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Wie unterscheiden sich plattengeformte Wärmetauscher mit Dichtungen von gelöteten?
In der Schifffahrt, Industrie und Klimatechnik kommen plattengeformte Wärmetauscher (PHEs) für einen optimalen Wärmeaustausch zum Einsatz, wobei Leistung und Anwendbarkeit typabhängig sind. Um beispielsweise in maritimen Anwendungen wie der Motorkühlung oder Kühlung zu entscheiden, welcher PHE am besten geeignet oder effizienter ist, ist es hilfreich, die grundlegenden Unterschiede zu verstehen, etwa bei der Erzeugung von Süßwasser. Hier erläutern wir den entscheidenden Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungen – ein Unterschied, der in SMEs Spezialgebiet maßgeschneiderter thermischer Systemlösungen begründet liegt.
1. Aufbau: Dichtungen vs. Verlötung zur Fluidtrennung
Was sie anders machen, ist die Art und Weise, wie sie die beiden Wärmetauscher-Fluide trennen. Plattenwärmetauscher von Construction SME sind Dichtungstypen, bei denen robuste und chemisch hochbeständige Dichtungen zwischen jeweils zwei gewellten Metallplatten angebracht sind. Diese Dichtungen begrenzen einen geschlossenen Bereich entlang der Seiten der Platten und verhindern so die Vermischung der Fluidströme, während sie gleichzeitig die Demontage der Platten erleichtern. Die Dichtungen sind so gefertigt, dass sie marinen Umgebungen und Salzwasser-Korrosion, thermischen Zyklen sowie Kontakt mit Schmierstoffen und Kühlmitteln standhalten.
Andererseits sind SME-Lötverbund-Aggregate vollständig dichtungsfreie Plattenwärmetauscher. Die gewellten Platten werden nicht gesintert, sondern durch ein Hochtemperatur-Lötverfahren miteinander verbunden. Dadurch entsteht eine dauerhafte (und leckagefreie) Verbindung zwischen den Platten, wodurch das Bauteil kompakt und handlich wird. Zudem kann man den Verlust von Dichtungen vermeiden, wie er insbesondere bei Flanschbauweisen auftreten kann, wenn der Zugang für Wartungsarbeiten erschwert ist.
2. Wartung und Servicefreundlichkeit: Modularität vs. Dauerhaftigkeit
Aufgrund ihres Aufbaus unterscheiden sich die Wartungsanforderungen erheblich. Der Plattenwärmetauscher von SME, der aus gestapelten, verschraubten Platten besteht, kann leicht durch Lösen der Endbolzen auseinandergebaut werden, sodass Wartungspersonal einzelne Platten oder Dichtungen überprüfen, reinigen oder austauschen kann. Dies ist wichtig für maritime Systeme, die zwangsläufig verunreinigt werden, da regelmäßige Reinigung die Wärmeübertragungseffizienz verbessert. Die Dichtungen können ausgetauscht werden, ohne das gesamte Gerät ersetzen zu müssen, was langfristig kostengünstiger ist.
BPHE sind in einem festen Design verlötet und nicht wartbar. Wenn eine Platte beschädigt oder verschmutzt wird, wird die gesamte Einheit normalerweise entsorgt. Um dies zu minimieren, entwickelt SME BPHEs mit einer glatten Plattenoberfläche, die keine Kontamination verursacht, und gibt Hinweise zur Fluidfiltration, um Ablagerungen einzuschränken. BPHEs eignen sich daher besonders gut für wartungsarme Anwendungen, wie beispielsweise die Kühlung mit Frischwasser im kompakten Maßstab, wo der Zugang schwierig ist oder das Verschmutzungspotential gering ist.
3. Betriebsgrenzen – Druck, Temperatur und Fluidverträglichkeit.
SME produziert verschiedene GPHEs und BPHEs, die unterschiedliche Beständigkeiten gegenüber extremen Bedingungen aufweisen. GPHEs sind geeignet für Anwendungen wie die Motorkühlung in der Marine, Schmierstoff- oder Mantelwasserkühlung sowie HVAC. Die Dichtungen dienen als druckspitzenbegrenzende Puffer, deren Chemikalienbeständigkeit vom Anwender je nach Fluid definiert wird.
BPHE ist fest verlötet und für den Einsatz bei hohem Druck und hohen Temperaturen geeignet. Daher eignen sie sich perfekt für Hochdruck-Anwendungen in der Marine, wie zum Beispiel in Offshore-Kältemittelsystemen mit hohem Druck oder Wärmerückgewinnungsanlagen an Hilfsaggregaten, wo die Dichtungen von GPHE nicht verwendet werden könnten. Zudem trägt die Beständigkeit der Lötverbindung gegen chemische Angriffe dazu bei, dass BPHE auch bei Fluiden einsetzbar sind, die Dichtungen beschädigen könnten, wie bestimmte industrielle Kühlmittel oder Öle mit hoher Temperatur.
Sie zeichnen sich außerdem durch eine sehr kompakte Bauweise aus, was Platzbedarf und Gewicht betrifft – beides entscheidend in beengten maritimen Umgebungen. Gewicht und Abmessungen der BPHE von SME sind offensichtlich deutlich geringer im Vergleich zu GPHE mit gleicher Wärmeübertragungsleistung. Die verlötete Konstruktion macht den Einsatz großer Spannbolzen oder dicker Dichtungen überflüssig, was besonders bei begrenztem Platzangebot an Bord von Schiffen von Vorteil ist.
4. Größe, Gewicht und Eignung für maritime Anwendungen
GPHEs sind größer, bieten aber kapazitätsmäßig mehr Platz: Die Anzahl der Platten, die nebeneinander gestapelt ausgeführt werden, kann je nach Erfordernis erhöht oder verringert werden, um eine höhere Wärmeübertragung pro Fluidsystemanforderung zu liefern. Diese Modularität bedeutet auch, dass GPHEs die natürliche Wahl bei großtechnischen Meerwassersystemen sind.
Die genieteten und gelöteten Plattenwärmetauscher der Sealong Marine Engineering Group bieten eine einzigartige Lösung für spezifische maritime Probleme hinsichtlich Serviceleistung und anspruchsvoller Betriebsumgebung. Dies kann erreicht werden, indem der PHE-Typ an die Anwendungsanforderungen angepasst wird – Betreiber erzielen so optimale Wärmeübertragungseffizienz und längere Systemlebensdauer.