Levyvaihtimia

Levyvaihtimet ovat lämmönsiirtolaitteita, joissa kahden nesteen välinen lämpötilaero käsitellään useiden ohuiden levyjen muodostaman paketin kautta. Levyjen pinnat ja kanavat on muotoiltu siten, että virtaavat nesteet kohtaavat toisiaan mahdollisimman tehokkaasti ja syntyy runsaasti turbulenttia virtausta, mikä parantaa lämmön siirtoa.

Rakenne ja toiminta perustuvat levyjen vastakkain asetteluun. Levyjen väliin sijoitetaan erottavat tiivisteet tai liitokset, jolloin virtaussuunta ja erottelu voidaan varmistaa. Yleisimpiä toteutuksia ovat tiivisteillä (gasketed) sekä ilman tiivisteitä olevat mitoilla ja hitsatut (brazed tai welded) levyvalmistelut. Tiivistelevyvaihtimissa eri nesteet tavoittavat toisiaan vain levyjen ympärille asetettujen tiivisteiden kautta ja laite on yleensä helposti purettavissa puhdistusta varten. Brazed-levyvaihtimet ovat erittäin kompakteja ja soveltuvat kuumiin ja paineisiin sovelluksiin, mutta niitä ei voi huoltaa avaamalla, ja ne on suunnattu pääosin puhtaille nesteille. Hitsatut levyvalmistelut tarjoavat suuria paine- ja lämpötilakestoja sekä hyvän puhdistettavuuden, mutta voivat olla kalliimpia ja vaativat erityisratkaisuja.

Materiaaleina käytetään usein ruostumattomia teräksiä (esim. AISI 304/316) tai kestäviä seoksia; tiivisteinä voivat olla elastomeereja tai PTFE. Levyjen koosta ja tiheydestä riippuen levyvaihtimia voidaan helposti lisätä tai poistaa kapasiteetin säätämiseksi.

Käyttökohteita ovat teollisuusprosessi, elintarvike- ja juomateollisuus, HVAC-järjestelmät sekä öljy- ja kaasukentät. Hyötyinä ovat korkea lämpötehoresponsi, kompakti koko ja helppo puhdistettavuus; rajoitteina voivat olla erityisesti kiintoaineiden tai hiukkasten aiheuttama tukkeutuminen sekä tiivistevikoihin liittyvät riskit.