Die Platten sind die primären Wärmeübertragungsflächen und werden typischerweise aus Edelstahl oder Titan gepresst. Ihre gewellte Struktur erzeugt Turbulenzen und verbessert so die thermische Effizienz. Jede Platte ist präzise gestanzt, um Strömungskanäle für die beiden Medien zu schaffen. Bei geschweißten Plattenwärmetauschern werden die Platten ohne Dichtungen verbunden, was den Betrieb bei höheren Temperaturen und Drücken ermöglicht. Das Plattenpaket wird so montiert, dass die Fluide in abwechselnde Kanäle geleitet werden und die Wärmerückgewinnung maximiert wird. Für kundenspezifische Lösungen kann die Plattengeometrie an spezifische Anforderungen angepasst werden, beispielsweise für viskose Fluide oder Anwendungen mit starker Verschmutzung.
Erfahren Sie mehr über Plattenkonfigurationen.Die Rahmenkonstruktion besteht aus einem festen Kopfrahmen und einer beweglichen Druckplatte, die durch Zugstangen verbunden sind. Der Kopfrahmen enthält die Ein- und Auslassstutzen für beide Medien, während die Druckplatte den Plattenstapel mittels Spannschrauben gegen den Kopfrahmen presst. Als Rahmenmaterialien werden üblicherweise Kohlenstoffstahl oder Edelstahl verwendet, wobei die Wahl des Materials von den Einsatzbedingungen abhängt. Die Rahmenkonstruktion gewährleistet eine gleichmäßige Kompression des Plattenstapels, verhindert Leckagen und erhält die thermische Leistung aufrecht. Bei großen Anlagen können zusätzliche Stützsäulen oder Führungsschienen integriert werden, um die Demontage und Wartung der Platten zu erleichtern.
Entdecken Sie verschiedene RahmendesignsGeschweißte Dichtungen ersetzen herkömmliche Dichtungen und gewährleisten eine dauerhafte, leckagefreie Verbindung zwischen den Platten. Laser- oder WIG-Schweißen wird häufig eingesetzt, um durchgehende Nähte entlang der Plattenkanten und um die Anschlusslöcher herum zu erzeugen. Dadurch wird das Risiko eines Dichtungsausfalls eliminiert, sodass der Wärmetauscher für aggressive Chemikalien, hohe Drücke und extreme Temperaturen geeignet ist. Die Schweißnahtqualität ist entscheidend; sie muss thermischen Belastungen und mechanischer Beanspruchung standhalten, ohne zu reißen. Einige Konstruktionen verwenden Doppel- oder Teilschweißungen, um unterschiedliche Wärmeausdehnungen auszugleichen. Geschweißte Dichtungen reduzieren zudem den Wartungsaufwand, da keine Verschleißdichtungen ausgetauscht werden müssen.
Schweißdichtungstechnologie ansehenDer thermische Wirkungsgrad eines geschweißten Plattenwärmetauschers wird maßgeblich durch das Zusammenspiel von Strömungswegkonfiguration und Plattengeometrie bestimmt. Die Optimierung dieser beiden Elemente ermöglicht höhere Wärmeübergangskoeffizienten bei gleichzeitiger Einhaltung der Druckverlustvorgaben.
Die Strömungsführung bestimmt Richtung und Geschwindigkeit der Fluidströme durch die Plattenkanäle. Gegenstromanordnungen, bei denen heiße und kalte Fluide in entgegengesetzte Richtungen fließen, maximieren die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (LMTD) und sind die bevorzugte Konfiguration für hohe thermische Leistung. Mehrfachdurchlaufanordnungen können die Wärmerückgewinnung weiter verbessern, indem sie die Fluide zwingen, das Plattenpaket mehrmals zu durchströmen, wodurch die effektive Wärmeübertragungsfläche pro Volumeneinheit erhöht wird.
Die Plattenstruktur beeinflusst Turbulenzen und Oberflächendichte direkt. Fischgräten- oder Chevronmuster sind weit verbreitet, da sie bei niedrigen Reynolds-Zahlen starke Sekundärströmungen und Wirbelablösung induzieren und so den konvektiven Wärmeübergang deutlich verbessern. Der Chevronwinkel – typischerweise zwischen 30° und 65° – ist ein entscheidender Parameter: Ein größerer Winkel (z. B. 60°) führt zu höherer Turbulenz und besserem Wärmeübergang, erhöht aber auch den Druckverlust, während ein kleinerer Winkel (z. B. 30°) einen geringeren Druckverlust bei moderater Wärmeverbesserung bewirkt. Fortgeschrittene Strukturen, wie beispielsweise genoppte oder gewellte Oberflächen, können den Wärmeübergang weiter steigern, indem sie zusätzliche Keimbildungsstellen für Blasen in Zweiphasenanwendungen schaffen.
Die Kombination aus optimierten Strömungswegen und maßgeschneiderten Plattenmustern ermöglicht es Ingenieuren, die Wärmeleistung mit dem Pumpenleistungsbedarf in Einklang zu bringen. CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) werden häufig eingesetzt, um lokale Wärmeübergangskoeffizienten und Strömungsungleichverteilungen vorherzusagen. Dies ermöglicht die Konstruktion von Plattenwärmetauschern, die eine gleichmäßige Strömungsverteilung erreichen und Stagnationszonen minimieren. Dieser ganzheitliche Ansatz zur Optimierung der thermischen Leistung gewährleistet, dass geschweißte Platten- und Rahmenwärmetauscher in anspruchsvollen Industrieprozessen hohe Effizienz und Zuverlässigkeit bieten.
Geschweißte Platten- und Rahmenwärmetauscher nutzen vollverschweißte Verbindungen, wodurch Dichtungen entfallen und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber extremen Betriebsbedingungen gewährleistet wird. Die Schweißkonstruktion ermöglicht die Bewältigung hoher Druckdifferenzen und erhöhter Temperaturen bei gleichzeitiger Gewährleistung der strukturellen Integrität und Dichtheit.
| Parameter | Standardsortiment | Erweiterte Funktionalität |
|---|---|---|
| Maximaler Betriebsdruck | 30 bar (435 psi) | Bis zu 100 bar (1450 psi) |
| Maximale Betriebstemperatur | 200 °C (392 °F) | Bis zu 500 °C (932 °F) |
| Minimale Betriebstemperatur | -10°C (14°F) | -50°C (-58°F) |
| Druckdifferenz (pro Durchgang) | Bis zu 15 bar (218 psi) | Bis zu 40 bar (580 psi) |
| Beständigkeit gegen Temperaturschocks | ±50°C/min | ±120 °C/min |
Die Schweißverbindungen werden typischerweise mittels automatisiertem Orbitalschweißen oder Laserschweißen hergestellt, wodurch eine gleichmäßige Durchschweißung und minimale Wärmeeinflusszonen gewährleistet werden. Dies ermöglicht es dem Wärmetauscher, seine Druckgrenzen auch unter zyklischer thermischer Belastung und Vibrationen beizubehalten. Für Anwendungen mit extrem hohem Druck kann das Plattenpaket mit zusätzlichen Zugbolzen und hochbelastbaren Rahmen verstärkt werden, während die Schweißnähte häufig einer 100%igen Röntgen- oder Ultraschallprüfung unterzogen werden, um die Qualität sicherzustellen.
Weitere Details zu spezifischen Ausführungen von geschweißten Plattenwärmetauschern finden Sie auf den folgenden Produktseiten:
Die Werkstoffwahl bei geschweißten Platten- und Rahmenwärmetauschern hat direkten Einfluss auf die Langzeitleistung unter aggressiven chemischen und thermischen Bedingungen. Edelstahlsorten wie 316L und 904L bieten eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen chloridinduzierte Loch- und Spaltkorrosion und eignen sich daher für die Kühlung mit Meerwasser und sauren Prozessströmen. Für stark korrosive Umgebungen bieten Nickelbasislegierungen wie Hastelloy C-276 eine überlegene Beständigkeit gegenüber oxidierenden Säuren und feuchtem Chlor.
Titan und Titan-Palladium-Legierungen werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen häufig für Anwendungen mit Chloriden, Hypochloriten und organischen Säuren ausgewählt. In weniger anspruchsvollen Anwendungsbereichen vereinen Duplex-Edelstähle hohe mechanische Festigkeit mit guter Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, wodurch die Blechdicke und das Gesamtgewicht reduziert werden, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.
Bei der Auswahl geeigneter Materialien wird auch die galvanische Verträglichkeit zwischen Platten, Rahmen und Dichtungsmaterialien berücksichtigt. Geschweißte Konstruktionen eliminieren die bei Dichtungen häufig auftretenden Spaltbildungen und verbessern so die Korrosionsbeständigkeit zusätzlich. Regelmäßige Inspektionen und die Einhaltung der Materialspezifikationen gewährleisten eine lange Lebensdauer und reduzierte Wartungskosten bei kritischen Wärmeübertragungsprozessen.
Geschweißte Platten- und Rahmenwärmetauscher sind auf Wartungsfreundlichkeit ausgelegt. Im Gegensatz zu vollständig verschweißten Einheiten verfügen diese Wärmetauscher über strategisch platzierte Zugangspunkte, die Inspektion, Reinigung und Wartung ohne vollständige Demontage des Systems ermöglichen.
Typische Zugangspunkte sind abnehmbare Abdeckungen an den Rahmenenden, Seitenwänden und spezielle Reinigungsöffnungen. Diese Öffnungen ermöglichen den direkten Zugang zum Plattenpaket und den Fluidkanälen und erlauben Technikern die Durchführung von Sichtprüfungen und mechanischen Reinigungen. Die Rahmenkonstruktion umfasst häufig Scharnier- oder Bolzentüren, die sich mit Standardwerkzeugen öffnen lassen.
Es werden zwei primäre Reinigungsverfahren unterstützt:chemische ReinigungUndmechanische ReinigungDie chemische Reinigung erfolgt durch Zirkulation zugelassener Lösungsmittel durch den Wärmetauscher, um Ablagerungen zu lösen. Die mechanische Reinigung nutzt Bürsten, Hochdruckwasserstrahlen oder Schaber, die durch Zugangsöffnungen eingeführt werden, um hartnäckige Ablagerungen oder Verschmutzungen zu entfernen. Die geschweißte Plattenkonstruktion gewährleistet, dass Reinigungswerkzeuge die engen Kanäle passieren können, ohne die Plattenoberflächen zu beschädigen.
Die modulare Rahmenkonstruktion ermöglicht das Entfernen oder Austauschen einzelner Plattenpakete, ohne benachbarte Abschnitte zu beeinträchtigen. Dies reduziert Ausfallzeiten bei Wartungsarbeiten. Darüber hinaus sind die abgedichteten Zugangspunkte für wiederholtes Öffnen und Schließen ausgelegt und verfügen über austauschbare Dichtungen, die die Dichtheit gewährleisten. Für Anwendungen, die eine häufige Reinigung erfordern,Weitspaltplatten-Designssind verfügbar, um größere Partikel aufzunehmen und einen leichteren Zugang zu ermöglichen.
Transparente Inspektionsöffnungen oder Schaugläser sind häufig in das Gehäuse integriert, um die visuelle Überwachung des Flüssigkeitsstroms und von Ablagerungen zu ermöglichen, ohne das Gerät öffnen zu müssen. Diese Öffnungen unterstützen die vorausschauende Wartungsplanung und helfen dem Bedienpersonal, den Reinigungsbedarf zu ermitteln, wodurch die Lebensdauer des Wärmetauschers verlängert wird.
Weitere Einzelheiten zu benutzerdefinierten Konfigurationen finden Sie unterkundenspezifisch konstruierte Plattenluftvorwärmerodergedruckte Leiterplatten-WärmetauscherDie
Zusammenfassung
Der geschweißte Platten- und Rahmenwärmetauscher zeichnet sich durch seine zentralen Strukturkomponenten – Platten, Rahmen und geschweißte Dichtungen – aus, die auf Dichtungen verzichten und die Leckagebeständigkeit erhöhen. Die thermische Leistung wird durch sorgfältig gestaltete Strömungswege und Plattenmuster optimiert, die Turbulenzen und einen effizienten Wärmeaustausch fördern. Die Schweißverbindungen gewährleisten eine hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit und machen das Gerät somit ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
Bei der Materialauswahl stehen Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit im Vordergrund. Zur Auswahl stehen Optionen wie Edelstahl, Titan und Nickellegierungen, die auf spezifische Prozessflüssigkeiten abgestimmt sind. Wartung und Instandhaltung werden durch strategisch platzierte Zugangspunkte und Reinigungskonzepte gewährleistet. So können Inspektion und Wartung durchgeführt werden, ohne die Integrität der Schweißkonstruktion zu beeinträchtigen.
Insgesamt bieten die Konstruktionsmerkmale eines geschweißten Platten- und Rahmenwärmetauschers eine kompakte, leistungsstarke Lösung für anspruchsvolle Anforderungen an das Wärmemanagement, die Effizienz, Festigkeit und Wartungsfreundlichkeit in Einklang bringt.
Wir bieten Ihnen umfassende Außenhandelslösungen, um Unternehmen bei der globalen Entwicklung zu unterstützen.
Die Abgase von Industrieöfen und Kesseln enthalten große Mengen ungenutzter Wärmeenergie. Der kundenspezifische Plattenluftvorwärmer (PAPH) von SHPHE wurde speziell entwickelt, um diese Hochtemperatur-Abgase aufzufangen, wertvolle Abwärme zurückzugewinnen und sie direkt der einströmenden Verbrennungsluft oder den Prozessgasströmen zuzuführen. Durch die deutliche Erhöhung der Flammenzufuhrtemperatur optimieren unsere Systeme die Verbrennungsthermodynamik, ermöglichen massive Brennstoffeinsparungen und reduzieren den CO₂-Fußabdruck und die Emissionen der Industrie signifikant. Die für den Einsatz unter extremen Abgasbedingungen konzipierten PAPH-Systeme von SHPHE sind die optimale Wahl für moderne, energieintensive Anlagen, die Wert auf die Einhaltung der Entkohlungsvorschriften und maximale thermische Effizienz legen.
Maßgeschneiderte Lösungen gegen Verstopfung für hochviskose Suspensionen: Die SHPHE-Plattenwärmetauscher mit großem Spalt wurden speziell für die Bekämpfung starker industrieller Ablagerungen entwickelt und sind so konstruiert, dass sie komplexe Medien mit dichten Fasern, groben Kristallen oder Feststoffsuspensionen verstopfungsfrei verarbeiten können. Jeder verstopfungsfreie Kanal wird durch lasergeschweißte Plattenpakete berechnet und geformt, die exakt auf die Rheologie und Korngröße Ihres Fluids abgestimmt sind. Dadurch werden strukturelle „Totzonen“ und Medienstagnation vollständig vermieden. Unsere vertikalen Wärmetauscher sind in kompakten vertikalen und vielseitigen horizontalen Ausführungen erhältlich. Sie reduzieren den Platzbedarf in Anlagen drastisch und gewährleisten gleichzeitig einen ungehinderten Produktdurchsatz, minimale Druckverluste und einen reibungslosen kontinuierlichen Betrieb auch unter anspruchsvollen Prozessbedingungen.
Industrieprozesse mit partikelhaltigen Suspensionen, hochviskosen Sirupen oder faserreichem Zellstoff erfordern mehr als Standardausrüstung – sie benötigen ein zielgerichtetes Wärmemanagement. Bei SHPHE konfigurieren wir den TP-Plattenwärmetauscher so, dass er die gravierenden Probleme von Ablagerungen, Verstopfungen und Erosion in Ihrer Anlage effektiv bekämpft. Durch die Kombination von maßgeschneiderten Kanalgeometrien, verschleißfester Metallurgie und integrierten CIP-Systemen (Cleaning-in-Place) gewährleisten wir absolute Produktionskontinuität, wo herkömmliche Wärmetauscher versagen.
Seit der Erfindung des Plattenwärmetauschers (PHE) im Jahr 1923 hat sich die Wärmetechnik von Standardanwendungen in der Lebensmittelverarbeitung hin zu hochkomplexen industriellen Prozessen entwickelt. Wir bei SHPHE nutzen dieses klassische, vielseitige Design und fertigen daraus maßgeschneiderte Wärmeübertragungslösungen, die exakt auf Ihre spezifischen Prozessflüssigkeiten und Wärmelasten abgestimmt sind. Während herkömmliche Plattenwärmetauscher mit Dichtung hohe Effizienz und kompakte Bauweise bieten, optimiert SHPHE die Plattenwellenform, die Metallurgie und die Dichtungssysteme, um Ihre spezifischen Anforderungen an Chemikalien, Klimatechnik oder Energierückgewinnung zu erfüllen. Unsere individuell gefertigten Plattenwärmetauscher mit Dichtung bieten hervorragende Skalierbarkeit und Wartungsfreundlichkeit und sind somit ein unverzichtbarer Bestandteil für die Schwerindustrie – darunter Öl und Gas, Metallurgie und Lebensmittelverarbeitung –, wo Anlagenverfügbarkeit, Energierückgewinnung und langfristige Nachhaltigkeit höchste Priorität haben.
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Die Pillow Plate (auch als Noppenplatte oder Prägeplatte bekannt) wurde Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt, um die Fertigungsengpässe und Gewichtsbeschränkungen herkömmlicher, ummantelter Wärmekomponenten zu umgehen, und hat die Präzisionstechnik für Fluidwände revolutioniert. Bei SHPHE nutzen wir diese hochflexible Technologie und machen sie zur Grundlage für maßgeschneiderte industrielle Wärmeübertragungslösungen. Mithilfe modernster automatisierter CNC-Faserlaserschweißtechnik passen unsere Ingenieure die mechanischen Aufblasprofile und Punktraster exakt an Ihre spezifischen Fluiddynamik-, Druck- und Behälterkonfigurationen an. Die kundenspezifischen Pillow Plates von SHPHE sind heute unverzichtbare Komponenten für Verarbeitungsbetriebe weltweit, die höchste thermische Leistung, absolute Dichtheit und hygienische Prozesse priorisieren – und damit die optimale Lösung für die Kühlung in der Lebensmittel-, Pharma-, Chemie- und Schüttgutindustrie.
Die Abgase von Industrieöfen und Kesseln enthalten große Mengen ungenutzter Wärmeenergie. Der kundenspezifische Plattenluftvorwärmer (PAPH) von SHPHE wurde speziell entwickelt, um diese Hochtemperatur-Abgase aufzufangen, wertvolle Abwärme zurückzugewinnen und sie direkt der einströmenden Verbrennungsluft oder den Prozessgasströmen zuzuführen. Durch die deutliche Erhöhung der Flammenzufuhrtemperatur optimieren unsere Systeme die Verbrennungsthermodynamik, ermöglichen massive Brennstoffeinsparungen und reduzieren den CO₂-Fußabdruck und die Emissionen der Industrie signifikant. Die für den Einsatz unter extremen Abgasbedingungen konzipierten PAPH-Systeme von SHPHE sind die optimale Wahl für moderne, energieintensive Anlagen, die Wert auf die Einhaltung der Entkohlungsvorschriften und maximale thermische Effizienz legen.
Maßgeschneidert für höchste Prozessanforderungen. Bei SHPHE liefern wir nicht nur Anlagen, sondern entwickeln individuelle Wärmelösungen. Unsere HT-Bloc-Plattenwärmetauscher werden von unseren erfahrenen Ingenieuren speziell konfiguriert, um Ihre branchenspezifischen Herausforderungen zu meistern – sei es der Umgang mit hochviskosen Medien, extremen Temperaturen oder beengten Platzverhältnissen.
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Nutzerkommentare
Serviceerfahrungen von echten Kunden
Ethan
ProzessingenieurWir haben in unserer Chemikaliendosieranlage ein altes Rohrbündelwärmetauscher-Modell gegen dieses geschweißte Blechrahmenmodell ausgetauscht. Die Verbesserung der thermischen Effizienz war sofort spürbar – wir erzielen eine um 15 % höhere Wärmerückgewinnung bei gleichem Durchfluss. Dank der geschweißten Konstruktion gibt es zudem keine Dichtungslecks mehr, was uns zuvor große Probleme bereitet hatte. Die Installation verlief problemlos, und die kompakte Bauweise spart Platz für andere Anlagen. Wir können dieses Modell uneingeschränkt für alle empfehlen, die mit aggressiven Flüssigkeiten arbeiten.
Liam
InstandhaltungsleiterIch war skeptisch gegenüber geschweißten Plattenwärmetauschern, weil ich dachte, die Reinigung wäre extrem aufwendig. Aber nach sechs Monaten in unserer Klimaanlage läuft das Gerät absolut zuverlässig. Bisher keine Ablagerungen, und der Druckverlust ist sogar geringer als im Datenblatt angegeben. Der einzige Grund, warum ich keine fünf Sterne vergebe, ist der etwas höhere Anschaffungspreis im Vergleich zu einer Version mit Dichtung. Die Einsparungen amortisieren sich jedoch durch die geringeren Ausfallzeiten. Mein Team schätzt es sehr, dass die Dichtungen nicht mehr vierteljährlich gewechselt werden müssen.
Sophie
Senior ProjektmanagerWir benötigten einen Wärmetauscher für eine neue Pasteurisierungsanlage für Molkereiprodukte, der hohen Temperaturen und CIP-Zyklen standhält, ohne Schaden zu nehmen. Diese geschweißte Platten- und Rahmenkonstruktion hat unsere Validierungstests mit Bravour bestanden. Dank der komplett verschweißten Bauweise gibt es keine Elastomere, die sich zersetzen könnten, und die Platten sind dick genug, um Temperaturschocks zu widerstehen. Wir betreiben die Anlage seit drei Monaten rund um die Uhr ohne jegliche Probleme. Auch der technische Support des Lieferanten während der Inbetriebnahmephase war erstklassig.
Marcus
AnlageningenieurFür unsere Fernkälteanlage benötigten wir eine Konstruktion, die hohem Druck standhält und dicht ist. Diese geschweißte Platten- und Rahmenkonstruktion hat sich als äußerst zuverlässig erwiesen – sie wurde mit 30 bar druckgeprüft und hält stand. Dank der kompakten Bauweise konnten wir den Pumpenraum nicht erweitern. Ich habe einen Stern abgezogen, da die Anleitung die Anzugsreihenfolge der Schrauben für die Montage etwas unklarer beschreiben könnte. Hat man das aber einmal verstanden, ist die Montage kinderleicht. Würde ich für die nächste Modernisierung wieder kaufen.