Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, thiết bị trao đổi nhiệt đã trở thành một phần không thể thiếu trong hầu hết các ngành công nghiệp và hệ thống công nghiệp. Từ các nhà máy sản xuất điện, hệ thống làm lạnh, tới các ứng dụng trong ô tô và ngành xây dựng, thiết bị trao đổi nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi nhiệt độ và năng lượng từ một vị trí này sang vị trí khác. Và trong bài viết này hãy cùng vietnamsolar.vn tìm hiểu rõ hơn về thiết bị trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt là gì ?

Thiết bị trao đổi nhiệt là một công cụ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và hệ thống công nghiệp. Nó giúp trao đổi nhiệt độ và năng lượng giữa hai môi chất khác nhau như lỏng – lỏng, khí (hơi) – khí (hơi), lỏng – khí (hơi). Thông qua thiết bị trao đổi nhiệt, các môi chất này không tiếp xúc trực tiếp mà qua các ngăn, vách trung gian.

Tham Khảo GIá Chi TIết

Pin Lithium - Ac Quy - Pin lưu trữ điện mặt trời

51 Products

Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời

171 Products

Bộ Inverter Hòa Lưới Điện Mặt Trời

204 Products

Dây Điện

2 Products

Các loại thiết bị trao đổi nhiệt được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào cấu trúc của ngăn, vách trung gian. Các loại phổ biến bao gồm: thiết bị trao đổi nhiệt dạng két giải nhiệt gió, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống xoắn, ống lồng, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm và thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (bao gồm hàn kín, loại gioăng lắp ghép và loại bán hàn). Ngoài ra, còn có thiết bị trao đổi nhiệt khí – khí, được sử dụng trong các quá trình sấy khí hoặc thu hồi nhiệt thải.

Từ việc trao đổi nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt giúp giảm thiểu lượng nhiên liệu tiêu thụ và giảm khí thải vào môi trường, góp phần bảo vệ môi trường và tăng độ bền của các hệ thống công nghiệp. Việc sử dụng và bảo dưỡng thiết bị trao đổi nhiệt đúng cách cũng rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của chúng.

Các phương pháp giải nhiệt – gia nhiệt thông dụng

Hệ thống sản xuất cần sử dụng các phương pháp giải nhiệt, gia nhiệt để duy trì hoạt động ổn định và tăng hiệu suất sản xuất. Các phương pháp này bao gồm sử dụng dầu thủy lực cho các máy thủy lực, máy CNC và máy công cụ, dầu làm mát cho máy nén khí, dầu IPA cho máy tuốt đồng, kéo cáp đồng, dầu làm mát cho các hệ thống bôi trơn như gối đỡ, bánh răng và ổ trục.

Ngoài ra, trong các ngành công nghiệp mạ, sản xuất giấy, bao bì và sơn, cần sử dụng các hóa chất như axit, chất trợ dung và chất xử lý bề mặt để tẩy rửa và mạ sản phẩm. Trong quá trình sản xuất sữa, thuốc và đồ uống, cần sử dụng dịch nha, bia rượu và nước giải khát để lên men.

Các hệ thống máy trong lĩnh vực tàu biển cũng cần được giải nhiệt để đảm bảo hoạt động ổn định. Ngoài ra, hệ thống nồi hơi cấp nhiệt trực tiếp trong nhà máy cũng cần sử dụng các phương pháp giải nhiệt, gia nhiệt để đảm bảo nhiệt độ và áp suất ổn định.

Việc lựa chọn phương pháp giải nhiệt, gia nhiệt phù hợp và cải tiến hệ thống có thể giúp tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường và sức khỏe công nhân viên, tiết kiệm thời gian và nhân công, giảm thời gian dừng máy và mang lại sự cạnh tranh tốt hơn cho sản phẩm đầu ra của nhà máy. Do đó, đánh giá tổng quan về các phương pháp này giúp các nhà sản xuất chuyển đổi và lựa chọn loại sinh hàn tối ưu để tối đa hóa giá trị và hiệu suất của hệ thống sản xuất của họ.

Ưu – nhược điểm của các phương pháp trao đổi nhiệt thông dụng

Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió

Ưu điểm:

Hệ thống Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt dùng gió đơn giản, dễ lắp đặt, chi phí đầu tư thấp

Nhược điểm:

Công suất của Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió thường thấp hơn so với thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt nước, độ chênh lệch này khoảng 1.5 lần.
Khi hệ thống trao đổi nhiệt được đặt gần máy và hoạt động trong nhà xưởng, quá trình thải nhiệt sẽ yêu cầu sự hoạt động tăng lên của hệ thống điều hòa. Điều này dẫn đến việc tiêu tốn nhiều năng lượng điện hơn.
Trong trường hợp sử dụng Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió để làm mát, việc tiêu thụ điện năng cho quá trình giải nhiệt sẽ cao hơn. Điều này là do tiêu thụ năng lượng điện kéo theo bởi hai yếu tố chính: bơm và motor quạt.
Tóm lại, việc sử dụng Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió có thể dẫn đến tiêu thụ năng lượng điện cao hơn so với giải nhiệt bằng nước, với mức tiêu thụ năng lượng gấp đôi. Một phần cho hoạt động của bơm và một phần cho hoạt động của motor quạt.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống xoắn

Ưu điểm

Có thể sử dụng nước có sẵn từ tháp giải nhiệt để làm mát thay vì sử dụng Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió.
Việc sử dụng nước từ tháp giải nhiệt có thể giúp tiết kiệm năng lượng điện so với việc sử dụng Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió, bởi vì không cần sử dụng thêm motor quạt.
Ngoài ra, giá thành của việc sử dụng nước từ tháp giải nhiệt cũng thấp hơn so với việc sử dụng Thiết bị trao đổi nhiệt giải nhiệt gió.

Nhược điểm

Dải công suất mà sinh hàn dạng ống xoắn có thể hoạt động hiệu quả khá hạn chế. Khi công suất tăng lên, kích thước của thiết bị sẽ tăng nhanh chóng.
Tuổi thọ của sinh hàn dạng ống xoắn thường khá thấp. Nước bẩn có thể chảy vào bên trong ống, gây tắc ống và tích tụ cặn bẩn, làm giảm khả năng trao đổi nhiệt. Do đó, sinh hàn dạng ống xoắn thường chỉ được sử dụng cho các môi chất gas lạnh.
Cấu trúc dạng xoắn của sinh hàn dạng ống xoắn có thể làm cho việc vệ sinh trở nên khó khăn hoặc không hiệu quả.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm

Ưu điểm

Dải công suất trao đổi nhiệt của nó lớn hơn so với thiết bị dạng ống xoắn. Nó có khả năng xử lý lượng nhiệt lớn hơn và hoạt động hiệu quả ở các mức công suất khác nhau.
Có thể sử dụng nước mát có sẵn từ tháp giải nhiệt để làm mát. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và tài nguyên, vì không cần sử dụng các nguồn nước tươi khác.
Thiết bị trao đổi nhiệt không dạng xoắn tiết kiệm điện năng hơn so với hệ thống sinh hàn giải nhiệt gió, vì không cần sử dụng motor quạt để tạo lưu lượng không khí.
Nó có khả năng chịu áp cao, giúp đảm bảo an toàn và ổn định trong quá trình vận hành.
Thiết bị trao đổi nhiệt không dạng xoắn dễ tích hợp với hệ thống điều khiển tự động, giúp điều chỉnh và điều khiển quá trình trao đổi nhiệt một cách thuận tiện và hiệu quả.

Nhược điểm

Nước chưa qua xử lý sẽ gây ra lắng cặn và han gỉ. Do cấu trúc ống chùm, cặn bẩn sẽ nhanh chóng bám vào thành ống, gây tắc và gây hỏng thiết bị.
Vệ sinh thiết bị trở nên khó khăn vì cấu trúc phức tạp của nó. Lắng cặn khó được làm sạch hoàn toàn, dẫn đến mất hiệu suất trao đổi nhiệt và tăng nguy cơ hỏng hóc.
Công suất trao đổi nhiệt giảm nhanh khi lượng lắng cặn và han gỉ tăng lên. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu suất của thiết bị.
Tuổi thọ của thiết bị giảm do vệ sinh không hiệu quả. Lắng cặn tích tụ và han gỉ có thể gây ra hỏng hóc và cần thay thế thiết bị sớm hơn.
Chi phí vệ sinh cao, bao gồm sử dụng hóa chất và nhân công để loại bỏ lắng cặn và han gỉ. Điều này có thể tăng chi phí vận hành và bảo trì của hệ thống.
Giá thành của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm cao hơn so với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm trong cùng dải công suất.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm HISAKA PHE, dạng tấm hàn kín HISAKA BHE

Ưu điểm

Có thể sử dụng nước có sẵn từ tháp giải nhiệt hoặc bất kỳ môi chất lạnh khác trong hệ thống sản xuất để làm nguồn nhiệt lạnh.
Công suất trao đổi nhiệt có thể thay đổi sau khi thiết kế bằng cách lắp thêm các tấm trao đổi nhiệt. Điều này giúp tăng hiệu quả và hiệu suất của hệ thống.
Có thể sử dụng bơm và đường ống có sẵn trong hệ thống để tăng công suất trao đổi nhiệt. Điều này giúp giảm công suất bơm hoặc kích thước ống.
Nguồn lạnh đầu vào không cần xử lý và không yêu cầu mức độ sạch. Có thể sử dụng nhiều loại hóa chất như axit, chất trợ dung, glycol, nước khoáng, nước biển.
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm dễ dàng tháo lắp và vệ sinh do kết cấu. Các tấm trao đổi nhiệt có thể sạch như mới sau khi vệ sinh.
Tuổi thọ của thiết bị cao, lên tới 20-30 năm tùy vào điều kiện làm việc.
Giá thành thấp hơn so với thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm hoặc ống xoắn và kích thước nhỏ hơn trong cùng dải công suất.
Dễ dàng thay thế phụ kiện do kết cấu có thể tháo rời.
Dễ dàng tích hợp hệ thống.

Nhược điểm

Để đảm bảo hiệu quả hoạt động, cần cấp nguồn nhiệt lạnh là chất lỏng và không nên sử dụng gió để giải nhiệt.
Thiết bị trao đổi nhiệt có dải nhiệt độ trao đổi tối đa là 50-60 độ C.
Nhiệt độ cao nhất mà thiết bị có thể chịu được là 180 độ C.
Áp suất cao nhất mà thiết bị có thể chịu được khoảng 40 bar (kg/cm2).

Lời kết

Tổng kết lại, thiết bị trao đổi nhiệt là một công cụ quan trọng trong quá trình sản xuất và chế biến các sản phẩm, đặc biệt là trong ngành công nghiệp và năng lượng. Có nhiều loại thiết bị trao đổi nhiệt khác nhau, từ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, ống xoắn đến thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm PHE hoặc dạng tấm hàn BHE. Mỗi loại đều có ưu điểm và hạn chế riêng, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện sử dụng. Tuy nhiên, đối với bất kỳ loại thiết bị trao đổi nhiệt nào, việc lựa chọn nguồn nhiệt lạnh phù hợp và vệ sinh định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ bền của thiết bị.