De vanligaste värmeväxlarna i processindustrin är så kallade tubvärmeväxlare och plattvärmeväxlare. Tubvärmeväxlaren består av ett antal tuber med vätska eller gas som omges av ett yttre hölje med ett annat medium och annan temperatur så att värmeväxlingen sker. Plattvärmeväxlaren består i stället av ett antal tunna korrugerade plåtar som sätts samman i ett större paket och vätskan strömmar mellan dessa plåtar och värmeutbytet sker mot mediet på andra sidan plåten.
— Du får ett turbulent flöde i plattvärmeväxlare men i tubvärmeväxlare är flödet mer laminärt. Ju mer turbulens desto bättre värmeöverföring får du. Jämför med att du med en sked rör i det varma kaffet för att få det att svalna, säger Erland Elwin hos Alfa Laval där han är säljchef i Norden för värmeväxlare till processindustrin.
Erland berättar gärna om olika typer av värmeväxlare och visar runt i de stora lokalerna i Lund där cirka 1000 personer arbetar med tillverkning av plattvärmeväxlare. Stora maskiner pressar rätt mönster i plåtarna och därefter sker montering. En del värmeväxlare är så stora att flera personer måste hjälpas åt att få plåtarna på plats.
Alfa Laval tillverkar båda typerna av växlare men Erlands huvudfokus är plattvarianten och det är den han talar sig varm för, men han menar ändå att båda varianterna har sina fördelar. Tub vinner ibland över platt när det gäller hantering av höga tryck eller temperaturer, i alla fall jämfört med den traditionella plattvärmeväxlaren som har gummipackning mellan respektive platta. Det är också rätt vanligt att man har en process uppbyggd kring sin tubväxlare och inte vill bygga om hela konstruktionen när det är dags för byte.
Fördelarna med den platta varianten är att den ofta är mer kompakt. Den är också lättare att rengöra, det är enkelt att sära på de olika plåtarna och skölja dessa rena, vilket inte är möjligt med tuberna. Men Erlands viktigaste argument är ett annat.
— Skillnaden i energieffektivitet mellan tub och platt är upp till fem gånger större.
När det gäller plattvarianten har det skett en stor utveckling vilket syns på väggen vid entrén till Alfa Lavas lokaler. Där hänger plattorna från de första växlarna till dagens. De tydligaste skillnaderna är tjockleken på plåtarna som har minskat från någon centimeter ned till dagens millimetertjocka. En annan tydlig förändring är det fiskbensliknande mönstret i plattorna som utvecklats genom åren för att ge en allt bättre värmeöverföring. Förutom den vanliga plattan finns det några speciella varianter. Bland annat en typ som inte har gummipackning mellan respektive plåt utan istället en svetsad kant, vilket innebär att den bättre kan användas vid höga tryck och temperaturer, men också om mediet är mer aggressivt till exempel som ammoniak i en kylanläggning. Det finns också spiralformade enkanalsväxlare som är en kompakt och flexibel lösning för vissa ändamål.
Om man i sin process har mycket partiklar i den vätska som strömmar genom växlarna finns alltid en risk för igensättning både för tub och platt. Detta kan man i plattfallet lösa med att utforma kanalerna, de så kallade pressdjupen, i plåtarna på ett annat sätt och med annat djup så att risken för igensättning minimeras. Erland visar på en variant med djupare kanaler som ofta används till exempel i pappersmassaindustrin eller vid sockertillverkning.
— Ju mindre pressdjup desto mer värme kan överföras men kostnaden blir tryckfallet. Till exempel en variant för ett pappersbruk kan ha upp till 17 mm pressdjup men vanliga rena applikationer har 1 till 2 mm. Det större pressdjupet är viktigt för man vill inte göra rent värmeväxlaren varje dag.
En annan fördel som Erland ser med platt är om processen ändras, till exempel att flödena minskar då kan man lätt plocka bort ett antal plåtar i växlaren och på det viset anpassa den till de nya förutsättningarna, vilket inte går att göra på samma sätt med tub.
Många funderar över vilket underhåll en värmeväxlare behöver men det är svårt att säga något generellt.
— Det skiljer sig enormt mycket beroende på vilken typ av applikation du har. Vissa värmeväxlare står där och du nästan glömmer bort att de finns, medan andra kanske måste underhållas flera gånger per år. Viktigast är att man prioriterar förebyggande underhåll.
När det gäller framtiden kommer växlarna naturligtvis fortsätta att utvecklas för att ge ännu bättre värmeöverföring. Det kan handla om allt från att utveckla bättre pressar för plåten, designen på plåtens mönster och packningarna eller hur de sätts fast på plåtarna. Något som också är en tydlig trend är att ordet hållbarhet blir allt vanligare och att företag därför vill återvinna mer spillvärme. Det kommer enligt Erland avspegla sig i produkterna och deras utformning i framtiden.
— Norden är ju framgångsrikt i att återvinna energi, men det kommer ju mer och mer även i Kina och andra länder.
Att tänka på
För att välja växlare måste hänsyn tas till:
-
Tryck och temperatur. Höga tryck och temperaturer kan tala för en tubvärmeväxlare alternativt en mer specialiserad plattvärmeväxlare utan gummipackningar.
-
Medium, är det aggressivt t.ex. mot packningar.
-
Förekommer partiklar som ger risk för igensättning.
-
Temperaturprogrammet, det vill säga hur mycket värme vill du återvinna.
BREAKING