Wärmetauscher gehören zu den wichtigsten Grundelementen industrieller Prozesse, der Gebäudetechnik und der Energietechnik. Das Prinzip ihrer Funktionsweise besteht darin, dass sie den Wärmeaustausch zwischen zwei Medien unterschiedlicher Temperatur ermöglichen, ohne dass diese physisch miteinander in Kontakt kommen.
In diesem System spielen Dichtungen eine entscheidende Rolle: Sie sorgen dafür, dass sich die zwischen den Platten strömenden heißen und kalten Medien nicht vermischen und nicht aus dem System austreten. Eine fehlerhafte oder falsch ausgewählte Dichtung führt nicht nur zu Betriebsstörungen, sondern kann auch erhebliche Sachschäden verursachen und sogar gefährliche Situationen hervorrufen. Deshalb erfordern Auswahl, Installation und Wartung von Wärmetauscherdichtungen ein Maß an Fachwissen, das nicht unterschätzt werden darf.
Die Rolle und Arten von Wärmetauscherdichtungen
Die Dichtungen von Plattenwärmetauschern werden in der Regel auf die Platten aufgepresst oder aufgeklebt. Ihre Aufgabe ist dreifach: Erstens müssen sie die Kanäle zwischen den Platten hermetisch abdichten, zweitens die Strömungswege der beiden Medien voneinander trennen und drittens eine mechanisch stabile Verbindung innerhalb des Plattenpakets gewährleisten.
Hinsichtlich der Materialwahl werden am häufigsten folgende Dichtungswerkstoffe eingesetzt:
NBR (Nitrilkautschuk): Öl- und kraftstoffbeständig, weit verbreitet in Wassersystemen und Niederdruckanwendungen.
EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk): Aufgrund seiner hervorragenden Wärme- und Alterungsbeständigkeit bevorzugt in Dampf- und Heißwassersystemen.
FKM / Viton: Zeichnet sich durch extreme chemische und thermische Beständigkeit aus und ist unverzichtbar bei Anwendungen mit aggressiven Chemikalien, Säuren und Laugen.
PTFE (Teflon): Gegen nahezu alle Chemikalien beständig und daher besonders beliebt in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Auch die Befestigungsart der Dichtungen ist entscheidend. Neben der klassischen Klebemethode gewinnen Clip-Systeme mit mechanischen Befestigungselementen zunehmend an Bedeutung, da sie die Austauschzeit und Wartungskosten erheblich reduzieren.
Sonderlock
Die für SONDEX-Plattenwärmetauscher entwickelten Sonderlock-Dichtungen stellen ein herstellereigenes Befestigungssystem der neuen Generation dar. In SONDEX-Wärmetauschern kommen verschiedene Dichtungstypen zum Einsatz: geklebte Dichtungen, „Sonder Snap“, „Sonder Lock“ (Dichtungen der neuen Generation) sowie „Hang-on“-Dichtungen.
Eine in die Platten gefräste Nut nimmt die spezielle Dichtung auf, die das Vermischen der Medien und das Austreten nach außen verhindert. Die Dichtungen sind in Viton, Nitril oder EPDM erhältlich und werden entsprechend der jeweiligen Temperatur-, Chemikalienbeständigkeits- und Betriebsanforderungen ausgewählt.
Das Sonderlock-System ist für zahlreiche Plattengrößen verfügbar – darunter S8, S21, S22, S37, S38, S43, S47, S64, S65, S100 und S121 – und ermöglicht dadurch ein breites Anwendungsspektrum.
ParaClip
Das ParaClip-Montagesystem wurde von SPX FLOW für APV-Plattenwärmetauscher entwickelt. Für den APV R5 Wärmetauscher wurde eine neue Endplattendichtung konzipiert, die über eine spezielle Geometrie an den Anschlüssen eine zuverlässige Kompressionsabdichtung gewährleistet.
Es handelt sich um eine einteilige Dichtung, die sich einfach installieren lässt. Im Zuge der Produktentwicklung wurden ParaClip-Schlitze in die Endplatten integriert, während die neue Dichtung entsprechende Spritzgussteile besitzt, die eine Befestigung im ParaClip-System ermöglichen. Die bisherigen fünfteiligen R5-Endplattendichtungen werden schrittweise ersetzt.
Die neuen ParaClip-Dichtungen sind in drei Elastomer-Varianten erhältlich: peroxidvernetztes, FDA-konformes Nitril, peroxidvernetztes, FDA-konformes EPDM sowie harzvernetztes EPDM.
SigmaFix
SigmaFix ist ein klebstofffreies Befestigungssystem für Dichtungen in Schmidt® Sigma-Plattenwärmetauschern von API Heat Transfer. Die Sigma-Plattenwärmetauscher können mechanisch (SIGMAFIX) oder mittels Klebung fixiert werden – sowohl bei klassischen Dichtungsplatten als auch bei halbgeschweißten SIGMADUAL-Modulen.
Zu den Dichtungsmaterialien gehören Elastomere (Nitril, EPDM, FKM/Viton® und weitere), PTFE-beschichtete Elastomere (SIGMACOAT), Aramidfaser-Dichtungen sowie Materialien für industrielle und lebensmitteltechnische Anwendungen. Die Sigma-Serie ist für Betriebsdrücke bis 25 bar und Temperaturen bis 170 °C ausgelegt und umfasst über 40 Varianten, die in mehr als 100.000 Anwendungen bewährt sind.
EcoLoc
Das von Kelvion entwickelte EcoLoc-Dichtungssystem konzentriert sich auf eine vereinfachte Wartung. Die EcoLoc-Dichtungen arbeiten optimal mit den Platten zusammen und gewährleisten einen störungsfreien Betrieb. Das abgerundete Öffnungsdesign sorgt dafür, dass jede Dichtung exakt sitzt und verhindert das Abscheren der Haltenasen.
Die Dichtungen können ohne Werkzeug und ohne Klebstoff montiert werden und richten sich beim Anziehen selbst aus. Der Austausch dauert nur wenige Sekunden, was Wartungsarbeiten erheblich vereinfacht. Zu den Vorteilen zählen die einfache Montage und Demontage, reduzierte Austauschzeiten sowie geringere Produktionsausfallzeiten.
Concitherm
Kelvion Concitherm ist eine Baureihe spezieller Plattenwärmetauscher für Verdampferanwendungen. Diese effizienten, dichtungsbasierten Wärmetauscher zeichnen sich durch ein optimiertes Plattendesign mit großen Strömungskanälen und wenigen Kontaktpunkten aus. Eine lasergeschweißte Kassette kann eine Plattenfläche von bis zu 3 m² erreichen.
Der geringe Druckverlust macht eine zusätzliche Pumpe überflüssig und reduziert Installations- und Betriebskosten. Im Vergleich zu herkömmlichen Rohrverdampfern bietet Kelvion Concitherm nahezu 100 % höhere Wärmeübertragungsleistung. Die Systeme können sowohl ergänzend als auch eigenständig in der Zucker-, Lebensmittel- und Chemieindustrie eingesetzt werden.
Varitherm
Die Kelvion Varitherm-Serie gehört zu den vielseitigsten Produktlinien im Bereich der Plattenwärmetauscher und ist für unterschiedlichste Anwendungen konzipiert. Diese Dichtungs-Plattenwärmetauscher eignen sich für das Heizen und Kühlen von Flüssigkeiten – auch bei Medien mit Partikeln bis zu 2 mm Größe –, für die Kondensation von Dämpfen sowie in speziellen Fällen für Gas-Kühlung und -Entfeuchtung.
Die Produktpalette reicht von VT 04 bis VT 80 und ist auch mit Edelstahlrahmen erhältlich. Die Platten sind in verschiedenen Größen, Profilen und Materialqualitäten verfügbar. Das Portfolio umfasst Modelle vom kleinen VT 04 bis hin zum großdimensionierten VT 2508 und deckt damit sowohl gebäudetechnische als auch industrielle Anforderungen ab.
Produktionstechnologie und Qualitätsanforderungen
Die Herstellung moderner Wärmetauscherdichtungen ist ein hochpräziser Prozess. Die Dichtungsprofile werden in Präzisionswerkzeugen geformt, vulkanisiert und anschließend strengen Qualitätskontrollen unterzogen. Zu den wichtigsten Prüfverfahren gehören Drucktests, Alterungsprüfungen, chemische Beständigkeitsprüfungen und Maßkontrollen.
Eine hochwertige Dichtung muss nicht nur innerhalb der vorgegebenen Temperatur- und Druckbereiche zuverlässig funktionieren, sondern auch über eine lange Lebensdauer hinweg flexibel und dicht bleiben. Industriestandards wie ISO 9001, ATEX oder FDA-Zertifizierungen sind wichtige Orientierungspunkte bei der Produktauswahl.
Wartung und Austausch
Die Lebensdauer von Dichtungen hängt stark von den Betriebsbedingungen ab. Allgemein wird empfohlen, Dichtungen in Plattenwärmetauschern alle 3 bis 7 Jahre zu überprüfen und bei Bedarf auszutauschen. Bei intensiver Nutzung, aggressiven Medien oder hohen Temperaturen kann dieses Intervall deutlich kürzer sein.
Erste Anzeichen von Undichtigkeiten – wie Druckverlust, reduzierte Wärmeleistung oder Vermischung der Medien – sollten sofort untersucht werden, da längere Schäden oft zu erheblichen Folgekosten führen.
Beim Austausch ist es entscheidend, die Platten gründlich von Kleberesten und Korrosion zu reinigen, die richtige Größe und Materialqualität der neuen Dichtung zu prüfen und die Presskräfte beim Zusammenbau gleichmäßig zu verteilen.
Zusammenfassung
Wärmetauscherdichtungen sind scheinbar kleine, aber äußerst kritische Komponenten in industriellen und gebäudetechnischen Systemen. Die richtige Auswahl – unter Berücksichtigung von Materialverträglichkeit, Temperatur- und Druckbereichen sowie Wartungsfreundlichkeit – hat direkten Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des gesamten Systems.
Die auf dem Markt verfügbaren Marken bieten jeweils optimierte Lösungen für unterschiedliche Anforderungen. Es liegt in der Verantwortung von Ingenieuren, die passende Lösung auszuwählen und durch fachgerechte Installation sowie regelmäßige Wartung einen langfristig sicheren und effizienten Betrieb des Wärmetauschers zu gewährleisten.