Voima ja Käyttö - Kraft och Drift 10-1997
Teksti: Jouko Pellinen, Swep Energy Oy
Levylämmönsiirtimet ja niiden uudet puhdistusmenetelmät
Tiivisteelliset levylämmönsiirtimet
Levylämmönsiirtimien ominaisuuksiin on aina totuttu yhdistämään korkea hyötysuhde, helppo muunneltavuus sekä kompakti rakenne. Lisäksi turbulenttinen virtaus ja sileät levypinnat takaavat normaaliolosuhteissa virtauskanavien puhtauden. Tiivisteellisten SWEP levylämmönsiirtimien rakenne perustuu ainutlaatuiseen asymmetriseen Ultra Flex®-levyrakenteeseen, jonka ansiosta kahdella erityyppisellä levyllä on mahdollista muodostaa kuusi lämmönsiirto- ja virtausominaisuuksiltaan erilaista virtauskanavaa. Näin pystytään takaamaan tarvittava itsepuhdistava leikkausvoima molemmille nestevirtauksille vaikka niiden virtausmäärät poikkeaisivatkin merkittävästi toisistaan. Tästä huolimatta siirtimet tulee puhdistaa säännöllisesti. Tiivisteellisten siirtimien eduksi on laskettu niiden avattavuus puhdistusta varten.

Jokaista levykokoa valmistetaan kahdella erilaisella nuolikuviolla. Kääntämällä levyjä x-, y-, ja z-akselien ympäri ja yhdistelemällä erikuvioisia levyjä on mahdollista luoda kuusi erilaista virtauskanavaa, joilla kaikilla on erityyppiset lämmönsiirto- ja virtausominaisuudet.
Mekaaninen pudistus harjalla sekä vastavirtaan huuhtelu onkin ollut niiden tavanomaisin puhdistusstapa. Varsinkin suurten tiivisteellisten siirtimien mekaaninen puhdistus on kuitenkin osoittautunut hankalaksi: tiivistevauriot ovat mahdollisia sekä siirtimen kasaaminen voi esimerkiksi laivoissa olla työlästä ja ahdasta.
Juotetut levylämmönsiirtimet
Viime aikoina kupari- ja nikkelijuotetut sekä hitsatut siirtimet ovat korvanneet tietyissä sovellutuksissa perinteiset tiivisteelliset siirtimet. Tämän kehitys on mahdollistanut nopea levyjen prässäys- ja juotostekniikan kehittyminen. Juotetuilla SWEP siirtimellä voidaan tänä päivänä kattaa lämmönsiirtotarpeet aina usean MW:n luokkaan ja niiden käyttö onkin yleistynyt merkittävästi esimerkiksi kaukolämpösovellutuksissa.
Juotettujen SWEP levylämmönsiirtimien entistäkin kompaktimpi rakenne tuo ainutlaatuisia etuja erilaisten lämmönsiirtojärjestelmien valmistajille.
Yhteenjuotetun rakenteensa ansiosta juotetuissa siirtimissä saavutetaan erittäin voimakas turbulenttinen virtaus, jonka nopeus on tasainen koko levypinnan alueella. Nämä seikat sekä haponkestävän levymateriaalin sileys takaavat levypintojen pysymisen puhtaana useimmissa sovellutuksissa. Kiinteän rakenteensa vuoksi mekaaninen puhdistus ei sovellu tälle levylämmönsiirrintyypille. Puhdistukseen tulee siis käyttää kemiallisia menetelmiä.
Oikea puhdistusmenetelmä

Huoltosuunnittelija Folke Helenius Fazer Suklaa Oy:stä ja Ari Levänen Ertipor Oy:stä asentamassa TermoRens-kiertopumppua jäähdytinkoneen lämmönsiirtimeen.
Optimaalisen hyötysuhteen ylläpitämiseksi kaikki vettä sisältävät siirtimet ja putkistot tulee tasaisin väliajoin puhdistaa. Mikään järjestelmä ei pysy puhtaana ikuisesti!
Etsittyään ja kokeiltuaan sopivaa puhdistusnestettä SWEP löysi tehokkaan ja ympäristöystävällisen puhdistusnesteen, joka oli käyttökelpoinen kylmätekniikan sovellutuksista aina raskaan teollisuuden tarpeisiin. SWEP:n levylämmönsiirrinvalikoimahan käsittää 13 juotettua ja 24 tiivisteellistä siirrinkokoa, joiden käyttökohteet vaihtelevat laajasti. Lähtökohtana ympäristöystävällisyyden lisäksi oli myös se, että neste ei saa vahingoittaa siitimissä käytettyjä tiiviste- ja levymateriaaleja.
TermoRens järjestelmän Kaloxi®-puhdistusaine on ratkaisu, joka on kehitetty yhteistyössä ruotsalaisten ydinvoimaloiden kanssa. Ydinvoimaloissa jos missään on vesijärjestelmien puhtaanapito ja käytön turvallisuus aina ollut tärkeää.
Kaloxi:n teho perustuu sitruuna- ja fosfoorihappoon sekä oleelliselta osaltaan inhibiittoriin, joka suojaa metallipintoja puhdistuksen ajan. Kaloxi liuotta kiinteät epäpuhtaudet takaisin niiden alkuperäiseen nestemäiseen muotoon eikä irroita niitä levyinä tai kokkareina, jotka voisivat tukkia laitteet ja putket ahtaissa kohdissa.

Juotetut SWEP levylämmönvaihtimet koostuvat jopa sadoista kuvioprässätyistä levyistä, jotka ovat yhteenjuotettuja keskinäisistä kosketuspisteistään. Nämä muodostavat, kun joka toinen levy käännetään vastakkaissuuntaiseksi. Väliaineet virtaavat muodostuvissa kanavissa vastakkaissuuntaisesti, sekoittumatta toisiinasa. Kuvio pakottaa virtaukset voimakkaaseen turbulenssiin aiheuttaen maksimaalisen lämmönsiirron.
SWEP valitsi Kaloxin sen tehokkuuden, ympäristöystävällisyyden, elintarvike-kelpoisuuden sekä käyttöturvallisuuden vuoksi.
Siirtimien puhdistus Kaloxi:lla on yksinkertainen ja siisti toimenpide. Puhdistusnestettä kierrätetään siirtimen läpi kiertopumpulla. Tyypillinen siirtimen puhdistus kestää 3-5 tuntia. Nopean ja tehokkaan tuloksen saavuttamiseksi neste tulisi lämmittää 40-50ºC lämpöiseksi. Tarvittaessa SWEP toimittaa siirtimet valmiilla puhdistusyhteillä varustettuina, jolloin prosessi muodostuu vieläkin yksinkertaisemmaksi.
Puhdistuksessa siirtimistä saadaan poistettua mm. kalkki, natron, humus, magnetiitti ja bakteerit. Prosessin jälkeen siirtimet eivät tarvitse muuta jälkihoitoa kuin huolellisen vesihuuhtelun.
Fazer Suklaa Oy on käyttänyt Kaloxi®-puhdistusnestettä ja TermoRens kiertopumppua menestyksellisesti siirtimiensä puhdistuksessa. "Siirryttyämme käyttämään Kaloxia pystymme nyt puhdistamaan käytössämme olevien SWEP-levylämmönsiirtimien lisäksi myös muita laitteita, kuten temperointikoneita. Kaloxi® on elintarviketeollisuudessa ehdoton vaatimus. Nyt puhdistamme Vantaan tuotantolaitoksemme vesijärjestemät siirtimineen säännöllisesti," toteaa Folke Helenius Fazer Suklaa Oy:stä.

Jäähdytinkoneen SWEP-levylämmönsiirtimet Kaloxi® puhdistuksessa Fazer Suklaa Oy:n tehtaalla.