Eşanjör

Eşanjör, sıcaklık farkı olan iki akışkan arasında ısı transferi sağlayan bir devre elemanıdır. Isı transferi sırasında sıvı veya gaz akışkanlar arasında herhangi bir temas olmaksızın ısı transferinin gerçekleşmesini sağlar. Isıtma veya soğutma işlemi eş zamanlı olarak çift yönlü olabilir. Yapısal olarak plakalı, borulu ve lehimli çeşitleri bulunur. Eşanjörler; borulu tip eşanjörler, plakalı eşanjörler ve özel uygulama eşanjörler olarak temelde 3 grupta incelenir. Kullanım alanı son derece geniş olan eşanjör çeşitleri; tekstilden otomotive, gemi sektöründen enerji kazanımı ile ilgili tüm sıcak/soğuk akışkanlı sitemlere kadar birçok alanda kullanılmaktadır. 

Eşanjör İmalatı

Eşanjör üretimi, müşteri talepleri doğrultusunda alınan proses bilgileri ve akışkan özellikleri dikkate alınarak yapılır. Üretime başlamadan önce kullanılacak alana göre boru çapı, boru sayısı, ürünün yüzey alanı, gövde boyu, çapı, giriş-çıkış borusu ve flanş hesaplamaları yapılmaktadır. Korozyon faktörü, sistem kirlilik oranı ve kullanım alanının özellikleri de dikkate alınarak müşteriye özel proseslerle üretilir.

U borulu ve düz borulu sistemlerde kaynak yöntemi ve makinato yöntemi ile imalat yapılır ve borular hidrostatik testlerden geçirilir. Her bir test sonucu kayıt altına alınır ve proses bilgileri çerçevesinde üretim tamamlanır. Üretim sonrası boru veya gövde üzerinde genleşme veya gerilmeler görülebilir. Bu durumda genleşme ve gerilmelerin alınması için bir veya daha fazla kompansatör veya gezer ayna sistemi uygulanır.

Üretiminde karbon çelik, paslanmaz, bakır veya pirinç borular kullanılan eşanjörlerde boru çapı 8-60,3 mm arası değişmektedir. Boru çapını belirleyen akışkan cinsi ve özelliğidir. Akışkan türüne göre üretimde düz boru veya U boru tercih edilir. Boru veya boru demetleri, kirlenme, kireçlenme ve korozyon olasılıkları göz önüne alınarak imal edilir.

Boru demetlerinin kullanıldığı eşanjörlerde ısı transfer yüzeyi birden fazla borudan oluşur. Akışkanlar birbirine paralel veya çapraz dizilmiş borulardan akar. Yani ısı transferi boru yüzeyinde gerçekleşmektedir.

Borulu Tip Eşanjör

Silindirik çubuk içerisinde çok sayıda türlerin olduğu borulu eşanjör, değişen ısı koşullarına uyumludur. Servis ve bakımı kolay olup uzun ömürlüdür. Genelde sıcak gaz akışkanlı sistemlerde ısının geri kazanımı için kullanılan borulu eşanjör; kimyasal uygulamalarda, soğutma sistemlerinde, tekstil işleme, kâğıt endüstrisi, gıda işleme, beton kürleme ve tahıl kurutuma gibi birçok alanda kullanılır.

• U şeklinde veya düz borulardan oluşur
• Ayna /aynalar, flanş ve destek amaçlı yön değiştirme perdeleri kullanılır
• Dış gövde boru veya kıvrılmış sacdandır
• Akışkan giriş-çıkışını sağlayan gövde, kafa ve kafa nozulları bulunur
• Montajını kolaylaştıran taşıyıcı ayaklara sahiptir
• Dış yüzeyi izolasyon uygulamalı olup ısı kaybı önlenmiştir

Plakalı Tip Eşanjör

Modüler yapısı ile oldukça fazla kullanılan plakalı ısı eşanjörü, en fazla ürün yelpazesine sahip eşanjör çeşididir. Eşanjör gövdesi plakalardan oluşur ve akışkanlar levhalarla birbirinden ayrılır. Levha yüzeyleri güçlendirilmiş olup birbirine cıvata, lehim veya kaynakla bağlıdır. Plakalar birbirine paraleldir. Aralarında sıkıştırılmış kanatçıklar veya ara parçalar bulunur. Kanatlar, birbirine bitişik plakalar arasında çapraz veya paralel akışa izin verecek şekilde tasarlanmıştır. Eşanjör gövdeleri farklı şekillerde birleştirilerek üretim yapılabilir. En belirgin özelliği, çalışma şartlarındaki değişikliklere göre plaka eklenebilmesi veya çıkarılabilmesidir. Olası bir değişiklikte plaka değişikliği yapılarak ortama uyum sağlanır. Periyodik bakım zamanı plakalar kolayca çıkarılmakta ve temizliği pratik bir şekilde yapılmaktadır. 

Sıcak su giriş çıkışı, soğuk su giriş çıkışı ve plaka bölmesi olarak 3 bölümden oluşur. Kombi, boyler, klima ve kalorifer kazanlarında kullanılmaktadır. Kullanılan plakalar arasında sızdırmazlığı sağlamak için conta kullanılır. 

• Konstrüktif bir yapıda olan plakalı ıs eşanjörlerinin kontrolü ve temizliği oldukça kolaydır.
• Plakalı ısı eşanjörlerinde akışkanlar birbirine karışmadan ısı transferi sağlanır. 
• Plaka boyutu ve plaka sayısını belirlemede akışkan cinsi, akışkan debisi, giriş-çıkış sıcaklığı ve maksimum mukavemet ve basınç önemli kriterlerdir. 
• Plaka yüzeyi simetrik veya simetrik dizayna sahip olabilir. Bu özellik, akışkanların türbülanslı şekilde akmasını sağlar. 
• Düşük ağırlıklı olup montaj hacmi küçüktür. 
• Kapasite arttırma veya azaltma kolay bir şekilde yapılır.
• Bakım maliyetleri düşüktür.

Özel Uygulama (Hava Soğutma) Eşanjör

Isı transfer uygulamalarında ihtiyaca özel çözümlerin üretildiği özel uygulama eşanjörler, prosese özel olup eşi-benzeri olmayan eşanjör tipleridir. Borulu özel uygulama eşanjör imalatında kapasite sınırı olmayıp borular seri veya paralel bağlanabilir. 

Hava soğutmalı özel uygulama eşanjörler sürekli soğuk su ihtiyacını karşılamak üzere tasarlanmıştır. Özellikle araçlarda ve mobil uygulamalarda kullanılır. Özel imalat eşanjörleri kullanılacağı alana göre farklı malzemelerden üretilebilir. Bunlar;

• St37
• St 35.8
• AISI 304
• AISI 316
• Bakır
• Titanyum gibi malzemelerdir.

Borulu eşanjörler uzun ömürlü ve dayanıklı eşanjör tipleridir. Fakat dış etkilerin neden olduğu kirlenme ve deformasyona maruz kalabilir. Bu nedenle periyodik bakım ve temizlikleri ihmal edilmemelidir. Temizlik için doğru kimyasallar seçilmeli, kimyasalın boruya zarar vermesi engellenmelidir. Korozyon nedeni ile deformasyona uğramış ve değişmesi gereken iç borular tek-tek veya demet halinde değiştirilebilir. 

Plakalı ve Borulu Eşanjör Karşılaştırması

• Yüksek türbülanslı özelliği ile plakaları eşanjörler borulu eşanjörlere göre çok daha verimlidir.
• Borulu eşanjörlerin kullanıldığı alan hacminin %20-%30’unu kaplar.
• Malzeme ağırlığına göre borulu eşanjörlerden daha hafiftir.
• Borulu eşanjörlere göre plakalı eşanjör daha ekonomiktir.
• Isı transfer katsayısı 3-5 kat fazladır.
• Bakım ve onarımı kolaydır.
• Yüksek türbülanslı olup kirlenme hızı borulu eşanjöre göre daha azdır.
• Conta dizaynlıdır ve bu özelliği ile akışkanlar birbirine karışmaz.
• Plaka eklenip kapasite arttırılabilir.
• Isı kaybı olmadığından izolasyon gerektirmez.

Plakalı ısı eşanjörlerinde conta malzemesi önemlidir. Uygulamaya göre farklı conta tipleri mevcuttur. Farklı kalitelerde üretilen contalar, çalışma şartları olarak en iyi performansı sergileyen contalardır.

Lehimli Tip Isı Eşanjörü

Lehim plakalı ısı eşanjörü, kompakt tasarımda olup yüksek verimliliktedir. Daha düşük hacim kullanımı ve daha düşük maliyetlerde ısı transfer akışı sağlar. 1 ℃’lik ısı değişimlerinde bile verimli çalışır. Yüksek çalışma basıncına sahiptir. Düşük basınç kaybı diğer eşanjörlere göre daha azdır. Bu özelliği ile işletme maliyeti olarak daha az masraflıdır. 

Ön gövde koruyucu plaka paketi ile arka gövde koruyucu plaka paketi arasında oluklu plaka paketinden oluşan bir yapıya sahiptir. Bağlantılar, müşteri taleplerine göre farklı şekilde yapılabilir. Kullanılan malzeme kombinasyonu yine müşteri ihtiyaçlarına göre değişmektedir. Standart lehimli, tamamı paslanmaz lehimli veya molibden çelik malzemelerden üretilir. Bazı lehimli eşanjörlerde bağlantı elemanları karbon çelik malzemelidir. 

Lehimli plakalı ısı eşanjörlerinin kullanım alanları ise şöyledir;

• Isı pompaları uygulamaları
• Kondenser ve evaporatör uygulamaları
• Hava soğutucular-soğutma uygulamaları
• Fabrika atık ısısından faydalanılan sistemlerde
• Binaların havalandırılmasında
• Gemilerde ısıtma-soğutma sistemlerinde
• Tüm endüstriyel uygulamalarda
• Bölgesel ısıtmada ve
• Yağ soğutulmasında kullanılmaktadır.

Eşanjör veya diğer adı ile ısı değiştiriciler, iki veya daha fazla akışkanın birbirine temas etmeksizin birinden diğerine akmasını sağlayan bir sistemdir. Birçok çeşidi bulunmakta olup; konstrüksiyon, ısı transfer prosesi, akışkan çeşidi, geçiş çeşitliliği, akışkan fazları ve ısı transfer düzeneğine göre sınıflandırılır.