من به عنوان یک تامین کننده مبدل حرارتی ، به دلیل مزایای بیشمار آنها مانند راندمان بالا ، اندازه جمع و جور و نگهداری آسان ، دست اول شاهد دست اول بوده ام. با این حال ، ارائه یک دیدگاه متعادل ضروری است. در این وبلاگ ، من به مضرات مبدلهای حرارتی صفحه می پردازم و به شما در انتخاب تجهیزات تبادل گرما کمک می کند.
1. مقاومت محدود و مقاومت دما
یکی از اشکالات قابل توجه مبدلهای حرارتی صفحه ، توانایی نسبتاً محدود آنها در مقاومت در برابر فشارها و دما است. طراحی مبدلهای حرارتی صفحه به طور معمول شامل صفحات فلزی نازک بسته شده با واشر است. این واشرها اغلب در هنگام رسیدگی به شرایط شدید ، پیوند ضعیفی دارند.
در فشارهای زیاد ، واشرها ممکن است شروع به نشت کنند و یکپارچگی مبدل حرارتی را به خطر بیاندازند. این امر به این دلیل است که فشار می تواند باعث تغییر شکل یا حتی منفجر شدن واشرها شود و منجر به از بین رفتن مهار سیال و کاهش راندمان انتقال حرارت شود. برای برنامه هایی که نیاز به فشارهای بالاتر از 2 - 3 MPa دارند ، مبدل های حرارتی صفحه ممکن است بهترین انتخاب نباشند. در مقابل ، مبدل های حرارتی پوسته و - لوله ، مانندمبدل حرارتی دو برگه، برای محیط های فشار زیاد مناسب تر هستند زیرا ساخت و سازهای قوی تری دارند.
به همین ترتیب ، درجه حرارت بالا نیز می تواند مشکلی ایجاد کند. واشرهای مورد استفاده در مبدلهای حرارتی صفحه دارای محدوده دمای محدودی هستند. فراتر از این محدوده می تواند باعث تخریب ، از دست دادن خاصیت خاصیت خود و در نهایت شکست بخورد. بیشتر واشرهای مبدل حرارتی صفحه فقط می توانند در برابر دمای تا حدود 200 درجه سانتیگراد مقاومت کنند. برای برنامه های مربوط به دمای بالاتر از این ، مبدل های حرارتی جایگزین مانندمبدل حرارتی بخارممکن است مناسب تر باشد
2. حساسیت به رسوب
مبدل های حرارتی صفحه مستعد رسوب هستند که تجمع رسوبات ناخواسته روی سطوح انتقال حرارت است. کانال های باریک بین صفحات محیطی ایده آل برای ذرات ، زباله ها و مقیاس جمع آوری می کنند.
رسوب می تواند تأثیر بسزایی در عملکرد مبدل حرارتی داشته باشد. با ایجاد سپرده ها بر روی صفحات ، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد و باعث کاهش کارایی فرآیند تبادل گرما می شود. این بدان معنی است که برای دستیابی به همان سطح انتقال حرارت ، انرژی بیشتری لازم است و منجر به افزایش هزینه های عملیاتی می شود.
علاوه بر این ، رسوب همچنین می تواند باعث افزایش افت فشار در مبدل حرارتی شود. رسوبات انباشته شده جریان مایعات را از طریق کانال ها محدود می کنند و پمپ ها را مجبور می کنند تا برای حفظ سرعت جریان مورد نظر سخت تر کار کنند. این نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی می شود بلکه می تواند منجر به خرابی پمپ زودرس شود.
برای کاهش رسوب ، نظافت منظم و نگهداری لازم است. با این حال ، تمیز کردن مبدلهای حرارتی صفحه می تواند یک فرآیند زمان - مصرف و نیروی کار باشد. این غالباً شامل جداسازی مبدل حرارتی است که می تواند یک عمل پیچیده و پرهزینه باشد ، به خصوص برای کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ.
3. هزینه اولیه بالا
در مقایسه با برخی از انواع دیگر مبدل های حرارتی ، مبدلهای حرارتی صفحه به طور کلی هزینه اولیه بالاتری دارند. فرآیند تولید مبدل های حرارتی صفحه شامل مهندسی دقیق برای اطمینان از تراز مناسب و آب بندی صفحات است. مواد با کیفیت بالا که برای صفحات و واشرها استفاده می شود نیز به افزایش هزینه کمک می کند.
علاوه بر این ، طراحی مبدل های حرارتی صفحه اغلب برای برآورده کردن الزامات خاص هر برنامه ، به اجزای ساخته شده - ساخته شده نیاز دارد. این سفارشی سازی بیشتر هزینه را افزایش می دهد. برای بودجه - پروژه های آگاه ، سرمایه گذاری بالا در یک مبدل حرارتی صفحه ممکن است یک عامل بازدارنده باشد.
در مقابل ، طرح های مبدل حرارتی ساده تر ، مانند برخی از مبدلهای اصلی پوسته پوسته - و - لوله ، می توانند از نظر قیمت اولیه خرید ، هزینه بیشتری داشته باشند. این امر آنها را به گزینه ای جذاب تر برای برنامه هایی تبدیل می کند که هزینه آن یک نگرانی اصلی است.
4. ظرفیت جریان محدود
مبدلهای حرارتی صفحه در مقایسه با برخی دیگر از انواع دیگر مبدل های حرارتی ظرفیت جریان نسبتاً محدودی دارند. کانال های باریک بین صفحات جریان مایعات را محدود می کند ، که می تواند میزان مایعات را که می توان از طریق مبدل حرارتی در یک زمان معین پردازش کرد ، محدود کند.
برای کاربردهایی که نیاز به جریان سیال با حجم بالا دارند ، مانند نیروگاه های مقیاس بزرگ یا فرآیندهای صنعتی با نیازهای توان بالا ، مبدل های حرارتی صفحه ممکن است نتوانند تقاضا را برآورده کنند. در چنین مواردی ، مبدل های حرارتی جایگزین با ظرفیت جریان بزرگتر ، مانند برخی از مبدلهای حرارتی در مقیاس بزرگ - و - لوله های حرارتی مناسب تر هستند.
همانطور که در ابتدا گفته شد ، ظرفیت جریان محدود همچنین می تواند منجر به افت فشار بیشتر در مبدل حرارتی شود. این می تواند بیشتر کاربرد عملی مبدلهای حرارتی صفحه را در سناریوهای جریان بالا محدود کند.
5. مهر و موم و نگهداری پیچیده
آب بندی مبدل های حرارتی صفحه یک جنبه مهم در عملکرد آنها است ، اما همچنین می تواند منبع مشکلات باشد. همانطور که قبلاً ذکر شد ، واشرهای مورد استفاده برای آب بندی در برابر فشار ، دما و حمله شیمیایی آسیب پذیر هستند.
با گذشت زمان ، ممکن است واشر به دلیل سایش و پارگی نیاز به تعویض داشته باشد. جایگزینی واشر نیاز به جداسازی دقیق و تنظیم مجدد مبدل حرارتی دارد که می تواند یک فرایند پیچیده و زمان باشد. نصب نادرست واشرها می تواند منجر به نشت شود ، که نه تنها می تواند باعث کاهش کارایی مبدل حرارتی شود بلکه خطرات ایمنی را نیز به وجود می آورد ، به خصوص اگر مایعات پردازش خطرناک باشند.
علاوه بر این ، نگهداری از مبدل های حرارتی صفحه نیاز به دانش و مهارت های تخصصی دارد. تکنسین ها برای انجام کارهای نگهداری به طور مؤثر باید با طراحی و عملکرد خاص مبدل حرارتی آشنا باشند. این می تواند به هزینه کلی مالکیت بیفزاید ، زیرا شرکت ها ممکن است نیاز به سرمایه گذاری در آموزش کارکنان تعمیر و نگهداری خود داشته باشند یا متخصصان خارجی را استخدام کنند.
پایان
در حالی که مبدل های حرارتی صفحه مزایای بسیاری را ارائه می دهند ، مشخص است که آنها نیز دارای چندین معایب هستند. مقاومت محدود و مقاومت در برابر دما ، حساسیت به رسوب ، هزینه اولیه بالا ، ظرفیت جریان محدود و الزامات پیچیده و مهر و موم و نگهداری پیچیده ، همه باید هنگام انتخاب مبدل حرارتی برای یک برنامه خاص ، با دقت در نظر گرفته شوند.
من به عنوان یک تأمین کننده مبدل حرارتی ، می فهمم که هر پروژه نیازهای منحصر به فردی دارد. به همین دلیل ما طیف گسترده ای از مبدل های حرارتی را ارائه می دهیم ، از جملهمبدل حرارتی بخاربانازک - تیتانیوم دیواری مبدل حرارتیوتمبدل حرارتی دو برگه، برای برآورده کردن نیازهای مختلف.
اگر در حال انتخاب مبدل حرارتی برای پروژه خود هستید ، من شما را تشویق می کنم تا به ما دسترسی پیدا کنید. تیم متخصصان ما می توانند اطلاعات و راهنمایی های مفصلی را در اختیار شما قرار دهند تا به شما در انتخاب بهترین انتخاب کمک کنند. ما متعهد هستیم که راه حل های تبادل گرمای با کیفیت بالا و خدمات عالی مشتری را ارائه دهیم. امروز برای شروع روند تهیه و مذاکره با ما تماس بگیرید.
منابع
- Incropera ، FP ، DeWitt ، DP ، Bergman ، TL ، & Lavine ، AS (2007). اصول گرما و انتقال انبوه. ویلی
- Kakac ، S. ، & Liu ، H. (2002). مبدلهای حرارتی: انتخاب ، رتبه و طراحی حرارتی. مطبوعات CRC.