Ưu điểm và nhược điểm của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Bộ trao đổi nhiệt trong HVAC là gì? 

Theo định nghĩa đơn giản nhất, bộ trao đổi nhiệt truyền nhiệt giữa hai hoặc nhiều chất lỏng.

Mỗi chất lỏng được ngăn cách bởi một vách ngăn để không cho chúng trộn lẫn với nhau. Đôi khi trong hệ thống HVAC, sự trao đổi nhiệt sẽ xảy ra giữa chất khí và chất lỏng. Chúng có thể được sử dụng để sưởi ấm và làm mát.

Thuận lợi

Việc tháo rời đơn giản và các cấu hình tấm khác nhau mang lại sự linh hoạt cho bộ trao đổi nhiệt dạng tấm để tương thích với các ứng dụng quy trình mới bằng cách thêm hoặc bớt hoặc sắp xếp lại các tấm.

Các kênh hẹp giữa các tấm liền kề cho phép một lượng nhỏ chất lỏng chứa trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm. Do đó, thiết bị có phản ứng nhanh chóng với các thay đổi với thời gian trễ ngắn để nhiệt độ được kiểm soát dễ dàng.

Sản xuất thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hầu như không tốn kém.

So với chỉ thu hồi 50% nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống, tới 90% nhiệt được thu hồi trong các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm do các tấm bị hỏng và đường kính thủy lực nhỏ gây ra nhiễu loạn tăng cường và tốc độ truyền nhiệt cao.

Đối với cùng một diện tích truyền nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm thường chiếm ít diện tích hơn 80% so với thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống.

Nhược điểm

Một điểm yếu quan trọng của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là do các miếng đệm dạng tấm tiêu chuẩn, không thể chịu được áp suất vượt quá 25 ATM và nhiệt độ hơn 160 ° C gây rò rỉ.

Cấu hình gấp khúc của các tấm và không gian dòng chảy nhỏ gây ra giảm áp suất cao do ma sát, làm tăng chi phí bơm.

Ma sát giữa các tấm có thể gây mòn và do đó, hình thành các lỗ nhỏ khó xác định vị trí.

Mặc dù đôi khi bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể được sử dụng trong quá trình ngưng tụ hoặc bay hơi, nhưng nó không được khuyến khích cho khí và hơi do hạn chế về không gian bên trong các kênh và các hạn chế về áp suất.

Một hạn chế khác là việc sử dụng các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm trong quá trình xử lý chất lỏng có độ nhớt cao hoặc những chất có chứa vật liệu dạng sợi vì sự giảm áp suất cao liên quan và các vấn đề phân phối dòng chảy.

Cách phân biệt titan với inox

Thứ nhất: Titan là kim loại còn inox là hợp kim (thép trộn nhiều kim loại khác nhau). Tính chất hoá học của titan là kim loại truyền nhiệt và có khả năng chống ăn mòn. Còn inox thường có 30% crom và 70% sắt nên dẫn đến lý tính ăn mòn. Nếu xét về đặc tính chống ăn mòn thì titan vượt trội hơn inox.

Thứ hai, titan có màu sắc xám mờ và không sáng bóng như inox. Dù cho bạn có mang titan đi đánh bóng thì cũng không sáng như inox được. Đây được xem là cách nhận biết titanium bằng mắt thường được nhiều người áp dụng.

Thứ ba: Titan có trọng lượng nhẹ hơn inox. Đồng thời, độ bền của titan cũng cao hơn inox rất nhiều. Có thể nói, chất liệu titan là vật liệu tốt nhất mà con người đang sở hữu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Như y tế, hàng không vũ trụ, sản xuất gọng kính, nha khoa, trang sức...

Thứ tư, hợp kim titan cứng cáp, chông trầy xước, chịu nhiệt tốt. Khi đột ngột thay đổi nhiệt độ cao thấp thất thường thì inox dễ nức vỡ. Trong khi đó, titan chịu được sự thay đổi này.

#titanium #metal #titan #titani #ti #dtptech #kim_loai_chong_an_mon

Bảo trì thiết bị trao đổi nhiệt với vài bước đơn giản:

 

Khi thực hiện bảo trì định kỳ thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm của bạn, một trong những yếu tố quan trọng nhất phải kiểm tra là các tấm và gioăng. Các tấm gioăng dẫn hướng dòng chảy của 2 môi chất để chúng không tràn vào nhau. Việc kiểm tra thường xuyên, thay thế và cách ghép các tấm gioăng sẽ giúp ngăn chặn việc 2 môi chất hoà vào với nhau và giữ thiết bị đạt hiệu quả cao nhất, tiết kiệm thời gian, chi phí trong dài hạn.

Các tấm và gioăng có nhiều kiểu phù hợp với nhu cầu của từng ứng dụng. Việc biết cách lắp đặt và thay thế các tấm gioăng đúng cách sẽ giữ cho PHE của bạn luôn ở trạng thái hoạt động tốt nhất.

Gioăng đầu:

Gioăng đầu tiên được tạo thành bởi bốn vòng tròn và dải đệm bao quanh. Xác định vị trí của các rãnh với bốn vòng tròn cố định tránh cho hai môi chất tràn ra ngoài. Cố định gioăng với tấm qua nút cài 5 điểm. Đặt 4 vòng ở các đầu vào và ra sau đó gắn đều vào các rãnh theo viền xung quanh tấm.

Gioăng giữa:

Căn chỉnh miếng đệm vào đúng với vị trí rãnh đệm trên tấm. Đảm bảo rằng các tấm và gioăng được ghép chặt chẽ với nhau và khớp với các rãnh đệm tránh tình trạng rò rỉ ra bên ngoài. Lắp đạt các tấm so le nhau ngăn cho 2 dòng môi chất không bị hoà vào nhau. Ví dụ: xác định số tấm chẵn và lẻ để dễ dàng lắp đạt vị trí so le.

Tấm đầu:

Cũng giống với gioăng đầu của dạng Easyhool-in Gasket, được thiết kế với bốn vòng tròn để cố định ngăn không cho 2 dòng môi chất hoà trộn vào nhau.

Nút cài được thiết kế với dạng 3 chân, khi ghép gioăng vào tấm sẽ được cố định chặt chẽ bởi các nút cài một cách chắc chắn.

Xác định được vị trí của các rãnh đệm, sau đó cài nút vào tấm (lưu ý: Cẩn thận khi cài tránh làm đứt gioăng)

Tấm giữa:

Áp dụng tương tự cách lắp đặt với tấm đầu cần phải xác định số thứ tự chẳn lẻ để khi ghép các tấm so le vớinhau. Với nút cài 3 chân dễ dàng xác định được mức độ chính xác khi ghép các tấm sole mà không cần phải tháo rời các thiết bị trao đổi nhiệt. 

Kiểm tra khi lắp đặt: Kiểm tra cố định với bất kỷ đầu nối nào để đảm bảo rằng các tấm gioăng sẽ được ghép đúng trước khi cố định thiết bị với thông số kỹ thuật được đưa ra.

 #heat_exchanger #trao_đoi_nhiet #plate_heat_exchanger #dtptech #PHE #gia_nhiet #lam_mat_dau

Giải đáp câu hỏi titan có độc hại hay không?

Titan có áp lực lớn với oxy và các nguyên tố khác, vì vậy không thể tìm thấy titan ở trạng thái kim loại trong tự nhiên

Nồng độtitan trong không khí của các khu vực đô thị là dưới 0.1 µg / m3 tuy nhiên, ở một số khu vực, đặc biệt là những nơi gần các nhà  máy, 0.1 µg / m3 cũng đã được báo cáo. Nồng độ này ảnh hưởng đến nguồn cung cấp nước uống và các mặt hàng thực phẩm. Do đó, lượng titan của con người đã được báo cáo từ 300 µg / ngày đến 2 mg / ngày.

Các nghiên cứu lâm sàn trên động vật và con người đã chỉ ra rằng nếu hít phải titanium dioxide, nó vẫn trơ về mặt sinh học. Khả năng bị xơ hoá yếu do tiếp xúc với bụi titan có nhiều khả năng do tiếp xúc đồng thời với các thành phần khác có trong bụi titan hơn là đioxit titan. Tuy nhiên, ở động vật, nitrit titan, titan hydrua và cacbua titan có thể gây ra các hiệu ứng tạo sợ. Những hợp chất này của titan cũng có thể gây ra chứng loạn dưỡng thận và gan ở động vật. Ở người, hợp chất này có thể gây bỏng da và kích ứng mạnh ở mắt. Ngoài ra, titan thường được sử dụng trong các nghiên cứu về độ thanh thải của phổi. Các nghiên cứu đã không cho thấy bất kỳ tác động bất lợi nào của titanium dioxide đối với phổi.

Titan có vai trò chủ đạo trong ngành công nghiệp cấy ghép và phục hình. Các nghiên cứu trên động vật và con người đã chỉ ra rằng sự hiện diện của titan trong cấy ghép và bộ phận giả không ảnh hưởng đến các mô của con người. Chất lỏng và mô mềm có trong cơ thể động vật và con người có khả năng chịu titan cực cao. Điều này có nghĩa là không có báo cáo về kích ứng hoặc chậm lành vết thương và có sự bao bọc của kim loại bởi các mô xơ. Các hợp chất titan như dioxit, oxit, tannatri và salicylat đóng một vai trò quan trọng trong các công thức da liễu và mỹ phẩm. Chúng không cho thấy bất kỳ tác dụng phụ nào đối với làn da của con người. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với các hợp chất titan khác nhau có liên quan đến chứng xơ phổi nhẹ.

#titanium #metal #titan #titani #ti #dtptech #kim_loai_chong_an_mon

Các tips vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt hiệu quả

Các cách vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt 

Bộ trao đổi nhiệt được thiết kế để tối ưu hoá việc truyền nhiệt từ chất khí hoặc chất lỏng này sang chấg khí hoặc chất lỏng khác trong quá trình làm sạch tại chỗ (CIP). Trong quá trình sản xuất hiệu sấut của bộ trao đổi nhiệt bị giảm dần theo thời gian do cáu cặn hoặc do ăn mòn thiết bị. Việc này khiến chi phí cận hành tăng cao, gây hao tổn năng lượng

Sản phẩm hoặc hoá chất bám trên bề mặt truyền nhiệt làm giảm khả năng truyền nhiệt của bộ trao đổi nhiệt và phải được làm sạch thường xuyên để duy trì hiệu suất cao, ngăn sự gián đoạn trong quá trình hoạt động. Việc bám bẩn của máy, hoặc sự tích tụ không mong muốn của cặn bám trên bề mặt truyền nhiệt, có thể dẫn đến một số vấn đề sau:

Tình trạng cáu cặn tích tụ quá nhiều trong hệ thống sẽ gây trở ngại cho việc trao đổi nhiệt và dễ hình thành tắc nghẽn trong hệ thống, làm hư hỏng, trục trặc, tăng chi phí bảo trì và sửa chữa,..

Làm mất tác dụng giải nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt, giảm công xuất giải nhiệt. Tăng lượng nước sử dụng, tăng chi phí vận hành và bảo trì, tổn thất năng lượng. 

Tốn chi phí thay thế phụ tùng, giảm tuổi thộ của hệ thống và ngừng máy đột xuất do hỏng hóc

• Gây ra một số rủi trong quá trình vân hành như cháy nổ thiết bị
• Làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, công suất, năng suất của thiết bị
• Hao tốn nhiên liệu, năng lượng, gây hại về kinh tế
• Gây tắc, thủng đường ống
• Rủi ro này gây ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình sản xuất và thiệt hại cho doanh nghiệp....

Do đó, vệ sinh và bảo dưỡng các bộ trao đổi nhiệt là rất quan trọng để giữ cho hệ thống hoạt động hiệu quả. Bảo trì thường xuyên đảm bảo thiết bị luôn trong tình trạng hoạt động tốt và giúp ngăn ngừa việc sửa chữa khẩn cấp khiến quá trình sản xuất bị gián đoạn.

So với tổn thất mà ta phải chịu khi quá trình sản xuất bị gián đoạn do bộ trao đổi nhiệt ngừng hoạt động, ta chỉ phải chi ra một số tiền nhỏ để vệ sinh và bảo trì thiết bị. 

Ba yếu tố chính dẫn đến mức độ và tần suất xuất hiện cáu cặn

Nhiệt độ chất lỏng

Nước có thể tạo ra cặn từ các khoáng chất như canxi cacbonat (CaCo3). Như chúng ta đã biết, trong nước luôn chứa các ion Ca2+, Mg2+, Co32-, HCO3-... Các ion Ca2+, Mg2+ quyết định độ cứng của nước và có đặc tính là độ tan giảm khi nhiệt độ tăng. Ngoài ra trong nước còn chứa rất nhiều khí hoà tan như Oxy và Co2, gây oxy hoá kim loại, vừa làm giảm tính bền chắc của kim loại vừa hư hỏng kim loại và tạo ăn mòn. Tương tự với sự gia tăng nhiệt độ trong quá trình chế biến thực phẩm, sự phát triển của vi sinh vật có thể xảy ra.

Do bản chất tự nhiên của chất lỏng

Một ví dụ đơn giản, trong quá trình chế biến sữa việc đóng cặn dẫn đến sự gia tăng áp suất trên bộ trao đổi nhiệt khiến tốc độ dòng chảy giảm.

Trong ngành công nghiệp sữa, protein, chất béo, đường, khoáng chất từ sữa và các thành phần từ sữa có thể thoát ra khỏi dung dịch và lắng đọng trên bề mặt bộ trao đổi nhiệt và trong đường rãnh của thiết bị.

Tốc độ dòng chảy

Trong hầu hết các trường hợp, ở những nơi tốc độ dòng chảy thấp, các chất rắn lơ lửng bị sa lắng xuống bề mặt kim loại và trở thành nơi lưu trú của các tác nhân gây ăn mòn.

Khi tốc độ dòng chảy đủ lớn, sự di chuyển của chất rắn lơ lửng gây bào mòn bề mặt kim loại.

Các loại đóng cặn

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày những quy trình làm sạch với các loại bám bẩn phổ biến nhất trong quá trình sản xuất:

Đóng cặn dạng vảy: Là sự tích tụ của lớp vỏ hoặc lớp phủ của chất lỏng, khoáng chất hoặc chất làm sạch đã qua xử lý trên bề mặt của các bộ phận trao đổi nhiệt.

Cặn bám do vi si vật: Các nguồn gây ô nhiễm sinh học bao gồm vi khuẩn, giun tròn và động vật nguyên sinh.

Làm thế nào để biết khi nào vệ sinh máy trao đổi nhiệt?

Bạn hoàn toàn có thể biết khi nào cần vệ sinh máy bằng cách kiểm tra nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sản xuất. Nếu sản phẩm không đạt nhiệt độ làm mát hoặc nóng như bình thường, nhiệt độ không chính xác do bám bẩn trên bề mặt tấm làm giảm hiệu suất truyền nhiệt.

Ngoài ra bạn cũng có thể thấy áp suất giảm nhiều hơn so với quy định thống thường vì tắc nghẽn đang làm co hẹp đường dẫn và tăng vận tốc chất lỏng. Do đó bạn nên bảo trì và làm sạch bộ trao đổi nhiệt của mình ngay để tránh những tổn thất không đáng có.

Vệ sinh tại chỗ (CIP)

CIP là quá trình vệ sinh, tẩy rửa, sát trùng tại chỗ mà thiết bị không cần phải tháo lắp. Quá trình này bao gồm việc xịt hoặc phun lên bề mặt thiết bị hoặc cho dung dịch chất tẩy rửa lưu thông trong máy trong điều kiện mà sự chảy rối và tốc độ dòng chảy tăng lên.

Mục đích của quá trình CIP là làm sạch thiết bị, loại bỏ vi sinh vật tạp nhiễm, bảo đảm chất lượng sản phẩm và an toàn vệ sinh thực phẩm.

Ưu điểm của CIP:

• Không phải tháo lắp thiết bị
• Có thể tẩy rửa ở những vị trí khó rửa
• Giảm nguy cơ lây nhiễm hoá học
• Tính tự động hoá cao
• Thời gian thực hiện ngắn

CIP làm sạch bộ trao đổi nhiệt bao gồm một số mục tiêu:

• Làm sạch cặn vôi
• Làm sạch bề mặt thụ động để giảm khả năng ăn mòn
• Trung hoà chất tẩy rửa trước khi làm ráo nước

Điều chỉnh tốc độ dòng chảy phù hợp

Tốc độ dòng chảy thích hợp đảm bảo hoạt động cơ học hiệu quả của chất lỏng trong quá trình làm sạch. Một số nhà xuất khuyến nghị vận tốc xấp xỉ ft / giây trên các tấm trao đổi nhiệt.

Tốc độ dòng chảy trong quá trình làm sạch ít nhất phải bằng tốc độ dòng chảy của quá trình sản xuất. Có thể tăng tốc độ dòng chảy trong một số trường hợp như; Trong quá trình tiết trùng sữa và xử lý chất lỏng nhớt hoặc chất lỏng có chứa hạt.

Quy trình làm sạch hoá hoạc cơ bản

Làm sạch bằng hoá chất trong CIP mang lại một số ưu điểm: 

• Quy trình làm sạch nhanh hơn
• Cường độ làm việc ít hơn
• Làm sạch các thành phần mà vệ sinh cơ học không làm được

Bốn bước trong quy trình làm sạch bằng hoá chất CIP:

• Chất tẩy rửa kiềm (Alkaline cleaning): Là một phương pháp thường được sử dụng để loại bỏ bằng cách tẩy rửa bằng kiềm bao gồm dầu mỡ, sáp, kim loại mịn và bụi bẩn. Chất tẩy rửa kiềm được sử dụng bằng cách phun hoặc ngâm và thường rửa sạch bằng nước ấm.
• Rửa sạch: Thường được hoàn thành với bộ xả nước tạo dòng chảy mạnh để loại bỏ các mảnh vụn rời và cặn còn lại từ bước tẩy rửa kiềm.
• Làm sạch bằng axit: Giúp hoà tan và làm mềm các chất bám bẩn tốt hơn 
• Rửa sạch và làm ráo nước

Lựa chọn đúng chất tẩy rửa cho thiết bị

Lựa chọn hoá chất phù hợp để làm sạch bộ trao đổi nhiệt là điều quan trọng để đảm bảo vệ sinh đúng cách và tránh làm hỏng các bộ phận trao đổi nhiệt. Ví dụ, các dung môi và một số chất tẩy rửa sau đây có thể làm hỏng các tấm và miếng đệm của bộ trao đổi nhiệt:

• Xeton như Acetone, Methyletylketone, Methylisobutylketone
• Este như Ethylacetate, Butylactate
• Các hydrocacbon halogen hoá như Chlorathene, Carbon tetrachloride, Freons
• Chất thơm như Benzen, Toluene

Làm sạch lớp vỏ hoặc đóng cặn là một quá trình loại bỏ canxi cacbonat, canxi sunphat hoặc silicat ra khỏi bề mặt tấm. Vậy nên chất làm sạch phải tương thích với cả tấm kim loại và thành phần của miếng đệm.

Trong trường hợp tấm được làm từ titan và thép không gỉ, Không được sử dụng axit clohydric. Ngoài ra, không sử dụng nước có hàm lượng clo trên 300 ppm trong quá trình chuẩn bị dung dịch tẩy rửa. Clo thường được sử dụng làm chất ức chế sinh trưởng trong hệ thống nước làm mát, làm giảm khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ, bao gồm Hastelloy, Incoloy, Inconel và SMO.

Qua bài viết trên ta có thể thấy việc vệ sinh thiết bị và bão dưỡng chúng là vô cùng quan trọng đối với hoạt động sản xuất của doanh nghiệp. Mỗi phương pháp làm sạch đều có ưu nhược điểm khác nhau tuỳ vào từng hệ thống làm việc. Vì vậy ta cần đến những nơi thật sự uy tín cung cấp các dịch vụ vệ sinh, bảo trì thiết bị.

Công Ty DTP chuyên cung cấp giải pháp xử lý cáu cặn. Tuỳ vào từng điều kiện của mỗi doanh nghiệp mà chúng tôi phương pháp nào cho hợp lý.

 

Review nhanh các loại thiết bị trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt nào là tốt nhất?

Bạn có  thể nghĩ rằng tất cả các bộ trao đổi nhiệt cơ bản đều giống nhau, nhưng không. Có một số loại với thiết kế khác nhau, mỗi loại được thiết kế cho từng chức năng và mục đích sử dụng riêng. Vậy tại sao ta nên phân biệt và lựa chọn giữa các loại thiết bị trao đổi nhiệt? Tất nhiên câu trả lời chính xác cho câu hỏi này là vì nhu cầu xử lý nhiệt của các sản phẩm đều khác nhau, có thể là trong các ngành công nghiệp thực phẩm, sữa, hoá chất hoặc dược phẩm.

Trên thị trường ngày nay, có rất nhiều kiểu dáng bộ trao đổi nhiệt được thiết kết với nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Một trogn những vấn đề mà người dùng mới hay mắc phải là nghĩ rằng tất cả các thiết bị tao đổi nhiệt đếu có chức năng giống nhau và có thể dùng cho bất cứ ngành sản xuất nào. Vậy điều đó đúng hay sai? để đi đến kết luận, chúng ta phải phân tích nguyên lý hoạt động cũng như ưu, nhược điểm và ứng dụng của mỗi loại.

Có khá nhiều loại trao đổi nhiệt khác nhau, nhưng ở đây ta sẽ chọn ba loại thông dụng nhất là bộ trao đổi nhiệt thiết kế dạng tấm ghép gioăng, dạng xoán ốc và dạng ống.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm ghép gioăng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo

Cấu tạo bộ trao đổi nhiệt dạng tấm ghép gioăng gồm một dãy các kim loại mỏng bằng chất liệu inox, titan, hastenlloy. Ghép kín với nhau bằng các gioăng cao su tổng hợp và bộ khung giữ chắc chắn, tạo thành các ngăn/khe rãnh cho hai lưu chất nóng và lạnh chạy xen kẽ trong các ngăn / khe.

Nguyên lý hoạt động

Hai lưu chất nóng và lạnh sẽ chảy tuần tự lên hai bề mặt tấm, nơi quá trình truyền nhiệt từ lưu chất nóng sang lưu chất lạnh diễn ra. Các ngăn/khe chảy được thiết kế đặc biệt để tạo ra trạng thái chảy rối tối đa đối với cả 2 lưu chất, làm tăng hiệu quả truyền nhiệt. Hai lưu chất thường vào và ra ở ngõ trên và dưới tương ứng của bộ trao đổi nhiệt hoặc ngược lại theo nguyên tắc nghịch lưu.

Ưu điểm và nhược điểm của máy trao đổi nhiệt dạng tấm ghép gioăng

Ưu điểm

• Hiệu quả cao: Do diện tích bề mặt trao đổi nhiệt lớn nên hiệu suất đạt 95%, cao hơn nhiều so với thiết bị dạng ống. 
• Tính nhỏ gọn: Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được thiết kế với nhiều kích thước và số tấm khác nhau tuỳ vào yêu cầu mục đích sử dụng khác nhau. Với số tấm càng lớn thì hiệu suất truyền nhiệt càng cao và ngược lại. Tuy nhiên nhìn chung dạng tấm vẫn nhỏ gọn và chiếm ít diện tích hơn so với các loại thiết bị trao đổi nhiệt khác. 
• Dễ dạng tháo lắp bảo trì và vệ sinh: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được bảo trì đơn giản và có thể dễ dàng vệ sinh. Công suất có thể được tăng lên bằng cách thêm các tấm trao đổi nhiệt.
• Giá thành: Giá của máy phụ thuộc vào số lượng tấm trao đổi nhiệt được lắp đặt trong đó. Có thể chọn số lượng tấm phù hợp theo nhu cầu. Khi thiết bị gặp sự cố hư hỏng ta chỉ tốn chi phí sửa chữa thay thế một tấm bị mòn (hư hỏng) chứ không phải toàn bộ hệt thống. Giá thành thấp hơn bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm, ống xoắn, kích thước nhỏ hơn (Với cùng côgn suất)
• Tuổi thọ cao (lê đến 20 - 30 năm tuỳ từng điều kiện làm việc)
• Dễ dàng tích hợp hệ thống.

Nhược điểm

• Bị tắc nghẽn nếu không được vệ sinh định kỳ: Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể bị tắc nghẽn nếu không được làm sạch tương tự như những loại thiết bị trao đổi nhiệt khác

Ứng dụng

• Ứng dụng trong công nghiệp: Dàn nóng (dàn ngưng tụ), dàn lạnh (dàn bay hơi), hệ sản xuất nước lạnh (chiler)
• Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm: Gia nhiệt dịch trộn, thanh trùng, tiệt trùng, cô đặc thực phẩm.
• Ứng dụng trong công nghiệp hàng hải: Sinh hàn, bán dẫn
• Ứng dụng Trong công nghiệp Hoá chất: Gia nhiệt, giải nhiệt dung dịch trước và sau phản ứng, giấy và bột giấy.
• Ngoài ra máy trao đổi nhiệt còn được dùng trong nhiều lĩnh vực khác như sản xuất mía đường, dược phẩm, đồ uống,...

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm

Bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm là một trong những dạng trao đổi nhiệt, khác biệt bằm ở chất tản nhiệt được ngăn cách qua biên dạng ống.

Cấu tạo

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm được chia thành nhiều dạng khác nhau nhưng cơ bản cấu tạo đều tương đồng nhau. Có 2 yếu tố để phân loại là đặc điểm của phần vỏ ngoài và kiểu dòng chảy.

Ống trao đổi nhiệt chính là bề mặt truyền nhiệt giữa lưu chất chảy bên trong ống và bên ngoài ống. Các ống trao đổi nhiệt này được gắn vào mặt sàng ống bằng cách sử dụng phương pháp hàn.

Có hai loại dạng ống trao đổi nhiệt được sự dụng: Ống tròn hoặc sử dụng ống có cánh khi một lưu chất có hệ số truyền nhiệt thấp hơn rất nhều so với lưu chất kia.

Nguyên lý hoạt động

Bộ trao đổi nhiệt kiểu ống chùm dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp giữa hai lưu chất chuyển động bên trong và bên ngoài ống trao đổi nhiệt.

Để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt, người ta tạo ra chiều chuyển động của lưu chất trogn và ngoài ống theo phương vuông góc hoặc chéo dòng.

Tuỳ theo ứng dụng cụ thể mà bố trí kiểu dòng chảy khác nhau. 

Để phân phối lưu chất trong và ngoài ống người ta tạo ra hai khoang để phân lưu chất trong và ngoài ống khác nhau.

Lưu chất chảy ngoài ống  được chứa trogn vỏ trụ còn lưu chất chảy trogn lòng ống được chứa trong khoang đầu và trong lòng ống.

Ưu và nhược điểm của máy

Ưu điểm

• Tốc độ dòng chảy của chất làm mát cao: Điều này đạt được thông qua việc lựa chọn cẩn thận các đường ống dẫn nước của đường kính mong muốn, cho phép môi chất chảy tự do bên trong ống.
• Dễ bảo trì việc này giúp bạn có thể thực hiện vệ sinh thiết bị thường xuyên, Cho phép tăng thời gian hoạt động của nó.
• Tính linh hoạt trong các hệ thống, cho phép sử dụng chất làm mát ở cả pha lỏng và pha hơi.

Nhược điểm

• Kích thước: Do kích thước lớn nên phát sinh khó khăn trong quá trình vận chuyển và sử dụng thiết bị.
• Khó khăn trong thiết kế và chi phí cao: Khi lựa chọn thiết bị này, bạn phải liên hệ với những người có chuyên môn cao. Đồng thời, tổng chi phí của công việc chế tạo và lắp đặt sẽ tăng lên đáng kể.
• Sử dụng nguồn lạnh đầu vào là nước chưa lọc, chưa qua xử lý sẽ sinh ra lắng cặn, hen gỉ. Do kết cấu dạng ống chùm nên cặn bẩn bám vào thành ống rất nhanh.
• Vệ sinh khó khăn, khó làm sạch hoàn toàn lắng cặn do kết cấu phức tạp.
• Công suất trao đổi nhiệt giảm nhanh khi lượng bám cặn, hoen gỉ tăng
• Tuổi thọ thấp do vệ sinh không hiệu quả
• Chi phí vệ sinh cao (hoá chất, nhân công)
• Giá thành cao hơn bộ trao đổi nhiệt dạng tấm trong cùng dải công suất.

Ứng dụng

Bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm có khoảng áp dụng rất rộng, trong mọi điều kiện hoạt động từ chân không đến siêu cao áp, từ nhiệt độ rất thấp đến nhiệt độ rất cao và cho tất cả các dạng lưu chất ở nhiệt độ, áp suất khác nhau ở phía trong và ngoài ống. Có thể tận dụng nhiệt nguồn thải (làm mát) để đun nước nóng phục vụ công nghệ sản xuất như:

• Trao đổi nhiệt lỏng - lỏng, hơi - lỏng, khí -  lỏng
• Gia nhiệt
• Giải nhiệt, làm lạnh
• Thu hồi nhiệt
• Ngưng tụ
• Bay hơi

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng xoắn ốc

Cấu tạo

Bộ trao đổi nhiệt xoắn ốc bao gồm hai dỉa kim loại, uốn cong thành một hình dạng gần như hình tròn để tạo thành hai kênh đồng tâm thông qua đ1o lưu chất sẽ chảy theo hướng ngược lại. Khoảng cách kênh được tạo bằng một thanh thép dọc theo chiều dài. Khả năng truyền nhiệt của bộ trao đồi nhiệt dạng xoắn ốc được quyết định bởi chiều rộng của các kênh.

Nguyên lý hoạt động 

Với loại trao đổi nhiệt kiểu "chảy cùng chiều", hai chất tải nhiệt đi vào thiết bị cùng phía, chảy song song và cùng chiều.

Với máy trao đổi nhiệt :chảy ngược chiều" hai chất tải nhiệt đi vào hai phía đối diện. Trường hợp chảy ngược chiều xét theo hiệu số trung bình có giảm hơn sơ với trường hợp cùng chiều, nhưng nhiệt lượng trao đổi lại cao hơn nên trường hợp chất tải nhiệt chảy ngược chiều được sử dụng nhiều hơn trong thực tế. Với bộ trao đổi nhiệt "chảy chéo dòng", hai chất tải nhiệt chảy theo phương vuông góc với nhau.

Để đạt hiệu quả, thiết bị trao đổi nhiệt được thiết kế sao cho bề mặt tiếp xúc chất tải nhiệt đạt tối đa, giảm trở lực giữa các chất tải nhiệt ít nhất có thể.

Ưu điểm và nhược điểm của bộ troa đổi nhiệt dạng xoắn ốc

Ưu điểm:

• Ít tiêu tốn năng lượng
• Có thể được đạt thiết kế linh hoạt theo yêu cầu phù hợp của khách hàng.
• Chịu nhiệt độ và áp suất cao
• Hiệu suất trao đổi nhiệt cao
• Phù hợp với dòng chảy có độ nhớt hoặc bám dính cao

Nhược điểm

• Tuổi thọ thấp: Nước bẩn vào trong ống có thể gây lắng cặn, kết tủa, tắc ống
• Khó vệ sinh hoặc vệ sinh kém hiệu quả do kết cấu dạng xoắn
• Chi phí vệ sinh cho máy tăng cao do mức độ thường  xuyên phải vệ sinh

Ứng dụng

• Bay hơi và ngưng tụ (gas - không khí, gas - chất lỏng)
• Làm mát và làm nóng (lỏng - lỏng, lỏng - không khí)

Qua bài viết này ta có thể thấy được việc lựa chọn bộ trao đổi nhiệt thích hợp là rất quan khó và nó phụ thuộc vào giá thành, sản phẩm, ứng dụng và chi phí vận hành trong quá trình sản xuất. Khi những vấn đề này được trả lời chính xác, bạn sẽ biết loại thiết bị nào sẽ được lựa chọn cuối cùng cho các yêu cầu trong quy trình sản xuất của mình.

Nếu bạn còn thắc mắc phân vân không biết nên chọn loại thiết bị nào hãy liên hệ DTP TECH một trong những đơn vị có tiếng trong lĩnh vực cung cấp thiết bị trao đổi nhiệt với đa dạng sản phẩm và đáp ứng được mọi yêu cầu của khách hàng. Những sản phẩm của DTP chúng tôi đều được sản xuất theo công nghệ hiện đại và được kiểm tra nghiêm ngặt trước khi đưa đến khách hàng.

Khách hàng có nhu cầu vui lòng liên hệ chúng tôi Hotline: 0938266100 hoặc Email: info@dtptech.vn để được tư vấn chi tiết, khảo sát miễn phí và áp dụng mức giá tốt nhất, Thân ái!!

Lịch sử phát triển của thiết bị trao đổi nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt đã phát triển như thế nào qua thời gian?

Giới thiệu

Bộ trao đổi nhiệt có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu, cắt giảm chi phí và giảm lượng khí thải carbon ra ngoài môi trường. Việc này khiến chúng trở thành một phần không thể thiếu của bất kỳ nhà máy sản xuất nào. Thiết bị trao đổi nhiệt có thể ảnh hưởng đến hiệu quả tổng thể của nhà máy và khi các ngành công nghiệp phát triển, nhu cầu trao đổi nhiệt gia tăng liên tục. Vậy có bao giờ bạn tự hỏi các thiết bị đã được tạo ra như thế nào và cách chúng đã phát triển trong những năm qua? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn giáp đáp thắc mắc trên.

Các bộ trao đổi nhiệt đầu tiên

Các thiết bị trao đổi nhiệt đã được tìm thấy ở Châu Âu từ thời La Mã, nơi các hệ thống mà bây giờ chúng ta gọi là bộ thu hồi nhiệt được sử dụng trong bồn tắm. Vào khoảng đầu thiên niên kỷ, các nguyên tắc trao đổi nhiệt gián tiếp đã được sử dụng để sản xuất rượu nguyên chất.

Lịch sử Heat Exchangers được ghi lại vào những năm 1880, cho thấy các ứng dụng chính của chúng thường được dùng trong các ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống. Nó bắt đầu được biết đến từ khi Albrecht Dracke một người Đức đăng ký bằng sáng chế cho bộ trao đổi nhiệt dạng tấm vào năm 1878. Tuy nhiên, phải đến những năm 1900 nó mới bắt đầu được đưa vào sản xuất thương mại.

Những phát triển ban đầu vào đầu năm 1900:

Vào đầu những năm 1900, các bộ trao đổi nhiệt dạng ống rất được ưa chuộng. Chúng được phát triển do nhu cầu hoạt động từ các nhà máy điện, nơi chúng sẽ được sử dụng làm bình ngưng cũng như máy sưởi,. Cho đến hiện tại đ1o vẫn là ứng dụng phổ biến nhất.

Công nghệ HE trong những năm 1920 & 1930:

Thiết kế ban đầu của Shell & Tube Heat Exchanger STHE) đã được phát triển trong những năm 1920 để sử dụng trong ngành công nghiệp dầu mỏ. Chúng được áp dụng làm máy sưởi , máy làm mắt dầu, máy reboiler và bình ngưng trong các nhà máy dầu thô. Các ứng dụng của trao đổi nhiệt thường hoạt động trong môi trường khắc nghiệt hoặc ở áp suất cao.

Gesellschaft für Entstaubungs-Anlagen mbH (GEA) được thành lập vào tháng 2 năm 1920 tại trung tâm của Ruhr, một trong những trung tâm công nghiệp quan trọng nhất của Đức vào thời điểm đó, với việc khai thác than và sản xuất thép là ngành công nghiệp chính. Dưới sự lãnh đạo của người sáng lập công ty Otto Happel, sản phẩm mới đầu tiên của công ty là một hệ thống làm mát không khí mạch kín sử dụng không khí lưu thông trong một ống kim loại được xây dựng xung quanh động cơ điện và được phát triển cho máy móc lớn. Happel đã tiên phong trong lĩnh vực này với sự hợp tác của giáo sư Ludwig Prandtl, giám đốc viện nghiên cứu khí động học ở Göttingen, cùng nhau họ đã phát minh ra một thiết bị làm mát không khí mới: Ống vây hình elip.

Năm 1923. tiến sĩ Richard Seligman (người thành lập công ty nhôm Plant & Vessel vào năm 1910) đã phát minh ra các ứng dụng của PHE cho sản xuất thương mại trong các nhà máy bia và ngành công nghiệp dầu thực vật. PHE đã cách mạng hoá các phương pháp sưởi ấm gián tiếp và làm mát chất lỏng. 

Vào đầu năm 30, Thuỵ Điển đã sản xuất bộ trao đổi nhiệt dạng tấm xoắn ốc đầu tiên và tiếp tục sản xuất bộ trao đổi nhiệt tấm lồng vỏ để sử dụng trong các nhà máy bột giấy vào cuối thập kỷ. Vương quốc Anh cũng bắt đầu sử dụng phương pháp brazing để tạo ra một bộ trao đổi nhiệt  dạng tấm vây làm bằng vật liệu đồng và hợp kim đồng cho các ứng dụng động cơ máy bay.

Thiết bị trao đổi nhiệt ngày nay:

Trao đổi nhiệt là một phần của hầu hết mọi ngành công nghiệp, bao gồm hoá chất, hoá dầu, dược phẩm, phân bón, hoá chất nông nghiệp, sơn, kim loại, giấy, dầu ăn,vv. mặc dù các nguyên tắc hoạt động của các bộ trao đổi nhiệt ngày nay không thay đổi, nhưng sự cải thiện trong việc kiểm soát lưu lượng dòng chảy chất lỏng, thiết kế và kỹ thuật số, công nghệ, vật liệu, phương pháp chế tạo và phương tiện để dễ dàng tích hợp tất cả các yếu tố này đã cho ra hiệu quả cao với chi phí thấp hơn nhiều.

DTP là một trong những đơn vị lâu năm trong lĩnh vực tư vấn và cung cấp thiết bị trao đổi nhiệt. Với đa dạng sản phẩm và đáp ứng được mọi yêu cầu của khách hàng. Những sản phẩm của DTP chúng tôi đều được sản xuất theo công nghệ hiện đại và được kiểm tra nghiêm ngặt trước khi đưa đến khách hàng.

Quý khách có nhu cầu vui lòng liên  hệ:

Hotline: 0938266100

Email: info@dtptech.vn

Website: dtptech.vn