Pillow Plate Wärmetauscher: Hocheffiziente thermische Lösungen für industrielle Anwendungen
Was sind Pillow Plate Wärmetauscher?
Pillow Plates-Wärmetauscher sind eine hochentwickelte Wärmemanagementtechnologie, die industrielle Wärmeübertragungsanwendungen in zahlreichen Sektoren revolutioniert hat. Pillow Plates sind Hochleistungs-Wärmeübertragungsplatten, die durch Schweißen zweier Metallbleche – in der Regel Edelstahl oder Kohlenstoffstahl – und anschließendes Aufblasen zu einer dreidimensionalen, genoppten Struktur geformt werden. Diese Geometrie vergrößert die Oberfläche und begünstigt eine turbulente Strömung, selbst bei niedrigen Reynoldszahlen, was zu einer deutlich verbesserten Wärmeübertragungseffizienz führt.
Pillow Plates sind in zwei Hauptkonfigurationen erhältlich:
- Single Embossed Pillow Plates bestehen aus einer flachen und einer aufgeblasenen Platte und eignen sich daher ideal für Tankmantelanwendungen und die Integration in Behälterwände. Diese Konfiguration bietet eine mäßige Wärmeaustauschleistung mit wirtschaftlichen Konstruktionsmerkmalen und wird in der Regel für Dimple Jacket-Installationen und Tankmantelkühlungsanwendungen gewählt.
- Bei doppelt geprägten Pillow Plates werden beide Platten symmetrisch aufgeblasen, wodurch eigenständige Wärmetauschermodule mit verbesserter thermischer Leistung entstehen. Dieses Design ermöglicht eine hohe Turbulenzerzeugung, erhöhte Wärmeübertragungskoeffizienten und kompakte thermische Lösungen mit hervorragenden Wärmeübertragungsraten.
Einseitig profilierte Kissenplatten - Fertigungsmöglichkeiten
Fertigungsmöglichkeiten für einseiig profilierten Kissenplatten-Wärmetauscher Pillow Plates, wie minimale- und maximale Längen und -Breiten, Anschlüsse und variable Kanalführungen. Demonstrationen von Kissenplatten-Wärmetauscher Pillow Plates Anwendungsmöglichkeiten.
Was sind die Vorteile von einseitig profilierten Kissenplatten-Wärmetauschern Pillow Plates?
- Individuelle Ausführungen eines einseitig Kissenplattenwärmetauschers in Größe, Form und Material ermöglichen einen flexiblen Einsatz durch eine frei programmierbare CNC-Laserschweißanlage.
- Geringer Druckverlust im Mantelraum durch flache parallele Kanäle eines Paneels aufgrund dünnwandiger Bleche und eines automatisierten Schweißprozesses.
Doppelseitig profilierte Kissenplatten-Wärmeträger - Fertigungsmöglichkeiten
Fertigungsmöglichkeiten für doppelseitig profilierte Kissenplatten-Wärmetauscher Pillow Plates, wie minimale- und maximale Längen und -Breiten, Anschlüsse und variable Kanalführungen. Anwendungsfälle von Kissenplatten-Wärmetauscher Pillow Plates Anwendungsmöglichkeiten.
Was sind die Vorteile von doppelseitig profilierten Kissenplatten-Wärmetauschern Pillow Plates?
- Individuelle Ausführungen eines doppelseitigen Kissenplattenwärmetauschers in Größe, Form und Material ermöglichen einen flexiblen Einsatz durch eine frei programmierbare CNC-Laserschweißanlage.
- Viel Austauschfläche auf kleinem Raum durch geringe Thermoblechabstände von bis zu 2mm lichter Weite.
- Hoher Wirkungsgrad durch günstige Strömungsführung (Gegen- und Kreuzströmung).
Wie funktionieren Pillow Plates Wärmetauscher?
Pillow Plates werden in thermische Systeme integriert, in denen Flüssigkeiten durch die innen verschweißten Kanäle fließen. Der Strömungsweg kann mithilfe von CNC-gesteuertem Laserschweißen präzise gestaltet werden, um die thermische Effizienz zu optimieren und tote Zonen zu minimieren. Die Turbulenzen innerhalb der Platten verbessern die Wärmeübertragung und ermöglichen ein geringeres Plattenvolumen und eine kleinere Grundfläche des Systems.
In ummantelten Tanks fungieren die doppelt geprägten Platten auch als Strömungsleiter und sorgen für eine homogene Temperaturverteilung und optimale Durchmischung. Pillow Plates halten Drücken von über 100 MPa und Temperaturen von bis zu 800 °C stand und sind eine robuste Lösung für viele Bereiche.
Die wichtigsten Vorteile der Pillow Plates-Technologie
Alle wichtigen Vorteile von Pillow Plates auf einen Blick:
Thermische Leistung und Effizienz
Pillow Plates bieten im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschertechnologien erhebliche Vorteile, die sich aus mehreren wichtigen Konstruktionsprinzipien ergeben.
- Hohe Wärmeübertragungskoeffizienten auch bei geringem Durchfluss
- Homogene Temperaturverteilung
- Kompakte Bauweise mit hohem Oberflächen-Volumen-Verhältnis
Ressourcen- und Kosteneffizienz
Geringerer Stahlverbrauch im Vergleich zu Rohrbündelwärmetauschern bei gleicher oder besserer thermischer Leistung.
- Geringerer Materialeinsatz im Vergleich zu Rohrbündelsystemen
- Geringeres Volumen der benötigten Heiz- oder Kühlmedien
- Geringere Produktions- und Wartungskosten
Langlebigkeit und Verlässlichkeit
Glatte Oberflächen und optimierte Strömungsmuster minimieren die Ablagerung von Partikeln und Verschmutzungen und verringern so den Wartungsaufwand.
- Druckbeständige Konstruktion
- Lange Betriebslebensdauer
- Glatte Oberflächen reduzieren Verschmutzungen und ermöglichen eine einfache Reinigung (CIP-fähig)
Flexibilität in der Konstruktion
Kundenspezifisch anpassbare Geometrien ermöglichen die Anpassung an spezifische Installationsanforderungen und Prozessbedingungen. Hohe Oberflächen-Volumen-Verhältnisse ermöglichen eine erhebliche Wärmeübertragungsleistung bei minimalem Platzbedarf, was für Anwendungen mit begrenztem Raumangebot entscheidend ist.
- Freiprogrammierbare Schweißkonturen und Geometrien
- Anpassbar in Größe, Form und Oberflächenbeschaffenheit (gebeizt, poliert, geschliffen)
- Integration in bestehende oder neue Systeme (Behälter, Tanks, Friteusen, Batteriekühlgeräte usw.)
Industriespezifische Anwendungen
Lebensmittel und Getränke
Pillow Plates eignen sich hervorragend für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, bei denen eine präzise Temperaturkontrolle und ein hygienisches Design von größter Bedeutung sind. Zu den Anwendungen gehören die Temperaturregelung von Gärtanks für die Wein- und Bierherstellung, das Wärmemanagement von Molkereianlagen und schonende Kühlsysteme für temperaturempfindliche Produkte wie Fisch, Fleisch und Meeresfrüchte.
- Gärtanks für Bier und Wein
- Temperaturkontrolle bei der Verarbeitung von Milchprodukten und Meeresfrüchten
- Bratplatten, Trocknungssysteme und Rührwerksbehälter
Pharmazeutische Herstellung
In pharmazeutischen Anwendungen sorgen Pillow Plates für ein präzises Wärmemanagement in sterilen Umgebungen, gewährleisten die Produktkonsistenz und erfüllen strenge Reinraumanforderungen. Ihre glatten Oberflächen erleichtern effektive CIP-Verfahren (Cleaning-in-Place), die für die pharmazeutische Herstellung unerlässlich sind.
Chemie und Pharmazie
In der chemischen Industrie werden Pillow Plates in Systemen zur Temperaturregelung von Reaktoren, zur Kühlung von Rohrleitungen und zur Wärmerückgewinnung eingesetzt. Durch ihre korrosionsbeständige Konstruktion eignen sie sich für raue chemische Umgebungen, während ihre Konstruktionsflexibilität die Integration sowohl in Chargen- als auch in kontinuierliche Verarbeitungssysteme ermöglicht.
- Korrosionsbeständige Reaktormäntel
- Verdampfer und Kondensatoren in Prozesssystemen
- Reinraumtaugliche Anlagen mit CIP
Energie- und Umwelttechnik
Pillow Plates spielen eine wichtige Rolle in Systemen für erneuerbare Energien, einschließlich Biogasanlagen, Abwärmerückgewinnungssystemen und solarthermischen Anwendungen. Ihre Effizienz in Wärmerückgewinnungsprozessen trägt zur Energieoptimierung des Gesamtsystems bei.
- Wärmerückgewinnung aus Biomasse oder Abfallströmen
- Solare und geothermische Wärmetauschereinheiten
- Biogas-Fermenter und Kondensatoren
Kühlung von Automobilen und Elektronik
Der wachsende Markt für Elektrofahrzeuge hat neue Anwendungen für Pillow Plates in Wärmemanagementsystemen für Batterien und zur Kühlung elektronischer Komponenten geschaffen. Ihr kompaktes Design und ihre effizienten Wärmeübertragungseigenschaften machen sie ideal für Anwendungen im Automobilbereich, bei denen nur wenig Platz zur Verfügung steht.
- EV-Batterie-Kühlsysteme
- Wärmemanagement elektronischer Komponenten
- Integration in kompakte Steuergerätegehäuse
Technische Spezifikationen Übersicht
| Merkmal | Spezifikation |
| Abmessungen | Von DIN A5 (148 × 210 mm) bis zu 14.000 mm Länge × 2.000 mm Breite |
| Dicke der Platte | 0,8 - 3,0 mm (doppelt geprägt); bis zu 12 mm (einfach geprägt) |
| Betriebsdruck | Bis zu 50 bar für Standardanwendungen, mit der Möglichkeit für Drücke von mehr als 100 MPa in speziellen Ausführungen |
| Temperaturbereich | Betriebsfähigkeit bis zu 800°C |
| Werkstoffe | Rostfreier Stahl (AISI 304/316), Titan, Kohlenstoffstahl, Nickellegierungen |
| Oberflächenbehandlungen | Gebeizt, poliert, gebürstet |
| Schweißverfahren | CNC-gesteuertes Laserschweißen, Widerstandsschweißen |
| Zertifizierungen | TÜV, PED (Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU), ASME, TR CU (GOST) |
Fotos & Beispiele
Anpassungsmöglichkeiten von Pillow Plates
Die moderne Pillow Plate-Fertigung ermöglicht eine umfassende Anpassung an spezifische technische Anforderungen. Zu den Anpassungsoptionen gehören spezielle Schweißmuster für einen optimierten Flüssigkeitsdurchfluss, die Integration in Tanks und strukturelle Komponenten, verschiedene Anschlusstypen, einschließlich Flansche und Gewindeanschlüsse, sowie kundenspezifische Ausschnitte für Instrumente und Rohrleitungen.
Dank dieser Flexibilität können Pillow Plates multifunktional eingesetzt werden, indem sie Wärmeaustausch mit mechanischer Unterstützung und sogar Strahlungsabschirmung in speziellen Anwendungen kombinieren.
- Punkt- und Nahtschweißmuster für maßgeschneiderte Durchflusskontrolle
- Aussparungen für Kabel, Rohre oder Messgeräte
- Integration von Thermoplatten zur Strahlungsabschirmung
- Anschlüsse: Flansche, Gewindemuffen, geschweißte Stutzen
Wartung und Hygiene
Pillow Plates sind so konstruiert, dass sie nur minimale Wartung erfordern und leicht zu reinigen sind. Die glatte Edelstahlkonstruktion ist korrosionsbeständig, während die vereinfachte Geometrie Bereiche reduziert, in denen sich Ablagerungen ansammeln können. Zu den Reinigungsmethoden gehören automatische CIP-Systeme für Lebensmittel- und Pharmaanwendungen, Dampfreinigung für die routinemäßige Desinfektion und mechanische Reinigung durch Bürsten oder Sprühwaschsysteme.
- Ideal für hygienische Umgebungen dank der flachen, reinigbaren Oberflächen
- Kompatibel mit Dampfreinigung und automatisierten CIP-Systemen
- Widerstandsfähig gegen Korrosion und Ablagerungen
Qualitätssicherung und Konformität
Die Einhaltung internationaler Standards bei der Herstellung gewährleistet einen sicheren und zuverlässigen Betrieb auf den globalen Märkten. Zu den wichtigsten Zertifizierungen gehören die TÜV-Zertifizierung für Druckbehälter und Sicherheitssysteme, die PED-Konformität für europäische Druckgerätevorschriften, die ASME-Zertifizierung für Anwendungen auf dem US-Markt und die TR CU (GOST)-Zertifizierung für die Märkte der Eurasischen Wirtschaftsunion.
Warum Pillow Plates Wärmetauscher wählen?
Pillow Plates bieten gegenüber herkömmlichen Rohr- oder Mantelwärmetauschern einen deutlichen Vorteil in Bezug auf Leistung, Haltbarkeit und Flexibilität. Mit über 50 Jahren technischer Entwicklung sind sie heute eine führende Lösung für moderne thermische Anwendungen, die Energieeffizienz und kompaktes Design erfordern.
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Technische Zusammenfassung
- Konstruktionsarten: Einfach geprägt (Behälterwände), doppelt geprägt (Wärmetauscher)
- Werkstoffe: Rostfreier Stahl, Kohlenstoffstahl, Nickellegierungen, Titan
- Leistung: Bis zu 800°C und >100 MPa
- Reinigung: Leicht zu reinigen, CIP- und dampfstrahltauglich
- Konstruktion: CNC-laserverschweißt, kundenspezifische Konturen und Strömungsführung
- Zertifizierungen: CE (PED 97/23/EC), ASME, TÜV, TR CU
Ausblick: Zukünftige Entwicklungen und technische Innovationen
Die laufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten konzentrieren sich auf die Optimierung durch Finite-Elemente-Analysen für präzise Konstruktionsberechnungen und fortschrittliche Softwaretools für Leistungsvorhersagen. Diese Entwicklungen werden die Effizienz und Anwendbarkeit der Pillow Plate-Technologie in neuen industriellen Anwendungen weiter verbessern.
Die Kombination aus bewährter thermischer Leistung, Konstruktionsflexibilität und Fertigungszuverlässigkeit macht Pillow Plate-Wärmetauscher zu einer Schlüsseltechnologie für energieeffiziente Industrieprozesse und nachhaltige Wärmemanagementlösungen für verschiedene technische Anwendungen.
Häufig gestellte Fragen
Eine Pillow Plate ist eine technische Entwicklung, bei der zwei Bleche aus rostfreiem Stahl oder Baustahl über die gesamte Fläche zusammengeschweißt werden. Durch einen Aufblasprozess mit Stickstoff unter Druck entsteht die charakteristische gewellte Oberfläche mit einem kreisförmigen Schweißmuster.
Pillow Plate Wärmetauscher können direkt in Tanks eingebaut werden, um große Wärmemengen zu übertragen oder eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen. In Tanks mit Rührwerken dienen sie auch als Leitfläche für die Strömung, was zu einer optimalen Durchmischung und homogenen Erwärmung oder Kühlung beiträgt.1
Zu den Hauptvorteilen gehören:
- Individuelle Ausführungen in Abmessung, Form und Material für flexiblen Einsatz
- Einfache Reinigung durch leicht zugängliche Oberfläche
- Homogene, produktschonende Temperierung
- Anpassungsfähigkeit an verschiedene Anwendungskriterien1
Pillow Plates finden Anwendung in verschiedenen Industrien, insbesondere:
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Chemieindustrie
- Energiebranche
Einige wichtige technische Daten sind:
- Abmessungen von DIN A5 bis zu 14000 x 2000 mm
- Betriebsdrücke bis zu 70 bar
- Wanddicken von 0,8 – 3 mm bei doppelseitigem Profil
- Einsetzbar für verschiedene Medien wie Wasser, Glykol, Thermalöl oder Dampf
Pillow Plates werden in einem speziellen Aufblasverfahren hergestellt. Zwei Bleche werden zunächst mittels Laser- oder Widerstandsschweißtechniken zusammengeschweißt. Anschließend wird der Spalt zwischen den Blechen unter Druck gesetzt, wodurch die charakteristische Verformung entsteht.
Bei einseitig geprägten Pillow Plates verformt sich nur eine der beiden Platten und zwar die obere, dünnere aufgeschweisste Platte, während die andere, die untere, dickere Platte, flach bleibt. Diese werden häufig als Doppelmantel für Behälter verwendet. Beidseitig geprägte Pillow Plates entstehen, wenn beide Platten die kissenartige Form annehmen und werden oft zu Wärmetauscherstapeln zusammengesetzt.
Dank ihrer wellenförmigen Oberfläche fördern sie die Durchmischung der Flüssigkeiten, was zu hohen Wärmeübertragungsraten führt. Die Höhe der Effizienz hängt jedoch von der spezifischen Anwendung und den Betriebsbedingungen ab.
Dank ihrer wellenförmigen Oberfläche fördern sie die Durchmischung der Flüssigkeiten, was zu hohen Wärmeübertragungsraten führt. Die Höhe der Effizienz hängt jedoch von der spezifischen Anwendung und den Betriebsbedingungen ab.
Die Kosten variieren je nach Design, Material und Anwendung. In vielen Fällen bieten sie jedoch aufgrund ihrer Effizienz und Langlebigkeit ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Einfach geprägte Pillow Plates
- Konstruktion: Bestehen aus einer dickeren Basisplatte und einer dünneren Oberplatte. Nur die Oberplatte wird durch den Aufblasprozess verformt, während die Basisplatte unbeeinflusst bleibt.
- Verwendung: Häufig als sogenannte Dimple Jackets genutzt, die an Behälter- oder Tankwänden aufgebracht werden oder selbst die Behälterwand sind, um Wärmeübertragung zu ermöglichen.
- Anwendungsbereiche: Ideal für Anwendungen, bei denen eine einseitige Wärmeübertragung erforderlich ist, z. B. bei der Temperierung von Tanks oder Behältern.
Doppelt geprägte Pillow Plates
- Konstruktion: Beide Platten (Ober- und Unterplatte) werden durch den Aufblasprozess beidseitig in gleicher Weise verformt, wodurch eine doppelseitige Profilierung entsteht.
- Verwendung: Werden meist in Wärmetauschereinheiten eingesetzt, bei denen eine beidseitige Wärmeübertragung notwendig ist1.
- Anwendungsbereiche: Geeignet für kompakte Wärmetauscherlösungen mit hoher Effizienz, z. B. in der Lebensmittel-, Chemie- oder Pharmaindustrie.
- Zusammenfassend unterscheiden sich die beiden Typen vor allem in der Art der Verformung (einseitig vs. beidseitig) und den daraus resultierenden Einsatzmöglichkeiten.
Ingenieurwissenschaft und Thermodynamik optimal in die verschiedenen Fertigungstechniken überführen.
Thermodynamiker, Maschinenbauingenieure und Schweißfachingenieure definieren Auslegungen, Konstruktion und Herstellung kundenspezifisch gefertigter Wärmeaustauschplatten und -systeme aus Normalstahl und austenitischen Stählen bis zu Titan und gewährleisten den weltweit erfolgreichen Vertrieb Ihrer Leistung.
Dabei greift man zurück auf fertigungstechnische Erkenntnisse und Berechnungen, welche innerhalb der letzten 100 Jahre erarbeitet wurden und weiterhin stetig optimiert werden.
In der Wahrnehmung unserer Kunden steht ein Bucoprodukt für:
Technical and process-oriented consulting
Thermodynamic efficiency
Quality and longevity
