنها آشنا شدیم، بیایید نگاهی به برخی از علائمی بیندازیم که ممکن است نشان دهند که مبدل شما نیازمند به تعمیر یا تعویض است.
البته هرچه زودتر علائم اشکال در عملکرد را تشخیص دهید، احتمال کاهش هرگونه از دست دادن انرژی بیشتر است.
مراقب علائم هشدار دهنده‌ی زیر باشید:
عملکرد غیر عادی/ضعیف
عملکرد ضعیف رایج‌ترین مشکل در مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای است.
اگر متوجه شدید که عملکرد مبدل شما به طور نامناسب یا کمتر از حد معمول است، برخی عوامل ممکن است باعث این مشکل شده باشند.
عملکرد ضعیف معمولاً به دلایل زیر است:
- خطایی در طراحی یا چینش صفحات
- تجمع گرد و غبار، خاک یا بقایای داخل مبدل
- تجمع رسوبات معدنی روی صفحات
- وجود چیزی در سیستم که مانع جریان سیال می‌شود
- نصب معیوب
سعی کنید یک چرخه استاندارد CIP را برای پاک کردن مواد اضافی موجود در مبدل حرارتی اجرا کنید.
اگر کثیفی و رسوب پاک نشد، ممکن است لازم باشد دستگاه را به صورت دستی تمیز کنید.
نشتی
اگر متوجه رسوب مایع در خارج از مبدل حرارتی صفحه شدید، لازم است سریع برای درست کردن آن اقدام کنید.
به طور معمول نشتی نشان می‌دهد که واشرها آسیب دیده‌اند، اگرچه می تواند نشانه مونتاژ نامناسب هم باشد.
اگر مبدل‌ها در بالا و پایین تراز نباشند، صفحات می‌توانند در طول فرآیند سفت شدن از یک طرف به طرف دیگر بالا و پایین شوند.
این باعث می‌شود که واشرها از خط خارج شوند و در نتیجه نشتی اتفاق بیفتد.
مخلوط شدن مایعات
اگر مایعات داخل مبدل شروع به مخلوط شدن با هم کنند، این نشان می‌دهد که صفحات در درون مبدل نشتی دارند.
محتمل‌ترین توضیح برای این موضوع این است که مبدل آسیب دیده و یکی از صفحات سوراخ شده است.
یک آزمایش فشار ساده برای بررسی این مسئله کافی است. تمام کاری که شما باید انجام دهید این است که مبدل را با آب پر کنید و سپس فقط از یک طرف به آن فشار وارد کنید.
اگر صفحه‌ای سوراخ داشته باشد، طرفی که تحت فشار قرار نگرفته است شروع به سرریز شدن می‌کند.
فشار ثابت آب را به یک طرف مبدل وارد کنید. هرگز نباید از هوای فشرده برای وارد کردن فشار به مبدل حرارتی صفحه‌ای استفاده کنید.
طرف دیگر را با آب پر کنید، اما فشار را از این طرف ادامه ندهید. اتصالات را در طرف تحت فشار قرار ندهید.
صفحه‌ای که از طرف تحت فشار سوراخ است، به طرف بدون فشار نشت می‌کند و باعث سرریز می‌شود.
اگر مشخص شد که یک صفحه سوراخ شده، باید مبدل را دمونتاژ کرده و صفحات را با مایع تشخیص شکاف بازرسی کنید.
آیا خودم می‌توانم مبدل حرارتی صفحه‌ای ام را تعمیر کنم؟
حتی کوچکترین عدم انطباق صفحات که به ترتیب اشتباه دوباره مونتاژ شده‌اند می‌تواند باعث خرابی‌های فاجعه بار شود.
به طور خلاصه، مگر اینکه از کاری که انجام می دهید کاملاً مطمئنید، تلاش برای تعمیر مبدل حرارتی صفحه‌ای خود می‌تواند مشکلات بیشتری نسبت به حل مشکل اولیه ایجاد کند.
مونتاژ کردن مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای بسیار دشوار است، مگر اینکه مطمئن باشید که صفحات را به ترتیب صحیح جایگذاری می‌کنید، به همین دلیل شماره‌گذاری آنها هنگام کار بسیار حیاتی است.
توصیه می‌شود برای بازرسی و تعمیر مبدل حرارتی صفحه‌ای خود با یک متخصص مشورت کنید.
اگر قابل تعمیر نباشد، باید تعویض شود ، اما این بسیار مقرون به صرفه‌تر از نداشتن مبدل است!
