مبدل حرارتی به دستگاهی گفته می شود که به منظور انتقال حرارت از سیالی به سیال دیگر استفاده می شود. در این فرآیند دو سیال موجود با هم مخلوط نخواهند شد. نحوه تولید مبدل حرارتی و رعایت برخی از استانداردها در آنها باعث می شود که این دستگاه دارای کارایی بیشتری باشد.
مبدل های حرارتی را می توان به لحاظ فشار کاری سیال در سه گروه فشار پایین، فشار متوسط و فشار بالا نیز دسته بندی نمود. اما غالباً بررسی انواع مبدل های حرارتی بر مبنای ساختار طراحی آن ها انجام می شود که عبارتند از:
مبدل حرارتی لوله ای دوبل (Double Pipe)
مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube)
مبدل حرارتی صفحه ای (Plate)
در این مقاله قصد داریم کمی درمورد انواع مبدل های حرارتی صفحه ای صحبت کنیم. پس اگر به این موضوع علاقه مندید ما را دنبال کنید.مزیت هایی مانند صرفه جویی در مصرف انرژی، تعمیر و نگهداری راحت و مناسب بودن قیمت مبدل حرارتی صفحه ای آن را به پرفروش ترین و کاربردی ترین مبدل حرارتی تبدیل کرده است.
در مبدل های حرارتی صفحه ای، به جای عبور لوله از درون یک محفظه (مانند مبدل های لوله ای و مبدل های پوسته و لوله) در عوض محفظه هایی به صورت متوالی وجود داشته که معمولاً عمق کمی دارند و توسط صفحات فلزی موج دار از یکدیگر جدا می شوند. این صفحات فلزی بکار رفته در مبدل های صفحه ای، ورق های نازک فلزی پرس شده ای هستند که غالباً از جنس فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) می باشند؛ چراکه استحکام مناسبی داشته و توانایی تحمل دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی را خواهند داشت. صفحات این مبدل ها به گونه ای پرس می شوند که فرورفتگی هایی (کانال) با زاویه مستقیم، جهت هدایت جریان سیالی که وارد مبدل شده است، ایجاد شوند.
اساساً دو نوع طراحی عمده برای مبدل های حرارتی صفحه ای تعریف می گردد:
در نوع واشردار مبدل های صفحه ای، واشرهایی که عمدتاً از جنس لاستیک می باشند، بین صفحات فلزی قرار گرفته و آب بندی مورد نیاز را شکل می دهند. به طوری که دور تا دور لبه صفحات چسبیده می شوند. وجود این آب بندی جهت جلوگیری از نشتی جریان های سیال و اختلاط آن ها با یکدیگر ضروری است، اما علاوه بر این، هدایت جریان های سیال درون کانال های ایجاد شده به کمک همین واشرها صورت می گیرد. در مبدل های صفحه ای واشردار (GPHE)، افزایش و یا کاهش سطح تبادل کننده گرما و در نتیجه تغییر ظرفیت انتقال حرارت مبدل، بسادگی با اضافه کردن و یا کم نمودن تعداد صفحات فلزی امکان پذیر می باشد. استفاده از این نوع مبدل های صفحه ای برای انتقال حرارت بین جریان های سیالی با حجم زیاد اما با فشار کم یا متوسط مناسب می باشد.
در واقع، این نوع از مبدل های صفحه ای، بسته ای شامل صفحات فلزی با کانال های موج دار می باشند که بین هریک از این صفحات، مواد پرکننده ای وجود دارد. به نحوی که هنگام فرایند لحیم کاری در خلاء، ماده پرکننده، نقطه اتصالی را در هر نقطه تماس بین صفحات، شکل داده و کانال های پیچیده ای را ایجاد می کند. مبدل های صفحه ای لحیم کاری شده (BPHE) طرحی ویژه و مناسب برای انتقال حرارت بین سیال های پر فشار می باشند.
