Bộ trao đổi nhiệt hay thiết bị trao đổi nhiệt thực hiện quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất mang nhiệt. Trong các quy trình sản xuất, ví dụ nồi hơi để sinh hơi, thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi trong nhà máy điện lạnh, nhà máy thu hồi nhiệt, v.v. Một ví dụ phổ biến là bộ tản nhiệt xe hơi, nơi nước được sử dụng để truyền nhiệt đến bộ tản nhiệt và làm mát nó qua không khí, sau đó làm mát động cơ.

Thiết bị trao đổi nhiệt là gì?

Quá trình truyền nhiệt giữa các chất lỏng qua thiết bị từ lâu đã được con người sử dụng trong các quá trình sản xuất. Vì nhiệt thường tồn tại ở trạng thái không mong muốn nên nó phải được chuyển sang trạng thái phù hợp với mục đích sử dụng. Từ đây, nhiều loại thiết bị trao đổi nhiệt khác nhau ra đời, phù hợp với từng quy trình sản xuất.
 

Thiết bị trao đổi nhiệt có thể hiểu một cách đơn giản là một thiết bị dùng để truyền nhiệt từ nơi, chất, môi trường này sang nơi khác. Tùy thuộc vào mục đích, quá trình có thể là làm mát hoặc sưởi ấm.

Các loại thiết bị trao đổi nhiệt ra sao ?

Theo phương pháp trao đổi nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt có thể được chia thành hai loại: loại trực tiếp và loại gián tiếp. Trực tiếp có thể là một quá trình làm mát bằng không khí, nơi hai hệ thống tương tác trực tiếp. Gián tiếp có thể là quá trình trao đổi nhiệt qua bề mặt kim loại mà hai hệ không tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Đặc biệt, quá trình trao đổi nhiệt gián tiếp qua bề mặt kim loại phổ biến hơn, vì chúng ngăn chặn sự nhiễm bẩn giữa hai môi trường, giúp quá trình hiệu quả hơn. Ngày nay, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra nhanh chóng đòi hỏi những cải tiến tương ứng trong quá trình truyền nhiệt để phù hợp với những ứng dụng mới và cụ thể. Bộ trao đổi nhiệt cũng cần được cải tiến và cập nhật để làm cho quá trình nhanh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn.

Vật liệu nào dẫn nhiệt tốt nhất

Bạn có thể nghĩ rằng các bộ trao đổi nhiệt luôn cần được làm bằng kim loại, loại vật liệu này sẽ hấp thụ và dẫn nhiệt nhanh chóng. Nhưng bộ trao đổi nhiệt cũng có thể được làm bằng gốm sứ, vật liệu tổng hợp (dựa trên kim loại hoặc gốm sứ) hoặc thậm chí nhựa (polyme).
Tất cả những vật liệu này đều có những ưu điểm của chúng. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao (trên 1000 ° C), gốm sứ là một lựa chọn đặc biệt tốt. Khi nhiệt độ này làm tan chảy các kim loại như đồng, sắt và thép, mặc dù chúng cũng rất thích hợp để sử dụng với chất lỏng có tính ăn mòn và mài mòn ở nhiệt độ cao hoặc thấp.

- Chất dẻo ( Nhựa )thường có trọng lượng và giá thành thấp hơn kim loại, có khả năng chống ăn mòn và nhiễm bẩn, đồng thời có thể được thiết kế để dẫn nhiệt tốt, mặc dù chúng có xu hướng yếu về mặt cơ học và dễ bị hỏng và loại bỏ theo thời gian.
Trên thực tế, nhựa không thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao, nhưng các bộ trao đổi nhiệt của xây dựng bằng nhựa có thể là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng như làm nóng nước trong bể bơi hoặc vòi hoa sen. Hoa sen, chạy hàng ngày ở nhiệt độ phòng.
Bộ trao đổi nhiệt composite kết hợp các đặc tính tốt nhất của vật liệu mẹ của chúng - chẳng hạn như tính dẫn nhiệt cao của kim loại với việc tiết kiệm trọng lượng và chống ăn mòn tốt hơn của nhựa.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trao đổi nhiệt

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. Ví dụ, nếu bạn có một cốc nước uống ở nhiệt độ phòng, thì việc làm mát nó bằng đá sẽ hiệu quả hơn nhiều thay vì chỉ dùng nước mát, nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho thiết bị trao đổi nhiệt.
– 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.
– 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 một bộ trao đổi nhiệt là với chất lỏng chảy theo cách sắp xếp ngược dòng (vì vậy nếu chất làm mát di chuyển từ trái sang phải, chất lỏng nóng đi từ phải sang trái) và 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.

Ứng dụng thiết bị trao đổi nhiệt

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. 

Đặc biệt trong số đó, trong vòng vài thập kỷ gần đây, các thiết bị trao đổi nhiệt ứng dụng trong ngành thực phẩm và đồ uống được phát triển rất mạnh mẽ vì nhu cầu ngày càng cao của con người. Các ứng dụng điển hình có thể kể đến như:

• 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, yogurt, 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…

Các bạn đang tìm kiếm về một thiết bị trao đổi nhiệt? Hãy liên hệ với Hana để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng. Một số dòng sản phẩm trao đổi nhiệt tiêu biểu như thông tin bên dưới mà bạn có thể tham khảo qua!

Nguồn ftham khảo !