وينطوي تصميم مبادلات حرارة باللوحات على تحقيق عاملين حاسمين هما: الكفاءة الحرارية وانخفاض الضغط، ويكفل تحقيق التوازن الصحيح نقل حراري فعال مع الحفاظ على التكاليف التشغيلية القابلة للادارة وعلى أداء النظام.

فهم الكفاءة الحرارية

وترجع الكفاءة الحرارية إلى فعالية نقل الحرارة لدى المبادلات، وهي تتوقف على عوامل مثل تصميم اللوحات، وترتيبات التدفق، واختلاف درجة الحرارة بين السوائل، ويؤدي ارتفاع الكفاءة الحرارية إلى تحسين نقل الحرارة، ولكن يمكن أن يزيد من انخفاض الضغط.

الاعتبارات المتعلقة بخفض الضغط

أما انخفاض الضغط فيتمثل في انخفاض الضغط السوائل حيث يتدفق عبر مبادلات الحرارة، وقد يؤدي انخفاض الضغط المفرط إلى ارتفاع استهلاك الطاقة للمضخات وانخفاض كفاءة النظام، وهو متأثر بنمط الطبق وسرعة التدفق وخواص السائل.

الموازنة بين المصانع

ويجب أن يجد المصممون حلا وسطا بين الكفاءة الحرارية وانخفاض الضغط، إذ أن استخدام أنماط أكثر انفتاحا للصحن يمكن أن يقلل من انخفاض الضغط، ولكن قد يقلل من نقل الحرارة، وعلى العكس من ذلك، فإن الأنماط الأشد صرامة تحسن نقل الحرارة ولكنها تزيد من فقدان الضغط.

الاستراتيجيات الرامية إلى تحقيق الاستخدام الأمثل

  • نمط اللوحات و المباعدة
  • تحقيق الحد الأمثل من معدلات تدفق كل جانب
  • استخدام تصميم البافلات لتوجيه التدفق بكفاءة
  • تنفيذ نظم لمراقبة التدفقات المتغيرة
  • محفوظة ونظيفة بشكل منتظم