Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG TẤM

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm là gì?

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm là gì và nó hoạt động như thế nào?

Cau-tao-thiet-bi-trao-doi-nhiet-dang-tam

Cấu tạo bộ trao đổi nhiệt tấm gaskets.

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được xuất hiện lần đầu vào năm 1920. Trong hơn 100 năm, thiết bị đã không ngừng được nâng cấp và cải tiến. Nhằm cải thiện hiệu suất hoạt động và tính tiện dụng. Ngày nay những bộ trao đổi nhiệt không những đa dạng về cấu tạo mà còn có hiệu suất vượt trội.

Cấu tạo thiết bị bao gồm các tấm kim loại (hay còn gọi là tấm trao đổi nhiệt) được ghép lại với nhau. Trong một bộ trao đổi nhiệt các tấm được chia thành tấm giữa và tấm cuối (tấm mù). Sẽ có nhiều tấm giữa nhưng chỉ có một tấm cuối duy nhất, ngoài ra còn có các tấm đặc biệt (Tấm 1 lỗ, 2 lỗ và 3 lỗ).

Các tấm giữa sẽ được lắp xếp xen kẽ liên tục trái chiều nhau. Cổng ra và vào của lưu chất sẽ nằm ở 4 lỗ của tấm, 2 lưu chất nóng và lạnh sẽ chảy qua các kênh trong thiết bị trao đổi nhiệt. Khi hai lưu chất được dẫn qua kênh chẵn và lẻ của thiết bị chúng sẽ tiến hành quá trình trao đổi nhiệt nhưng không bị trộn lẫn lại vào nhau. Khi một tấm thực hiện trung gian trao đổi nhiệt nó tiếp xúc cả lưu chất nóng lẫn lưu chất lạnh ở mỗi bề mặt của nó.

Các tấm có độ dày, vân sóng rất đa dạng tuỳ thuộc vào mục đích và tính chất trao đổi nhiệt của người dùng.

Thông số cơ bản và vấn đề cần lưu ý khi chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Các thông số cơ bản của thiết bị

Khi xem xét một bộ trao đổi nhiệt ta cần nhìn qua những thông số sau:

a/ Diện tích trao đổi nhiệt là bao nhiêu?

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm rất đa dạng về diện tích trao đổi nhiệt. Diện tích sẽ bằng kích thước của một tấm nhân cho số tấm của thiết bị. Đối với bộ trao đổi nhiệt nhỏ thì diện tích nằm ở khoảng 0,03 m2 và có thể lên tới 3 – 4 m2 cho những bộ trao đổi nhiệt dạng khủng. Từ đó ta có thể thấy diện tích của một bộ trao đổi nhiệt là rất lớn. Từ dưới 1 m2 cho tới hàng trăm m2 trao đổi nhiệt.

b/ Kích thước bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có to như các dạng trao đổi nhiệt khác?

Kích thước bộ trao đổi nhiệt dạng tấm rất đa dạng. Những Model thông dụng thường gặp như M3, M6, M10 của Alfa Laval, S9, S21, S100 của Sondex, hay GEA VT4, VT10, VT20.

Kich-co-thiet-bi-trao-doi-nhiet-tam

Bộ trao đổi nhiệt kích thước lớn.

Sau đây là kích thước tham khảo của Model Alfa Laval.

M3 Model: 180 x 480 x (420-620) (Ngang x Cao x Rộng)

M6 Model: 320 x 920 x (515-1430) (Ngang x Cao x Rộng)

M10 Model: 470 x 1084 x (695-2400) (Ngang x Cao x Rộng)

Việc nắm nắm kích thước của bộ PHE rất quan trọng. Vì việc thiết kế hệ thống đường ống liên quan và không gian để thiết bị vận hành cần dựa vào kích thước thiết bị. Nếu không có sự chuẩn bị này sẽ dẫn đến vấn đề khó khăn trong lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng máy về sau.

c/ Đặc điểm của tấm trao đổi nhiệt, một vấn đề rất quan trọng.

Tấm trao đổi nhiệt là một thành phần rất quan trọng của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Hiệu suất của thiết bị phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm của tấm. Ta cần quan tâm các đặc điểm sau của tấm.

Độ dày? Thường thì độ dày tấm thường gặp là 0.5 mm hoặc 0.6 mm. Nhưng thực chất tấm trao đổi nhiệt rất đa dạng về độ dày từ 0.3mm cho tới 1mm. Tấm càng mỏng thì hiệu suất trao đổi nhiệt càng tốt. Nhưng độ mỏng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ tấm. Do tấm sẽ bị bào mòn trong quá trình sử dụng, hoặc bị hao hụt nếu sử dụng với các hoá chất có tính ăn mòn. Do đó độ dày tấm sẽ phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng của khách hàng.

Những vật liệu nào dùng để chế tạo tấm trao đổi nhiệt? Thường thì vật liệu dùng cho tấm trao đổi nhiệt sẽ là Inox 316L (SS316L). Trong một số trường hợp ít gặp có thể là Titan hoặc C276 Alloy. Sự khác biệt vật liệu cũng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất trao đổi nhiệt. Do tính chất dẫn nhiệt của riêng từng vật liệu.

Đặc điểm vân của tấm. Đây là yếu tố vô cùng quan trọng kèm theo sự phức tạp tính toán khả năng trao đổi nhiệt. Vân (Pattern) của tấm có rất nhiều yếu tố như kích thước rãnh, góc của rãnh, sự phân bổ và đường đi của rãnh. Tổ hợp này có thể tạo ra hàng trăm tấm loại vân khác nhau. Do đó để chọn được tấm trao đổi nhiệt phù hợp cần có nhân viên kỹ thuật kinh nghiệm và chuyên môn tư vấn. Sự thiếu sót trong quá trình ghi nhận thông tin và tư vấn nhu cầu khách hàng có thể dẫn đến chọn sai thiết bị gây ra những tổn thất không cần thiết.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và các điểm lưu ý.

phe-broken

Thiết bị trao đổi nhiệt bị hư hỏng.


Lưu chất di chuyển trong các kênh có thể là cùng chiều, nghịch chiều hoặc dạng kết hợp. Tuỳ theo thiết kế của nhà sản xuất để đạt được nhiệt độ cần thiết dự trên đặc tính sử dụng của khách hàng.

Lưu lượng và nhiệt độ đầu vào là yếu tố cần được kiểm soát. Bởi vì nhiệt độ đầu ra chỉ được đảm bảo khi các thông số đầu vào trong hệ được kiểm soát ổn định. Nếu xuất hiện sự biến động thông số vào thì kết quả đầu ra sẽ không được đảm bảo.

Ví dụ: Thông số ban đầu được cấp như sau:

Hot side: Mass Flow: 6 m3/h – Temp in: 30oC – Temp out: 16oC

Cold side: Mass Flow: 12 m3/h – Temp in: 5oC – Temp out: 10oC

Trong quá trình chạy vì một lý do nào đó lưu lượng không được đảm bảo. Cold side còn 8 m3/h thì lúc này hệ nhiệt sẽ tự động thay đổi để cân bằng. Gây ra nhiệt độ Đầu ra (Temp out) của Hot side không đạt yêu cầu là 16oC (Có thể lúc này sẽ lên 18oC – 20oC).

Hoặc Trường hợp khi Temp in của Hot side tăng lên 34oC thì nhiệt độ Temp out cũng sẽ bị kéo theo lên 17-18oC. Do đó việc kiểm soát thông số đầu vào của hệ trao đổi nhiệt là vô cùng quan trọng. Do đó việc đầu tư đồng hồ đo nhiệt độ, thiết bị đo lưu lượng để có thể theo dõi nhiệt độ hoạt động của thiết bị để đưa ra các giải pháp phụ hợp.

Chọn vật liệu dựa vào lưu chất và đặc điểm vận hành. Lựa chọn vật liệu ron, tấm và khung là rất quan trọng khi đưa vào vận hành thiết bị trao đổi nhiệt. Nếu chọn sai vật liệu sẽ dẫn tới giảm tuổi thọ sản phẩm, hư hỏng khi vận hành, ảnh hưởng tới dây chuyển sản xuất.

Một trong những nhận thức không đúng của người sử dụng là Tấm SS316L có thể chịu được tất cả hoá chất, nhưng đây là một quan điểm không đúng. Tấm SS316L có tính kháng ăn mòn cao nhưng trong nhiều trường hợp không thể sử dụng. Chẳng hạn như trong môi trường muối, hoặc axit có nồng độ cao ở nhiệt độ trên ngưỡng hoạt động. Lúc này tấm trao đổi nhiệt sẽ bị ăn mòn, tuỳ theo tình hình cụ thể mà tốc độ ăn mòn sẽ diễn ra nhanh hay chậm.

Khi tấm trao đổi nhiệt bị ăn mòn gây lủng sẽ khiền chất bị trộn lẫn, khiến các chất ăn mòn xâm lấn qua hệ thống lưu chất kia (chẳng hạn như nước). Đây là điều vô cùng nguy hiểm vì nó sẽ làm gây ra thiệt hại mang tính hệ thống như đường ống bị ăn mòn, bơm, chiller, … Gây ra thiệt hai vô cùng lớn về tài sản, không những thế khi sự cố xảy ra hệ thống buộc phải dừng khiến cho nhà sản xuất bị thiệt hại về năng suất.

Đối với tấm ron (gaskets) khi chọn sai sẽ làm giảm tuổi thọ ron, gây xì xọt khi vận hành, thất thoát lưu chất và tăng chi phí bảo dưỡng. Ron có thể bị ăn mòn hoặc giảm tính đàn hồi nếu chọn sai nhiệt độ và môi trường hoạt động.

2 loại trao đổi nhiệt thường gặp

Có 2 loại thông dụng của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm là: Thiết bị dạng tấm gaskets (PHE) và Thiết bị dạng tấm hàn (BPHE).

tong-hop-thiet-bi-trao-doi-nhiet

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm gaskets và tấm hàn.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm gaskets (Plate Heat Exchanger)

Giới thiệu

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm gaskets (gioăng) được sử dụng khá thông dụng tại các nhà máy, phân xưởng công nghiệp với đa dạng mục đích như giải nhiệt, gia nhiệt, thu hồi nhiệt, … Thiết bị cấu tạo gồm: Khung cố định, tấm trao đổi nhiệt và các tấm gaskets.

Số tấm của thiết bị rất linh động do khả năng tháo lắp dễ dàng. Người dùng có thể tăng hoặc giảm số tấm bằng các thao tác xả các bulong nén để mở khung cố định. Từ đó, thiết bị có thể được dễ dàng nâng cấp khi cần hoặc thay đổi công suất khi có nhu cầu một cách chủ động. Bên cạnh đó, việc bảo trình vệ sinh máy được thực hiện dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn so với các loại hình trao đổi nhiệt khác.

Đặc điểm của thiết bị

Thiết bị có đa dạng mẫu mã, tuỳ thuộc vào công suất và mục đích sử dụng. Tính đa dạng của thiết bị là do tổ hợp vật liệu tấm, gaskets. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà vật liệu tấm và gaskets sẽ được hãng tư vấn phù hợp.

Vật liệu tấm trao đổi nhiệt: SS304, SS316L, Titan, C-276,…

Vật liệu gaskets: NBR, EPDM, Viton, HNBR, HEPDM.

Vật liệu khung: SS304, Gang thép.

Áp suất hoạt động: 10 – 13 bar (Test 16 Bar)

Nhiệt độ hoạt động: – 40 oC cho tới 200 oC

Ưu và nhược điểm của thiết bị.

Các ưu điểm của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm:

  • Nhanh chóng và dễ dàng trong việc việc vệ sinh, vận hành.
  • Dễ dàng nâng cấp và thay đổi mục đích sử dụng khi tăng hoặc giảm số tấm trao đổi nhiệt.
  • Sự an toàn cao khi vật hành, Dù gaskets bị hư hại thì hai lưu chất vẫn không bị trộn lẫn do thiết kế ưu việt.

Nhược điểm của bộ trao đổi nhiệt gaskets:

  • Tấm gasket làm hạng chế về nhiệt độ và áp suất tối đa của thiết bị
  • Chi phí cao của gasket.

Bạn có thể tham khảo thiết bị theo link sau: Link

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hàn (Brazed Heat Exchanger)

Brazed-Plate-Heat-Exchanger

Thiết bị trao đổi nhiệt tấm hàn. (BPHE)

  Giới thiệu

Bộ trao đổi nhiệt dạng bán hàn không có khung, thanh cố định cũng như gasket. Do toàn bộ thiết bị được hàn vảy cứng trong buồng chân không với nhiệt độ trên 1100oC. Cụ thể, các tấm hàn (vật liệu trung gian) thường là đồng, đôi khi là nickel. Vật liệu được đặt giữa các tấm trao đổi nhiệt. Sau đó được được nén lại và giữ cố định, cuối cùng được đưa vào lò hàn chân không trong nhiều giờ. Sau khi hoàn thành thiết bị có cấu tạo kín nguyên khối. Thiết bị dạng hàn nhỏ gọn, nhẹ và không cồng kềnh như dạng gasket.

Đặc điểm của thiết bị

Vật liệu hàn thực hiện bao gồm cả chức năng của bộ khung và gasket.

Các thiết bị dạng hàn thường dùng tấm trao đổi nhiệt dạng vân tam giác. Được lắp xen kẽ các hướng vân sao cho tạo thành cấu trúc mạng tinh thể.

Điểm cắt giữa các rãnh của 2 cặp tấm tạo nên dày đặc các điểm tiếp xúc. Nhờ vậy khiến áp tăng cường và tạo ra các dòng chảy xoáy tăng cường khả năng trao đổi nhiệt. Bằng cách này, những dòng chảy rối của môi chất khá cao dù cho tốc độ đầu vào thấp. Và dòng chảy tầng được chuyển thành dòng chảy rối cho lưu lượng thấp.

Điểm yếu của thiệt bị dạng hàn là nó không thể thay đổi tấm. Cũng như khả năng vệ sinh và bảo dưỡng. Không có sự linh động về thay đổi số tấm như ở dạng ghép tấm. Bề mặt của tấm trao đổi nhiệt là các rãnh nhằm tăng dòng chảy rối cho môi chất, trong suốt quá trình lưu thông.

Ưu và nhược điểm của thiết bị.

Ưu điểm: Nhược điểm:
  • Kích thước nhỏ gọn.
  • Hiệu suất vượt trội.
  • Tuổi thọ sản phẩm lên tới 5-10 năm.
  • Chi phí đầu tư thấp.
  • Dùng cho các lưu chất gas.
  • Áp suất hoạt động cao lên tới 30 bar.
  • Không thể nâng cấp do cấu tạo kín nguyên khối.
  • Lưu chất phải sạch không có cấu cận.
  • Hạn chế về lưu chất do vật liệu hàn là đồng dễ bị ăn mòn.

Tại sao lại bạn nên sử dụng dịch vụ tại DTP.

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.

Khi mua sản phẩm tại DTP, chúng tôi cam kết:

  • Sản phẩm chính hãng, nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
  • Hỗ trợ giao hàng nhanh chóng trên toàn quốc.
  • Tư vấn tận tình, cụ thể.
  • Giá cả hợp lí và bảo hành.
  • Mẫu mã, chủng loại đa dạng, có sẵn tại kho.

Khách hàng có nhu cầu vui lòng liên hệ chúng tôi theo thông tin bên dưới để được tư vấn chi tiết và áp dụng mức giá tốt nhất, Thân ái!!

Nhân viên kinh doanh

Liên hệ: Mr. Huy

Mobile/Zalo: 0968803450

Email: sales02@dtptech.vn

Ngoài cung cấp máy trao đổi nhiệt dạng tấm ghép gioăng. Chúng tôi còn cung cấp phụ kiện trao đổi nhiệt của các hãng trao đổi nhiệt như Alfa Laval, Sondex, GEA, Brendt Schmidt, Tranter, … mà khách hàng yêu cầu.

Quý khách hàng có nhu cầu mua thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Gasket, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hàn hoặc các phụ kiện trao đổi nhiệt hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá ưu đãi nhất.

Nguồn tham khảo: How Plate Heat Exchanger Work?

Share:

Các bài viết nổi bật khác
Trao đổi nhiệt dạng ống xoắn titan
19 Tháng Chín, 2022
Trao đổi nhiệt
Trao đổi nhiệt dạng ống xoắn là gì?
Xem chi tiết
Vệ sinh máy trao đổi nhiệt đơn giản với phương pháp CIP
9 Tháng Chín, 2022
Trao đổi nhiệt
Vệ sinh bộ trao đổi nhiệt bằng CIP với vài bước đơn giản
Xem chi tiết
Làm thế nào để vệ sinh bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hiệu quả
27 Tháng Tám, 2022
Trao đổi nhiệt
Phương pháp làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm
Xem chi tiết
Vân tấm trao đổi nhiệt
20 Tháng Tám, 2022
Trao đổi nhiệt
Các đặc điểm của tấm trao đổi nhiệt
Xem chi tiết