مبدل حرارتی صفحه ای واشردار چیست ؟
مبدل های صفحه ای از تعداد زيادي صفحات نازک فلزي فرم دارکه با فاصله ای اندك (بین 3 الی 5 ميلي متر) کنار هم قرار گرفته اند، هر صفحه دارای یک واشر است که وظیفه ی آن آب بندی صفحه و تأمین شبکه انتقال سیال در مجموعه صفحات است ، موقعی که صفحات در کنار هم قرار می گیرند باعث ایجاد کانال عبور آب می شوند که از یک کانال آب گرم و از کانال دیگر آب سرد عبور می کند بنابراین یک صفحه داغ و یک صفحه سرد در یک راستا در مجاورت هم قرار میگیرند و این مجاورت باعث انتقال حرارت از آب گرم به آب سرد می گردد .به این ترتیب ما می توانیم آب سرد مصرفی ساختمان را از یک سمت مبدل وارد و از سمت دیگر به واسطه عبور آب گرم شوفاژ یا بویلر، آب گرم مصرفی دلخواه را تحویل بگیریم .
ساختار این مبدل های حرارتی به نحوی است که امکان باز نمودن صفحات جهت بازرسی و نظافت آنها را فراهم می آورد.
از این مبدل ها برای تهیه آبگرم مصرفی در آپارتمان ها ، گرم کردن آب استخر ، ایجاد مدار اولیه و ثانویه در ساختمان های بلند مرتبه ، گرمایش از کف و صنایع دارویی و غذایی و سایر صنایع استفاده می گردد .
کدام نوع مبدل صفحه ای مناسب موتورخانه است ؟
توجه کنید که منظور ما از مبدل های حرارتی صفحه ای ، مبدل های مسی پکیجی نیست و ما اکیدا مخالف نصب این مبدل های مسی در موتورخانه ها هستیم .
زیرا میزان رسوب پذیری مبدل های صفحه ای واشردار بسیار کمتر از نوع جوشی و پوسته لوله است که با نصب سختی گیر های مناسب میتوان سالها بدون اسید شویی از این نوع مبدل صفحه ای واشر دار استفاده نماییم .در سیستم گرمایش آب مصرفی آب گرم با هر دما و هر میزان ( بسته به دبی ورودی ) بصورت دائمی در اختیار مصرف كننده قرار می گیرد. همچنین به دلیل بازده بالای مبدلهای صفحه ای، از آنجایی كه اختلاف دمای سیال گرم كننده و سیال گرم شونده می تواند به یك درجه سانتیگراد برسد، می توان از این مبدلها در حد فاصل برج خنك كن و سایر بخش های سیستم تهویه مطبوع استفاده نمود.
استفاده از مبدل صفحه ای درتهیه آبگرم مصرفی
مبدل حرارتی یکی از اجزای کلیدی در تاسیسات مسکونی، ساختمانی است که نقشی اساسی در گرمایش و سرمایش ایفا می‌کند. این دستگاه صنعتی، وظیفه انتقال حرارت بین دو سیال را بر عهده دارد و با تبادل گرما، آسایش و رفاه ساکنین را در فصول سرد و گرم سال تضمین می‌نماید. در سیستم های سنتی تولید آبگرم مصرفی كه آبگرم بصورت ذخیره در منابع كویلی یا دو جداره تهیه می شوند، دمای آبگرم بالا برده می شود و در زمان استفاده با آب سرد مخلوط شده و در دمای مطلوب استفاده می شود. اما در سیستم تولید آبگرم فوری كه با استفاده از مبدلهای صفحه ای صورت می گیرد می توان آب را با دمای حدود 40 درجه سلسیوس تولید و در همان دما مصرف نمود؛ كه سبب صرفه جویی زیادی در انرژی و مصرف آب می شود.مبدل انتقال گرما و سرما به دلیل راندمان بالا، جلوگیری از آلودگی و تنوع کاربرد، از جمله مزیت‌های مهم آن در تاسیسات ساختمانی و مسکونی به شمار می‌رود.از طرفی تشكیل رسوب رابطه مستقیم با افزایش دمای آب دارد، لذا هرچه دما بالاتر رود رسوب بیشتری ایجاد می شود. بنابراین در سیستم فوری با استفاده از مبدلهای صفحه ای به دلیل تولید و استفاده آبگرم در دمای حدود 40درجه رسوب بسیار كمتری در سیستم لوله كشی و مبدل صفحه ای نسبت به منابع كویلی ایجاد می شود .
عملکرد مبدل حرارتی در ساختمانها
مبدل های صنعتی کاربردهای ضروری و مهمی در سیستم های گرمایش تاسیسات مسکونی و موتورخانه هایشان دارند که به شرح زیر است:
1-آب گرم مصرفی
در متداول‌ترین روش، از مبدل حرارتی برای گرم کردن آب سرد ورودی به ساختمان استفاده میشود. در این روش، آب سرد از طریق لوله‌ها وارد مبدل شده و در تماس با سیال گرم دیگری مانند آب گرم پکیج یا موتورخانه قرار می‌گیرد. گرمای سیال از طریق دیواره مبدل به آب سرد منتقل شده و آن را گرم می‌کند. آب گرم شده سپس به مخزن ذخیره آب گرم مصرفی منتقل شده و برای مصارف بهداشتی و شستشو در دسترس ساکنین قرار می‌گیرد. آب گرم از طریق دیگ بخار یا چیلر گرم میشود و سپس به داخل ساختمان پمپ میشود. این مبدلها در موتورخانه‌ها یا در نقاط نزدیک به محل مصرف آب گرم نصب میشوند.
2- مبدل حرارتی برای سرمایش در ساختمانها
- مبدل حرارتی در سیستمهای تهویه مطبوع:
مبدلها در چیلرها برای خنک کردن آب یا هوا استفاده میشوند. این آب یا هوای سرد سپس برای خنک کردن فضای داخلی ساختمان به داخل کویل‌ها یا فن کویل‌ها پمپ میشود.
- خنک کردن آب مصرفی (سیستم خنک کننده تبخیری):
مبدلها در سیستمهای خنک کننده تبخیری برای خنک کردن آب مصرفی استفاده میشوند. این آب خنک سپس برای خنک کردن هوا از طریق تبخیر استفاده میشود.
- سیستمهای بازیابی حرارت: مبدلهای صنعتی برای بازیابی حرارت از هوای خروجی ساختمان و استفاده از آن برای گرم کردن هوای ورودی استفاده میشوند. این امر می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های گرمایش کمک کند.
3-گرمایش از کف
مبدل هاي حرارتي صفحه اي نوعی آبگرمكن غيرمستقيم و فوري محسوب می شوند و بهترین مبدل برای گرمایش از کفبه شمار می روند.
در سیستمهای گرمایش از کف از لوله‌های پنهان در کف ساختمان برای گرم کردن فضای داخلی به طور یکنواخت استفاده می‌کنند.
4- استخر و جکوزی
امروزه برای گرمایش آب استخر ها و گرمایش آب جكوزی بطور وسیعی از مبدل صفحه ای استفاده می شود.
برای گرم کردن آب استخر با استفاده از منبع گرمای خارجی مانند دیگ بخار، پمپ حرارتی یا سیستم گرمایش خورشیدی استفاده میشود. مبدلهای حرارتی از مخلوط شدن مستقیم آب استخر با آب گرم منبع جلوگیری می کنند و گرما را به آب استخر یا جکوزی منتقل می کنند.
5-زون بندی تاسیسات در ساختمان های مرتفع
برجها و ساختمانهای بلند مرتبه به عنوان نماد دنیای پیشرفته امروز شناخته میشوند. ساخت این بناها باچالشهای فراوانی به ویژه در بخش طراحی سیستمهای تاسیسات و تهویه مطبوع همراه است. با بلندتر شدن ساختمانها و برجها، فشار استاتیک وارد بر تجهیزات تهویه مطبوع و تاسیسات نظیر دیگ، چیلر، پمپها و … بیشتر میشود. از مبدل صفحه ای می توان برای زون بندی ساختمان های مرتفع استفاده كرد و بدین وسیله از تولید فشار زیاد در طبقات پائینی جلوگیری نمود.
از آنجایی که معمولا دیگها و چیلرها در طبقات پایینی و زیرزمین قرار دارند لذا بیشترین فشار را متحمل میشوند. این فشار اگر به درستی مدیریت نشود، می تواند منجر به کاهش عمر تجهیزات، عملکرد ناکارآمد و حتی خرابی سیستم شود. برای جلوگیری از این مشکلات و همچنین عدم نیاز به استفاده از تجهیزات با نرخ فشار بالا، معمولا در طبقات میانی برجها از یک یا چند مبدل حرارتی صفحه‌ای به عنوان فشارشکن (Pressure interceptor) استفاده میشود.
از طرفی بدلیل ویژگی نزدیكی دما در این مبدلها برای زون بندی تاسیسات در ساختمان های مرتفع، مبدلهای پوسته لوله برای این امر دارای راندمان پائینی هستند .
مزایای مبدل حرارتی صفحه ای در تاسیسات مسکونی
راندمان بالا: مبدلها میتوانند به طور موثری حرارت را بین دو سیال منتقل کنند، که به معنای اتلاف انرژی کم و راندمان بالا است.
صرفه جویی در فضا: مبدلصفحه ای حرارتی به طور فشرده طراحی شده‌اند و فضای کمی را اشغال می‌کنند، که آنها را برای استفاده در فضاهای محدود ایده‌آل می‌کند.
کاهش هزینه‌ها: این دستگاه‌ها میتوانند به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی کمک کنند.
رسوب گیری اندک در مبدل های حرارتی صفحه ای:به دلیل آشفتگی بالای جریان، رسوبات کمتری در مجاری باقی می ماند در نتیجه این مبدل ها نیاز کمتری به باز شدن و تمیز شدن دارند.
عدم ترکیب سیالات در این مبدل های حرارتی:از آنجایی که هر سیال به طور جداگانه واشر بندی می شود و فضای بین واشر ها به اتمسفر راه دارد، اختلاط بین دو سیال به وجود نمی آید.
انعطاف پذیری در افزایش و کاهش ظرفیت:یکی از ویژگی های بر جسته مبدل های صفحه ای این است که به سادگی می توان با افزایش تعداد صفحات یا کاهش آن ، به نرخ تبادل حرارت مطلوب دست یافت.این قابلیت به ویژه در مواردی که مقدار دقیق بار حرارتی در دست نیست کارایی دارد و می تواند باعث صرفه جویی در زمان و هزینه گردد.
مزایای مبدلهای حرارتی صفحه‌ای در مقایسه با مبدلهای پوسته و لوله
- فشردگی و جمع و جور بودن که سبب جانمایی، حمل و نصب آسان حتی در مواردی که با محدودیت فضا مواجه هستند میشود.
- بدون هیچ گونه لرزش و سر و صدا
- مقرون به صرفه برای مالکان، چرا که فضای کاربردی را افزایش میدهد و میتوانند بدون مشکل بقیه فضا را به فضای مفید ساختمان اختصاص دهند.
- هزینه اولیه و هزینه عملکردی و راهبری پایینتر.
- راندمان بسیار بالا و اپروچ پایین که باعث کاهش بار متحمل به بویلر و چیلر میشود.
- تعمیر و نگهداری آسان و کم هزینه
مزایای استفاده از مبدل صفحه ای به جای منبع آب گرم دوجداره و کویلی
در ساختمان ها می توانیم بجای استفاده از منبع آبگرم از مبدل حرارتی صفحه ای استفاده کنیم که این کار محاسن جذابی برای ساکنین ساختمان به همراه دارد .
- کاهش هزینه خرید مبدل نسبت به منبع آبگرم تا ۶۰ درصد
- عدم وجود مشکلات حمل منبع جدید به داخل موتورخانه مثل عبور از پله ها ، تخریب در موتورخانه ، باز کردن لوله ها و موانع که مزاحم استقرار منبع در جای خود است.
- ابعاد بسیار کوچک مبدل نسبت به منبع دوجداره و کویلدار
- وسیع شدن فضای موتورخانه با حذف منبع آبگرم و کوچک شدن موتورخانه در ساختمان های در حال ساخت
- استفاده از تکنولوژی جدید و به روز شدن موتورخانه
- تعمیر و نگهداری آسان و سرویس سهل و سریع
- تحمل فشار بالا برای ساختمان های بلند مرتبه
- سرعت نصب مبدل و کاهش زمان قطعی آبگرم ساختمان
- کاهش مصرف گاز به علت نبود منبع که حرارت از جدارهای آن خارج شود
- سرعت گرم شدن آب به محض روشن شدن موتورخانه
- با بهره گیری از مبدل هاي حرارتي صفحه اي به جاي منابع دوجداره و یا كويل دار، مي توان حداقل تا 30 درصد در مصرف سوخت موتورخانه صرفه جويي کرد.
- همچنين به علت برخورداری از ضريب انتقال حرارتی بالا، اختلاف دماي دو سيال (آب گرم شونده و گرم كننده) بسيار ناچیز است و احتمال تشكيل رسوب بسیار کاهش می یابد. زيرا بدلیل وجود جريان پرتلاطم و گردابي آب، ذرات جامد در حالت معلق نگه داشته می شوند.
- به دلیل در اختیار داشتن سطح حرارتی بسيار بيش تر، انتقال حرارت راحت تر شده و سرعت تغيير دما افزایش می یابد.
در مجموع، برخي از مزاياي ويژه مبدل حرارتي صفحه اي موتورخانه به صورت خلاصه عنوان می شود:
- انتقال حرارت مناسب تر و بازدهي بیشتر نسبت به ساير مبدل های موجود
- قابليت تغيير دادن سطح تبادل حرارتی
- جایگیری و اشغال فضای بسيار كمتر در مقايسه با انواع سيستم هاي گرمايشی سنتي
- برخورداری از وزن بسيار كمتر در قیاس با سيستم هاي گرمايش سنتي
- کم بودن حجم مایع ذخیره شده در داخل مبدل به علت فاصله كم مابين صفحات
- کمتر بودن زمان ركود آب در مدار (زمان ماند)
- كم شدن ضريب رسوب پذيري به خاطر وجود شيارها و چين خوردگي و فرورفتگي هاي در هندسه صفحات و کمک به گردابي شدن جريان
- مقاومت و دوام بيشتر در برابر خوردگي و پوسيدگي به علت بهره مندی از صفحات با جنس فولاد ضدزنگ
- نصب سريع تر و آسان تر همراه با هزينه راه اندازي كمتر
- تعمير، نگهداري، تميزكاري و سرویس آسان آن
نکات مهم در خصوص نصب و به کارگیری مبدل حرارتی صفحه ای
به دليل سختي بالا و ناصاف بودن آب شهري و همچنین فاصله بسيار اندك صفحات مبدل با يكديگر، توصیه می شود که از سختي گير مناسب در سيستم استفاده شود.
در غیر این صورت، احتمالاً پس از مدت كوتاهي به دليل رسوب املاح آب بعد از گرم شدن، صفحات مبدل دچار گرفتگي شده و نياز به جرم گيري مرتب پيدا مي كند.
این مشکل خود باعث افزایش هزينه تعمير و نگهداري مبدل و موتورخانه مي شود.
به عبارت دیگر، براي تداوم عملکرد مناسب مبدل هاي حرارتي صفحه اي موتورخانه، نصب سختي گير مناسب در مدار لوله کشی و در ورودی آب سرد الزامي به نظر می آید.
ساختمان هایی که از منبع دوجداره یا منبع کویلی برای تامین آبگرم استفاده می کنند به مرور زمان (بسته به کیفیت این نوع از منابع ) دچار نشتی و ترکیدگی می شوند که باید با منابع جدید تعویض گردند .
جمع بندی
مبدل حرارتی صفحه ای به دلیل مزایای بیشماری که دارد، از جمله تجهیزاتی است که استفاده از آن در تمام موتورخانه ها توصیه می شود.
خلاصه ای از مهمترین نکاتی که در این مطلب گفتیم، به قرار زیر است:
- مبدل حرارتی صفحه ای به نوعی آبگرمکن فوری به حساب می آید.
- در مبدل های حرارتی صفحه ای آب سرد و گرم از دو طرف غیر هم سو حرکت کرده و صفحات فلزی بین آن ها آب را گرم می کند.
- راندمان حرارتی بالا، رسوب گذاری کم و ضریب انتقال حرارتی بالا از جمله ویژگی های مبدل های حرارتی صفحه ای هستند.
مبدلها نقشی اساسی در بسیاری از سیستمهای گرمایشی، سرمایشی و آب گرم مصرفی در ساختمانها ایفا می‌کنند. در نتیجه انتخاب مبدل حرارتی در موتورخانه ساختمانها، می‌تواند فرآیندی پیچیده ای باشد، اما با در نظر گرفتن تمام عوامل ذکر شده در بالا، می‌توانید تصمیمی آگاهانه بگیرید که به شما کمک می‌کند تا کارآمدترین و مقرون به صرفه‌ترین مبدل را برای موتورخانه ساختمان هتل‌ها، مجتمع‌های تجاری، اداری، مسکونی، رستوران‌ها و… با توجه به نیازهای خود انتخاب کنید.
همچنین می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره به صفحه تماس با ما مراجعه نمایید.