Jak wygląda proces produkcji płytowych lutowanych wymienników ciepła?

Wymiennik ciepła lutowany w piecu próżniowym

Wymiennik lutowany jest typem urządzenia, które jest lutowane w specjalnym nowoczesnym piecu próżniowym,w którym temperatura nierzadko osiąga nawet 450 stopni Celsjusza. Składa się, jak być może większość wie - z metalowych arkuszy, zwykle stalowych. Nazywa się je po prostu płytami wymiennika. Są one karbowane. Pomiędzy nimi zostaje niewielka przestrzeń tworząca regularne kanały, które umożliwiają przepływ mediom, które mają wymieniać ciepło. Wymiana odbywa się właśnie za pośrednictwem owych płyt.

Produkcja wymienników i jej wpływ na wytrzymałość

✅ Wymienniki ciepła w w produkcji poddawane są procesowi lutowania w różny sposób, w zależności od parametrów wytrzymałości ciśnieniowej jaki ma być osiągnięty. Stąd też potem niektóre wymienniki są dopuszczone do standardowych ciśnień rzędu 10-20 czy 30 bar.

✅ Są również jednak modele poddawane nieco innej - dłuższej obróbce. Cały proces jest bardziej czasochłonny i energochłonny, ale dzięki temu tworzone są także wymienniki wysokociśnieniowe - których wytrzymałość to nawet 40 lub 45 bar. Dzięki temu mamy na rynku urządzenia, które są w stanie obsługiwać instalacje obsługujące gazy wysokociśnieniowe jak np. freon używany w pompach ciepła.

Płyty wymiennika płytowego i ich wydajność

✅ Współczynnik wymiany ciepła w wymienniku płytowym lutowanym jest większy niż w konwencjonalnych wymiennikach (płaszczowych, dziś coraz rzadszych), jeśli zestawimy osiągi przy porównywalnych przepływach. Dzięki temu, że płyta ma jedynie 0,3-0,4mm (w przypadku wymienników Nordic Tec) wymiana ciepła jest wręcz doskonała - szczególnie, że ilość surowca potrzebna do wykonania modelu płytowego również jest stosunkowo mała. Wymiennik ciepła, tego typu, czasem zwany z angielskiego PHE (Plate Heat Exchanger) tworzy więc strukturę kompaktową, ale z wielką powierzchnią przekazu cieplnego. Dlatego istnieje oczywista tendencja do zastępowania starych typów wymienników modelami płytowymi.

Plates of heat exchanger

Proces łączenia ze sobą stalowych płyt - jak powstaje wymiennik płytowy?

Proces lutowania może odbywać się we właściwy sposób jedynie w nowoczesnych, wysoko rozwiniętych technologicznie liniach produkcyjnych - konkretnie w piecach próżniowych. W przeciwnym wypadku nie mielibyśmy gwarancji, że urządzenie będzie długowieczne i odporne na wycieki. Wymienniki Nordic Tec są powszechnie uznawane za jedne z najtrwalszych urządzeń lutowanych.

Spoiwo płyt w wymiennikach - czyli lut

Podczas obróbki w piecu próżniowych, materiał lutu (zwykle miedź, rzadziej nikiel) jest podgrzewany do ogromnych temperatur, w których staje się plastyczny. Można uzyskać w ten sposób oczekiwane fizyczne kształty oraz właściwości - by potem gwałtownie doprowadzić do schłodzenia materiału. Im sprawniejszy ten proces - tym trwalszy wymiennik będzie w dowolnej instalacji. Swoją drogą - chłodzenie materiału odbywa się również za pomocą wymiennika ciepła - ale to już inna historia, jest to wymiennik innego typu, zawsze stanowi ważny element pieca próżniowego.

Ten właśnie proces, jeśli odbywa się w zaawansowanej i nowoczesnej linii produkcyjnej - tworzy luty, które są odporne na różne media oraz ciśnienia. To jest klucz do stworzenia urządzenia, które może pracować w różnych zastosowaniach, z różnymi typami instalacji i parametrami. To czyni wymiennik uniwersalnym.

Rdzawe ślady miedzi na płytach wierzchnich wymiennika

Swoją drogą proces produkcji wymienników ciepła płytowych i konkretnie użycie w nich lutu miedzianego sprawia, że boki wymiennika mają charakterystyczną rdzawą miedzianą barwę. Dodatkowo czasem spotyka się ślady miedzi na płytach wierzchniej czy tylnej. Bardzo często są one w okolicach przyłączy. Przybierają formę kropek, czasem linii - które niektórzy interpretują jako pęknięcia lub ślady rdzy na wymienniku.
Oczywiście jest to nonsens, wymienniki ciepła nie mogą rdzewieć jeszcze przed ich użyciem z wodą (nawet gdyby były wykonane z bardzo słabej jakości stali). Podobnie też ,,pęknięcia" - nie mogą być pęknięciami, wyobraź sobie stal, która pęka - wiemy, że to niemal niewykonalne.

Płyty karbowane do wymienników - dlaczego i jak to działa?

✅ Gdyby płyty wymiennika były płaskie, przepływ mediów przez urządzenie byłby prosty. Nie byłoby prawie spadków ciśnień na wejściu wody (lub innego medium), co raczej byłoby korzystne. Jednak lata badań oraz prac nad udoskonaleniem technologii wymiany ciepła, prowadzonej przez różne firmy, głównie w Skandynawii, Niemczech oraz USA wykazały bezsprzecznie, że płyta karbowana czy żłobiona wywołuje przepływ turbulentny (prostszym językiem bardziej wzburzony), co daje lepsze wyniki w wymianie ciepła. Osiągi wymiany, pod kątem temperatury są lepsze, mimo zastosowania płyty o tej samej powierzchni.

Karbowana płyta produkcja wymienników ciepła pl