Thiết bị trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt có nhiệm vụ truyền nhiệt từ môi chất nóng sang môi chất lạnh mà không để chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau.  Đây là thiết bị được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Bài viết dưới đây sẽ mô tả đầy đủ và chi tiết về thiết bị trao đổi nhiệt!

Thiết bị trao đổi nhiệt là gì?

Thiết bị trao đổi nhiệt dùng để trao đổi nhiệt giữa môi chất tải nhiệt nóng và môi chất tải nhiệt lạnh. Qua thiết bị trao đổi nhiệt các môi chất có thể trao đổi nhiệt với nhau là không cần phải tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Thiết bị trao đổi nhiệt được dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp. Với mục tiêu giải nhiệt có hệ thống máy móc hoặc cũng có thể là gia nhiệt cho quá trình sản xuất sản phẩm công nghiệp.

Các cặp môi chất thường trao đổi nhiệt với nhau đó là:

• Lỏng – lỏng.
• Khí (hơi)- khí (hơi).
• Lỏng – khí (hơi).

Tuỳ vào từng ứng dụng cụ thể mà nhà thiết kế sẽ bố trí các môi chất phù hợp với nhu cầu của các chủ đầu tư, chủ doanh nghiệp. Thiết bị cũng có nhiều dãi công suất đa dạng khác nhau.

Trong công nghiệp đang dùng phổ biến đó là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

Dưới đây là ứng dụng của thiết bị trao đổi nhiệt

Ứng dụng của thiết bị trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt là một thiết bị quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau.

Sau đây là các ứng dụng phổ biến của thiết bị trao đổi nhiệt:

 - Công nghệ tàu thủy

 - Công nghệ hóa chất

 - Hệ thống lạnh công nghiệp

 - Công nghệ giấy

 - Thực phẩm và đồ uống

 - Công nghệ dệt

 - Khí đốt và than đá

 - Công nghiệp điện

Các thiết bị trao đổi nhiệt hiện nay không chỉ đơn thuần ứng dụng trong các quá trình sản xuất công nghiệp, mà còn trong các ứng dụng đời sống hàng ngày.

Được sử dụng rộng rãi trong sưởi ấm không gian. Nó còn được dùng trong điện lạnh, điều hòa nhiệt độ, nhà máy điện, nhà máy hóa chất. Các nhà máy hóa dầu, khí tự nhiên, chế biến và xử lý nước thải cũng được sử dụng nhiều

• Các quá trình thanh trùng, tiệt trùng sữa hay các sản phẩm từ sữa như: kem, bơ, váng sữa, phô mai
• Các quá trình cần làm lạnh hoặc làm nóng các thức uống như: bia, nước ngọt, nước ép trái cây, rượu vang, trái cây xây nguyễn dạng puree
• Các quá trình cần thanh trùng, làm nóng các loại thực phẩm như: tương ớt, tương cà, dầu thực vật, bơ thực vật, caramel, chocolate, sốt
• Các quá trình cô đặc đường, nước ép trái cây, nước cốt dừa, sữa dữa, nước dừa tươi
• Các quá trình cần làm lạnh, cấp đông nhanh các sản phẩm thịt, cá, thủy hải sản…

Thiết bị trao đổi nhiệt chuyên dùng trong công nghiệp

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm

Là một trong những dạng thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các ngành công nghiệp, ước tính có tới 60% số thiết bị trao đổi nhiệt hiện nay trên thế giới là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm.

Thiết bị gồm một bó ống bên trong có chất lỏng cần được làm nóng hoặc lạnh chạy qua.

Bộ trao đổi nhiệt ống chùm thường được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi áp suất và nhiệt độ làm việc cao.

Môi chất trao đổi nhiệt có thể là chất lỏng, khí, gas hoặc hơi.

Đặc trưng nổi bật của thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm phụ thuộc vào một số yếu tố:

Kích thước ống: Sử dụng ống nhỏ sẽ giảm chi phí, thiết bị gọn nhẹ nhưng ngược lại sẽ khó vệ sinh, cáu bẩn.

Chiều dày ống: Quyết định tới hệ số truyền nhiệt, độ mài mòn, khối lượng thiết bị, khả năng có sẵn của phụ tùng.

Chiều dài ống, khoảng cách giữa các ống, vách ngăn

Dòng chảy trong thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm có thể là dòng chảy cùng chiều, dòng chảy ngang hoặc dòng chảy xoắn ốc.

Thiết kế hình ống trong thiết bị trao đổi nhiệt thể hiện tính linh hoạt và hiệu suất làm việc cao. Chúng trở thành bộ trao đổi nhiệt được sử dụng phổ biến.

Những ưu điểm chính của bộ trao đổi nhiệt dạng ống có thể kể tên như sau:

– Chi phí bảo trì thấp

– Áp lực làm việc cao

– Nhiệt độ làm việc cao

– Phù hợp các sản phẩm dạng hạt hoặc sợi

– Đáp ứng các tiêu chuẩn trong quy trình vô trùng

– Dễ dàng kiểm tra và tháo gỡ

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Là một loại thiết bị sử dụng các tấm kim loại để truyền nhiệt giữa hai chất lỏng. Đây là dạng thiết bị trao đổi nhiệt cũng khá phổ biến trong ngành chế biến thực phẩm.

Đặc điểm lớn nhất của thiết bị dạng này là có diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn. Từ đó cho ra hiệu suất trao đổi nhiệt cao, cũng như kích thước nhỏ gọn hơn rất nhiều so với dạng ống chùm.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm phù hợp với ứng dụng trao đổi nhiệt của các chất lỏng với áp suất thấp, độ nhớt thấp.

Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm là sẽ cần phải vệ sinh thường xuyên nếu trao đổi nhiệt cho các lưu chất có chứa chất xơ, cặn, dễ bám dính trong các khe hở của tấm trao đổi nhiệt như sữa dừa, nước cốt dừa…

Điều này có một lợi thế lớn so với một bộ trao đổi nhiệt thông thường ở chỗ các chất lỏng được tiếp xúc với một diện tích bề mặt lớn hơn nhiều bởi vì các chất lỏng được trải ra trên các tấm. Thiết bị cho hiệu suất trao đổi nhiệt lớn và kích thước nhỏ so với thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm.

Một số thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm đặc biệt sử dụng mối hàn có thể sử dụng cho các ứng dụng có áp suất lớn, môi chất là gas hoặc hơi nước:

• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm sử dụng gasket.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm loại bán hàn.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm loại hàn kín.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng xoắn ốc.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng.

Thiết bị trao đổi nhiệt có hiệu suất phụ thuộc vào yếu tố nào?

Hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt có thể được xác định theo nhiều cách. Và một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trao đổi nhiệt của thiết bị như:

Sự chênh lệch nhiệt độ:

Sự khác biệt giữa chất lỏng nóng và chất làm mát là rất quan trọng khi thiết kế bộ trao đổi nhiệt. Chất làm mát luôn cần ở nhiệt độ thấp hơn chất lỏng nóng.

Nhiệt độ chất làm mát thấp hơn sẽ lấy nhiều nhiệt ra khỏi chất lỏng nóng hơn, khi đó nhiệt độ chất làm mát sẽ ấm dần lên.

Tốc độ dòng chảy:

Một yếu tố quan trọng khác là dòng chảy của chất lỏng ở cả phía sơ cấp và thứ cấp của bộ trao đổi nhiệt.

Tốc độ dòng chảy lớn hơn sẽ làm tăng khả năng truyền nhiệt của bộ trao đổi, nhưng tốc độ dòng chảy lớn hơn cũng có nghĩa là khối lượng lớn hơn, điều này có thể gây khó khăn hơn cho việc loại bỏ nhiệt lượng cũng như tăng vận tốc và tổn thất áp suất.

Quá trình lắp đặt:

 Bộ trao đổi nhiệt phải luôn được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Cách hiệu quả nhất để lắp đặt một bộ trao đổi nhiệt đó là cho chất lỏng chảy theo cách sắp xếp ngược dòng.

Đối với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và ống thì chất làm mát nên vào ở vị trí đầu vào thấp nhất để đảm bảo bộ trao đổi nhiệt luôn đầy nước.

Đối với bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí, điều quan trọng là phải xem luồng không khí khi lắp đặt bộ làm mát, bất kỳ phần nào của lõi bị chặn sẽ làm ảnh hưởng đến khả năng làm mát.

Như vậy có thể kết luận rằng, thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị không thể thiếu trong các ngành công nghiệp. Thiết bị trao đổi nhiệt dang tấm và thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống là hai loại được dùng phổ biến nhất.

Khách hàng có nhu cầu lắp đặt thiết bị trao đổi nhiệt thì liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ: HeX Boiler - CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA. Địa chỉ: Số 268B, Quốc Lộ 2, Khu 2, Xã Phù Lỗ, Huyện Sóc Sơn, Tp Hà Nội. Hotline: 0917 754 059 . Email: info@hexboiler.com