Trao đổi nhiệt dạng ống, cấu tạo, ứng dụng trong công nghiệp

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có cấu tạo như thế nào? Ống trao đổi nhiệt được ứng dụng vào những lĩnh vực nào trong công nghiệp và đời sống. Xin mời bạn đọc tìm hiểu chi tiết ở bài viết dưới đây.

Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống, còn được gọi là bó hoặc bó ống, là một loại trao đổi nhiệt thông dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và hệ thống điều hòa không khí. Cấu tạo cơ bản của thiết bị này bao gồm:

Ống trao đổi nhiệt: Đây là phần cơ bản của thiết bị, bao gồm một loạt các ống song song được gắn với một khung hoặc một ống chính. Dòng chất lỏng hoặc khí đi qua các ống này để trao đổi nhiệt với dòng chất lỏng hoặc khí khác chảy xuyên qua khoảng không gian giữa các ống.

Ống chính hoặc khung: Đây là phần chứa các ống trao đổi nhiệt và giữ chúng trong vị trí cố định. Ống chính thường được làm từ thép không gỉ hoặc các vật liệu chịu nhiệt khác.

Mắt bảo vệ: Mắt bảo vệ là các cấu trúc phụ hợp để hỗ trợ và giữ các ống trao đổi nhiệt trong vị trí cố định. Chúng cũng có thể được sử dụng để cung cấp hỗ trợ cơ học và chịu áp lực.

Đầu vào và đầu ra: Thiết bị cũng đi kèm với các đầu vào và đầu ra để dẫn chất nhiệt vào và ra khỏi hệ thống. Các đầu vào và đầu ra thường được kết nối với hệ thống bơm và van để điều chỉnh dòng chất lỏng hoặc khí qua thiết bị.

Vật liệu trao đổi nhiệt: Vật liệu được sử dụng trong các ống trao đổi nhiệt thường là kim loại dẫn nhiệt tốt như đồng, nhôm hoặc thép không gỉ. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các vật liệu polymer hoặc các vật liệu composite có thể được sử dụng.

Bộ phận chống mất nhiệt ra môi trường: Một lớp cách nhiệt được áp dụng xung quanh thiết bị để giảm mất nhiệt và tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.

Những yếu tố này cùng hoạt động cùng nhau để tạo ra một hệ thống trao đổi nhiệt hiệu quả, làm cho thiết bị trở thành một phần quan trọng của nhiều ứng dụng công nghiệp.

 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

Dưới đây là một phân tích chi tiết về các loại ống trao đổi nhiệt khác nhau:

Ống trơn (Smooth Tubes):

Ưu điểm: Ống trơn có bề mặt láng mịn, giúp dòng chất lỏng hoặc khí chảy qua mà không gặp quá nhiều sự cản trở. Điều này làm tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.

Hạn chế: Ống trơn có thể dễ bị nghẹt hoặc dính cặn, đặc biệt là trong các ứng dụng với chất lỏng có chứa các hạt bẩn.

Ống vỏ (Ribbed Tubes):

Ưu điểm: Ống có cánh (ribbed tubes) có các cánh gân trên bề mặt nội của ống, tăng diện tích bề mặt để trao đổi nhiệt. Điều này cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt và làm giảm nguy cơ nghẹt ống.

Hạn chế: Sự tăng cường diện tích bề mặt cũng có thể tăng cản trở dòng chất lỏng, làm tăng áp suất của hệ thống.

Ống lồng ống (Double-Pipe Tubes):

Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, dễ gia công và lắp đặt. Có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Hạn chế: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt có hạn, do đó hiệu suất trao đổi nhiệt có thể không cao như các loại thiết bị khác.

Ống có cánh (Finned Tubes):

Ưu điểm: Ống có cánh (finned tubes) có các lá lam nổi ra từ bề mặt ống, tăng diện tích bề mặt và cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt. Có nhiều loại lam khác nhau để đáp ứng yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

Hạn chế: Chi phí sản xuất và lắp đặt cao hơn so với các loại ống trơn.

Mỗi loại ống trao đổi nhiệt có ưu nhược điểm riêng, và sự lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, ngân sách và điều kiện hoạt động.

Ứng dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của chúng:

Công nghệ lò hơi:

Trong lò hơi đốt than hoặc dầu: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thường được sử dụng để chuyển nhiệt từ dòng khí nóng sinh ra từ quá trình đốt than hoặc dầu sang nước, tạo ra hơi nước để cung cấp cho các quá trình làm nóng khác trong nhà máy hoặc để tạo ra điện năng.

Trong lò hơi cưỡng bức (forced circulation boiler): Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống cũng được sử dụng để truyền nhiệt từ nước nóng trong hệ thống lò hơi sang nước cưỡng bức, tạo ra hơi nước để sử dụng trong quá trình làm nóng.

Công nghệ sấy:

Sấy trong ngành thực phẩm: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thường được sử dụng để truyền nhiệt từ dòng khí nóng vào trong không gian sấy, giúp loại bỏ độ ẩm và bảo quản thực phẩm.

Sấy trong ngành dược phẩm: Trong việc sản xuất thuốc, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có thể được sử dụng để sấy các thành phần hoặc sản phẩm dạng hạt để loại bỏ độ ẩm và tạo ra sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao.

Sấy trong ngành công nghiệp hóa chất: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống cũng có thể được sử dụng để sấy các hạt hoặc hóa chất trong quá trình sản xuất công nghiệp.

Ngành dầu khí và năng lượng:

Trong quá trình sản xuất dầu và khí đốt, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống được sử dụng để làm mát hoặc làm nóng các chất lỏng và khí.

Trong các nhà máy nhiệt điện, chúng được sử dụng để truyền nhiệt giữa nước nóng và hơi nước, làm tăng hiệu suất của hệ thống và giảm lượng nhiên liệu cần thiết.

Ngành hóa chất:

Trong quá trình sản xuất hóa chất, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có thể được sử dụng để làm mát hoặc làm nóng các dung dịch hóa học để kiểm soát nhiệt độ quá trình.

Chúng cũng được sử dụng trong quá trình hấp thụ và trích ly, nơi mà truyền nhiệt là quan trọng để tăng hiệu suất quá trình.

Ngành thực phẩm và đồ uống:

Trong các nhà máy chế biến thực phẩm và đồ uống, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thường được sử dụng để làm mát, làm nóng hoặc sấy sản phẩm.

Chúng có thể được sử dụng trong quá trình pasteur hóa, làm lạnh nhanh, và trong quá trình làm lạnh của nước hoặc dung dịch đường.

Ngành ô tô:

Trong ngành sản xuất ô tô, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thường được sử dụng trong hệ thống làm mát của động cơ và hệ thống làm mát của hộp số.

Chúng cũng có thể được sử dụng trong quá trình sản xuất các linh kiện kim loại, nơi chúng có thể làm mát hoặc làm nóng các vật liệu trong quá trình gia công.

Ngành điện tử:

Trong các nhà máy sản xuất điện tử, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thường được sử dụng để làm mát các máy móc và thiết bị điện tử.

Chúng cũng có thể được sử dụng trong quá trình sản xuất các thành phần điện tử, nơi chúng có thể làm mát hoặc làm nóng các vật liệu trong quá trình sản xuất.

Những ứng dụng này chỉ là một phần nhỏ của các lĩnh vực mà thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có thể được sử dụng. Trong mỗi lĩnh vực, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ, làm mát hoặc làm nóng các chất lỏng hoặc khí để đảm bảo hiệu suất và chất lượng sản phẩm cao nhất.

Như vậy, qua bài viết trên chúng ta thấy được tầm quan trọng của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống trong công nghiệp. Sự có mặt của ống trao đổi nhiệt là giải pháp thúc đẩy sự ổn định trong hoạt động của các thiết, máy móc…

Quý khách hàng có nhu cầu lắp đặt thiết bị trao đổi nhiệt các loại thì hãy liên hệ với Lò hơi Bách Khoa để được tư vấn. Ngoài ra Công ty TNHH Năng lượng nhiệt Bách Khoa còn cung cấp các thiết bị lò hơi, nồi hơi công nghiệp trên toàn quốc.