Thiết bị trao đổi nhiệt (trao đổi nhiệt) có vai trò rất quan trọng trong các ngành công nghiệp như lương thực, chế biến thực phẩm, thủy sản, giấy, dệt may, thuốc lá, đồ uống, v.v. Chúng được coi là thiết bị năng suất cao và hiệu quả. Vậy thiết bị trao đổi nhiệt là gì? Các loại thiết bị trao đổi nhiệt được ứng dụng trong công nghiệp như thế nào? Cùng tìm hiểu ngay trong bài viết sau đây.
Thiết bị trao đổi nhiệt là gì?
Một thiết bị để trao đổi nhiệt giữa một hoặc nhiều chất mang nhiệt. Các chất mang nhiệt có thể được ngăn cách bằng các ống hoặc tấm để ngăn sự trộn lẫn hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các chất mang nhiệt.
Nói một cách đơn giản, bộ trao đổi nhiệt là một thiết bị được thiết kế để truyền nhiệt từ bộ phận này sang bộ phận khác một cách hiệu quả. Các môi chất có thể được ngăn cách bằng những bức vách vững chắc để chúng không bị lẫn vào nhau.
Các loại thiết bị trao đổi nhiệt phổ biến hiện nay
Do sự đa dạng trên, thiết bị trao đổi nhiệt có thể được phân loại theo cấu trúc, công dụng, lượng môi chất truyền nhiệt, hình dạng bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, kiểu dòng chảy, v.v. Trong số đó, thiết bị trao đổi nhiệt được phân loại phổ biến nhất theo cấu trúc.
Bộ trao đổi nhiệt bao gồm trao đổi nhiệt dạng tấm, dạng chùm và dạng phẳng.
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm
Thiết bị bao gồm nhiều bộ trao đổi nhiệt dạng bản mỏng. So với các loại thiết bị trao đổi nhiệt khác, thiết bị có hiệu suất trao đổi nhiệt tuyệt vời và kích thước nhỏ. Vật liệu gioăng cao su và kỹ thuật hàn ngày nay cho phép thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng rộng rãi.
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm chủ yếu được sử dụng cho chất lỏng hoạt động ở áp suất thấp (dưới 30 bar). Một số bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hàn đặc biệt có sẵn cho các ứng dụng áp suất cao mà môi chất là khí hoặc hơi nước.
Khi nói về thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, ta có thể noi đến 3 loại trao đổi nhiệt dạng tấm là dạng tấm ghép gioãng (gasket), tấm hàn kín, dạng bán hàn.
Trao đổi nhiệt dạng gioăng
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có cấu tạo đơn giản bao gồm một bộ trao đổi nhiệt nhiều lớp, được bịt kín bằng một miếng đệm cao su. Vật liệu trao đổi nhiệt dạng tấm khác nhau: thép không gỉ, titan, Hastelloy. Chất liệu gioăng có thể đáp ứng dải nhiệt độ rộng: NBR, EPDM, Viton.
Ứng dụng: Do áp suất hoạt động thấp, thiết bị phù hợp với tất cả các loại trao đổi nhiệt lỏng-lỏng, khí-lỏng, hóa chất.
Ưu điểm:
- Bộ trao đổi nhiệt bằng gioăng cao su có thể dễ dàng tháo rời để vệ sinh và bảo trì.
- Hiệu suất truyền nhiệt cao (diện tích truyền nhiệt lớn).
- Tiết kiệm năng lượng.
- Phụ kiện trao đổi nhiệt thay thế đơn giản.
- Cấu trúc và cài đặt nhỏ gọn.
- Chi phí đầu tư và lắp đặt cạnh tranh.
- Cho phép điều chỉnh công suất.
Nhược điểm: áp suất thấp, nhiệt độ hoạt động thấp.
Trao đổi nhiệt dạng tấm hàn kín
Đây là một khối kim loại cố định bao gồm các tấm kim loại mỏng được hàn hoàn toàn với nhau (các mối hàn có thể là đồng hoặc niken) để tạo thành một ngăn / khe cho dòng chảy hỗn loạn của cả chất lỏng nóng và lạnh trong ngăn/ khe cắm này.
Ưu điểm của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hàn kín là có thể chịu được nhiệt độ cao đến 2000C và áp suất lên đến 30 bar; tiết kiệm năng lượng; cấu trúc và cài đặt nhỏ gọn.
Trao đổi nhiệt dạng bán hàn kín
Về cơ bản, tương tự như bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có gioăng cao su, nhưng chất làm lạnh là chất khí. Chi tiết:
Bộ trao đổi nhiệt bán kín bao gồm các cặp tấm kim loại được hàn kín với nhau bằng tia laser. Các cặp tấm kim loại này được gọi là cặp hộp, và các cặp hộp được xen kẽ thông qua miếng đệm làm kín. Tại đây, môi chất khí (NH3) sẽ chảy trên bề mặt của cặp hộp, và phần dịch còn lại sẽ chảy theo khe giữa cặp hộp được nối với nhau bằng gioăng cao su, tạo thành thiết bị trao đổi nhiệt hai pha (pha khí – lỏng ).
Ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt bán hàn kín:
- Hiệu suất truyền nhiệt cao (diện tích truyền nhiệt lớn).
- Tiết kiệm năng lượng.
- Có thể tháo lắp vệ sinh và bảo trì dễ dàng.
- Phụ tùng thay thế đơn giản.
- Kết cấu, lắp đặt gọn nhẹ.
- Giá thành đầu tư, lắp đặt cạnh tranh.
- Dễ tăng công suất nhiệt
Bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm
Bộ trao đổi nhiệt dạng bó và ống là bộ trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất (90%) trong ngành do độ bền, quy trình sản xuất đơn giản, lịch sử lâu đời và vật liệu sản xuất phổ biến.
Thiết bị gồm một bó ống bên trong chứa chất lỏng cần gia nhiệt hoặc làm lạnh. Bộ trao đổi nhiệt dạng bó và ống thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu áp suất và nhiệt độ vận hành cao. Môi chất trao đổi nhiệt có thể là chất lỏng, chất khí, gas hoặc hơi nước.
Thiết kế của bộ trao đổi nhiệt dạng ống phụ thuộc vào một số yếu tố:
- Kích thước đường ống: Sử dụng đường ống nhỏ sẽ giảm chi phí và thiết bị sẽ gọn nhẹ nhưng ngược lại sẽ khó vệ sinh và bám bẩn.
- Độ dày ống: Xác định hệ số truyền nhiệt, độ mài mòn, trọng lượng thiết bị, sự sẵn có của phụ tùng thay thế
- Chiều dài ống, khoảng cách ống, vách ngăn
Dòng chảy trong bộ trao đổi nhiệt dạng ống có thể là một chiều, nằm ngang hoặc xoắn ốc.
Ứng dụng của bộ trao đổi nhiệt
Đây là một thiết bị quan trọng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng cơ bản của bộ trao đổi nhiệt:
Công nghệ hàng hải: Sử dụng hơi để làm nóng nước, ngưng tụ chân không, làm mát dầu trục cam, làm mát tập trung nước biển, làm mát dầu.
Ứng dụng trong công nghệ hóa chất
- Được sử dụng để chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt EO / EG, thiết bị ngưng tụ VOC.
- Hệ thống thu hồi nhiệt thải áp suất cao và nhiệt độ cao.
- Hệ thống ngưng tụ etanol làm nóng, làm lạnh và ngưng tụ các chất lỏng khác nhau như axit sulfuric, axit nitric, axit acrylic và axit béo.
- Hệ thống lạnh công nghiệp: Làm bay hơi hoặc ngưng tụ gas lạnh NH3, R32, R407.
Ứng dụng trong hệ thống HVAC
- Hệ thống nước nóng trung tâm, một thiết bị sử dụng hơi nước để tạo ra nước nóng nhanh chóng.
- Bộ giảm áp tòa nhà Interconcepter sử dụng bộ trao đổi nhiệt.
- Hệ thống thu hồi nhiệt nóng Chiller.
- Hệ thống trao đổi nhiệt năng lượng mặt trời, máy bơm nhiệt.
- Quy trình sản xuất giấy: thu hồi nhiệt thải, nhuộm màu giấy, v.v.
Ứng dụng trong thực phẩm và đồ uống:
Bộ trao đổi nhiệt thường được sử dụng trong công nghệ thực phẩm và đồ uống. Do yêu cầu làm nóng hoặc làm mát sản phẩm. Hoặc nó có thể được sử dụng để thanh trùng, tiệt trùng và bảo quản thực phẩm và đồ uống như sữa, bia, đồ uống.
Trong một số lĩnh vực khác
- Công nghệ dệt: thu nhiệt trong quá trình giặt bằng nước.
- Khí đốt và than đá: làm lạnh amonia, benzen, gia nhiệt hoặc thu hồi nhiệt do bay hơi CO2.
- Công nghiệp điện: thiết bị trao đổi nhiệt làm mát dầu tua bin bằng nước hồ và nước suối.
- Bộ trao đổi nhiệt trong hệ thống năng lượng mặt trời.
Bộ trao đổi nhiệt có nhiều công dụng và chức năng khác nhau, vì vậy khả năng ứng dụng của chúng là vô tận.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt
Hiệu quả của thiết bị trao đổi nhiệt có thể được xác định theo một số cách. Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt của nhà máy, chẳng hạn như:
Sự chênh lệch nhiệt độ
Sự chênh lệch giữa chất lỏng nóng và chất làm mát là rất quan trọng khi thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt. Nhiệt độ chất làm mát luôn thấp hơn chất lỏng nóng. Nhiệt độ chất làm mát thấp hơn sẽ loại bỏ nhiều nhiệt hơn từ chất lỏng nóng hơn, làm tăng nhiệt độ chất làm mát.
Ví dụ, nếu bạn có một cốc nước uống ở nhiệt độ phòng, làm mát bằng đá viên sẽ hiệu quả hơn nhiều so với làm mát bằng nước lạnh, và nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho bộ trao đổi nhiệt.
Tốc độ dòng chảy
Một yếu tố quan trọng khác là dòng chất lỏng ở phía sơ cấp và thứ cấp của bộ trao đổi nhiệt. Lưu lượng lớn hơn làm tăng khả năng truyền nhiệt của thiết bị trao đổi, nhưng lưu lượng lớn hơn cũng có nghĩa là khối lượng nhiều hơn, điều này làm cho việc loại bỏ nhiệt và nhiệt khó khăn hơn, tăng vận tốc và tổn thất áp suất.
Lắp đặt
Bộ trao đổi nhiệt phải luôn được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Nói chung, cách hiệu quả nhất để lắp đặt bộ trao đổi nhiệt là có dòng chất lỏng theo kiểu ngược dòng, vì vậy nếu chất làm mát chảy từ trái sang phải, chất lỏng nóng chảy từ phải sang trái.
Đối với bộ trao đổi nhiệt dạng tấm và ống, chất làm mát phải chảy từ lối vào Thấp nhất để đảm bảo bộ trao đổi nhiệt luôn đầy nước. Đối với dàn trao đổi nhiệt làm mát bằng gió, khi lắp đặt dàn lạnh cần chú ý đến luồng gió, lõi nào bị tắc sẽ ảnh hưởng đến khả năng làm mát.
Nên mua thiết bị trao đổi nhiệt ở đâu uy tín?
DTP là một trong những đơn vị lâu đời nhất trong lĩnh vực tư vấn và cung cấp thiết bị trao đổi nhiệt. Công ty luôn đem đến các giải pháp chất lượng cùng với chi phí hợp lý, đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng với nhiều loại sản phẩm, giúp khách hàng giải quyết các khó khăn về lĩnh vực trao đổi nhiệt, chống ăn mòn khi vận hành và sản xuất.
Sản phẩm DTP được sản xuất với công nghệ hiện đại và được kiểm định nghiêm ngặt trước khi đưa đến tay khách hàng. Ngoài ra, khi đến với DTP, khách hàng sẽ được trải nghiệm dịch vụ khách hàng cực chuyên nghiệp, nhiệt tình và tâm tâm của công ty.
DTP cam kết sản phẩm tại công ty đều là hàng chính hãng, xuất xứ, nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, vận chuyển nhanh chóng trên toàn quốc.
Quý khách hàng có nhu cầu vui lòng liên hệ theo thông tin sau để được tư vấn chi tiết và được hỗ trợ tốt nhất!
Thông tin liên hệ Công Ty CP Kỹ Thuật Công Nghệ DTP:
- Đ/c: 759/7A Hương lộ 2. KP. 2, P. Bình Trị Đông, Q. Bình Tân, TP. HCM
- Hotline: 0938266100
- Zalo: 0968803450
- Email: info@dtptech.vn
- Website: https://dtptech.vn/
Trên đây là bài viết chia sẻ thông tin về các loại thiết bị trao đổi nhiệt phổ biến trên thị trường, Hi vọng bài viết đã cung cấp đủ những thông tin hữu ích mà bạn cần. Chúc bạn sớm tìm được giải pháp thiết bị trao đổi nhiệt tốt nhất!