كيف تختلف مبادلات الحرارة اللوحية ذات الحشوات عن المبادلات الملحومة

كيف تختلف مبادلات الحرارة اللوحية المزودة بختم عن تلك الملحومة؟

تعتمد الأنظمة البحرية والصناعية ونُظم التكييف (HVAC) على مبادلات الحرارة اللوحية (PHEs) لتحقيق تبادل حراري مثالي، على الرغم من أن الأداء والملاءمة يعتمدان على النوع. ومن المفيد فهم الاختلافات الأساسية بينها لاختيار النوع الأنسب أو الأكثر كفاءة، مثل الاستخدامات البحرية في تبريد المحركات أو التبريد، أو في عملية معينة لإنتاج المياه العذبة. هنا نوضح الفرق الرئيسي بين هذين التصميمين — وهو فرق ينبع من تخصص شركة SME في حلول الأنظمة الحرارية المخصصة.

1. التركيب: الختم المطاطي مقابل اللحام للعزل بين السوائل

ما يفعلونه بشكل مختلف هو طريقة فصل سائلي التبادل الحراري. إن مبادلات الحرارة الصفيحية من نوع الشركات الصغيرة والمتوسطة تكون من النوع المزود بختمات، حيث يتم تركيب ختمات قوية ومقاومة كيميائيًا بشكل عالٍ بين كل صفائح معدنية مموجة. تُحدد هذه الختمات منطقة مغلقة على جوانب الصفائح، وبالتالي تمنع التلوث المتبادل وتسهل فك الصفائح. وتُصنع الختمات بحيث تتحمل البيئات البحرية والتآكل الناتج عن مياه البحر، والدورات الحرارية، والتلامس مع الزيوت ومائعات التبريد.

من ناحية أخرى، وحدات SME الملحومة هي مبادلات حرارية صفائحية خالية تمامًا من الحشيات. الصفائح المموجة غير مُلتحمة بالتلبيد، بل تُلحم معًا باستخدام عملية لحام عالية الحرارة. هذا يُنشئ رابطة دائمة (وبدون تسريب) بين الصفائح، مما يجعل القطعة صغيرة وسهلة الاستخدام. كما يُمكن تجنب فقدان الحشية كما هو الحال في التركيبات ذات الحواف، خاصةً إذا كان من الصعب الوصول إلى الصيانة.

2. الصيانة وسهولة الخدمة: التصميم الوحداتي مقابل الدوام

نظراً لطريقة تصنيعها، تختلف احتياجات الصيانة بشكل كبير. يمكن فك مبادل الحرارة اللوحي المضغوط الخاص بالشركات الصغيرة والمتوسطة بسهولة عن طريق فك البراغي الطرفية، مما يسمح لعمال الصيانة بالفحص أو التنظيف أو استبدال الألواح أو الحشوات الفردية. وهذا أمر مهم للأنظمة البحرية التي لا مفر من انسدادها مع الوقت، حيث إن التنظيف المنتظم يعزز كفاءة انتقال الحرارة. ويمكن استبدال الحشوات دون الحاجة إلى استبدال الوحدة بأكملها، ما يؤدي إلى تقليل التكاليف على المدى الطويل.

تُلحَم وحدات التبادل الحراري ذات الصفيحات (BPHE) بتصميم ثابت ولا يمكن صيانتها. وعندما تتعرض إحدى الصفائح للتلف أو الاتساخ، فإن الوحدة بأكملها تُطرح عادةً. ولتقليل حدوث ذلك، طوّرت شركة SME وحدات تبادل حراري ذات صفيحات ذات سطح أملس لا يسبب تلوثًا، كما تقدّم بعض التوجيهات المتعلقة بترشيح السوائل للمساعدة في الحد من التراكم. وبالتالي، تكون وحدات التبادل الحراري ذات الصفيحات أكثر ملاءمة للعمل الذي يتطلب صيانة قليلة، مثل تبريد المياه العذبة على نطاق مدمج حيث يكون الوصول صعبًا أو تكون إمكانية الاتساخ منخفضة.

3. حدود التشغيل - الضغط ودرجة الحرارة وتوافق السوائل.

تُنتج شركة SME أنواعًا مختلفة من وحدات التبادل الحراري ذات الصفيحات المزودة بختم (GPHEs) ووحدات التبادل الحراري ذات الصفيحات الملحومة (BPHEs) التي تختلف في مقاومتها للظروف القصوى. وتكون وحدات GPHEs مناسبة في تطبيقات مثل تبريد محركات السفن، أو تبريد زيوت التزييت أو ماء الجاكت، وتكييف الهواء والتدفئة. وتعمل الحشوات كوسائد لامتصاص الصدمات الناتجة عن ارتفاعات الضغط المفاجئة، ويتم تحديد توافقها مع كيمياء السوائل من قبل المستخدم.

يتم لصق المبادل الحراري اللوحي باللحام بشكل محكم لاستخدامه في ضغط ودرجة حرارة عالية. ولهذا السبب يعمل بكفاءة في التطبيقات البحرية ذات الضغط العالي مثل أنظمة التبريد ذات الضغط العالي في المناطق النائية أو وحدات استرداد الحرارة في المحركات المساعدة، حيث لا يمكن استخدام حشوات المبادل الحراري اللوحي العام. علاوة على ذلك، فإن مقاومة الختم الملحوم للهجمات الكيميائية تُعد من المزايا الإضافية للمبادلات الحرارية اللوحية الملحومة عند استخدامها في سوائل قد تتسبب في تمزق الحشوات، مثل بعض مبردات الصناعية أو الزيوت ذات درجة الحرارة العالية.

كما تتميز بتصاميم حساسة جدًا من حيث البصمة والوزن، وهي عوامل بالغة الأهمية في البيئات البحرية المحدودة المساحة. إن وزن وحجم المبادلات الحرارية اللوحية الملحومة من شركة SME صغيرة بشكل واضح مقارنةً بتلك الخاصة بالمبادلات الحرارية اللوحية العامة ذات نفس كفاءة انتقال الحرارة. ويُلغي التصنيع الملحوم الحاجة إلى استخدام مسامير تثبيت ضخمة أو سماكة الحشوات، مما يوفر مساحة هامة على متن السفن.

4. الحجم والوزن ومدى ملاءمتهما للتطبيقات البحرية

إن المبادلات الحرارية ذات الصفائح المختومة أكبر حجمًا ولكنها توفر سعة استيعابية أكبر: يمكن زيادة أو تقليل عدد الصفائح المنفذة بشكل تراكمي جنبًا إلى جنب حسب الحاجة لتوفير انتقال حرارة أكبر وفقًا لمتطلبات نظام السوائل. كما أن هذه الوحدات تعني أن المبادلات الحرارية ذات الصفائح المختومة هي الخيار الطبيعي لأنظمة المياه البحرية الكبيرة.

توفر مجموعة Sealong للهندسة البحرية مبادلات حرارية صفيحية مختومة ومصرفة استجابة فريدة للمشاكل البحرية الخاصة، من حيث الخدمة والبيئة التشغيلية الصعبة. ويمكن تحقيق ذلك بمطابقة نوع المبادل الحراري الصفيحي مع متطلبات التطبيق – حيث يمكن للمشغلين تحقيق كفاءة نقل حراري مثلى وزيادة عمر النظام الافتراضي.