Nguyên tắc vận hành của Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là gì?

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là một trong những loại bộ trao đổi nhiệt phổ biến nhất được sử dụng ngày nay; loại thiết bị trao đổi nhiệt phổ biến khác là thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống. Bộ trao đổi nhiệt xoắn ốc cũng được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp, nhưng công dụng của nó  nhỏ so với hai loại bộ trao đổi nhiệt còn lại. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đã được ứng dụng rộng rãi trong giới kỹ thuật vì chúng hiệu quả, và tương đối dễ bảo trì.

Các thành phần của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm (PHE)

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bao gồm tương đối ít bộ phận. Bởi vì các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng để truyền nhiệt, chúng yêu cầu các đầu vào và đầu ra nơi môi chất chảy – hoặc chất lỏng – có thể đi vào và rời khỏi bộ trao đổi nhiệt. Chất lỏng có thể là chất lỏng hoặc chất khí.

Các miếng đệm và tấm được sử dụng để ngăn cách các môi chất chảy và ngăn chúng trộn lẫn; miếng đệm chỉ được dán vào một mặt của mỗi tấm. Các tấm treo trên một thanh mang và được ép lại với nhau bằng cách sử dụng bu lông kẹp. Khi các tấm được nén lại với nhau, chúng được gọi là ‘chồng tấm’. Một thanh dẫn hướng đảm bảo các tấm được căn chỉnh chính xác khi chồng tấm được mở và đóng.

Các bộ phần cuối cùng được quan tâm là hai nắp ở hai đầu đối diện của chồng tấm. Một nắp có thể di chuyển được trong khi nắp kia được cố định. Nắp di động và nắp cố định đôi khi còn được gọi là tấm khung và tấm áp lực. Lưu ý rằng các đầu vào và đầu ra chỉ được gắn vào nắp cố định.

Cách thức hoạt động của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Trong suốt bài viết này, chúng tôi sẽ giả định một thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm giả định có hai môi chất chảy, một môi chất lạnh và môi trường kia nóng. Môi chất nóng cần được làm mát bằng môi chất lạnh, và điều này sẽ xảy ra trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

Máy Bơm Hóa Chất Dạng Từ

Môi chất nóng đi vào thiết bị trao đổi nhiệt thông qua đầu vào môi chất nóng. Vòng đệm hướng môi chất nóng khi nó chảy qua bộ trao đổi nhiệt. Mỗi tấm có một mô hình miếng đệm xen kẽ. Môi chất nóng chảy vào không gian giữa một cặp đĩa, nhưng không chảy vào không gian giữa các cặp đĩa tiếp theo vì các miếng đệm ngăn cản điều này. Quá trình tiếp tục để mỗi bộ đĩa thứ hai được lấp đầy bởi môi trường nóng chảy.

Đồng thời, môi chất lạnh đi vào thiết bị trao đổi nhiệt thông qua đầu vào môi chất lạnh, nhưng lúc này, các gioăng được định vị để cho môi chất lạnh đi vào không gian không có môi chất nóng. Bộ trao đổi nhiệt hiện có đầy đủ cả môi chất nóng và lạnh. Mỗi môi chất chảy ra khỏi đầu ra liên kết của nó và quá trình này diễn ra liên tục.

Chú ý rằng hai môi chất chảy luôn ở gần nhau trong suốt bộ trao đổi nhiệt. Do đó, môi chất chảy có dạng dòng chảy nóng, lạnh, nóng, lạnh, khi chúng chảy qua bộ trao đổi nhiệt. Cả hai môi chất chảy được ngăn cách hoàn toàn với nhau bởi các miếng đệm và tấm, chúng không trộn lẫn.

Do các môi chất chảy gần nhau nên nhiệt được trao đổi giữa chúng. Môi trường nóng làm nóng đĩa và đĩa truyền một phần nhiệt này sang môi trường lạnh; do đó nhiệt độ môi trường nóng giảm trong khi nhiệt độ môi trường lạnh tăng lên.

Thiết kế trao đổi nhiệt dạng tấm

Các tấm này là lý do chính khiến bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hoạt động rất hiệu quả.

Các tấm trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có thiết kế đơn giản, nhưng mỗi tấm đều có đầy đủ các tính năng thiết kế kỹ thuật thú vị. Ví dụ:

Khi các tấm được nén lại với nhau để tạo thành chồng tấm, khe hở giữa mỗi tấm là rất nhỏ. Điều này đảm bảo sự tiếp xúc nhiệt độ tốt giữa hai môi chất chảy. Khoảng trống giữa các tấm còn được gọi là ‘khe hở’. Các tấm mỏng và có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, giúp cho mỗi tấm có tốc độ truyền nhiệt cao. Tấm được sản xuất từ vật liệu có tính dẫn nhiệt cao, làm tăng tốc độ truyền nhiệt. Các đường ron trên bề mặt tấm ngăn cản dòng chảy tầng và thúc đẩy dòng chảy hỗn loạn, làm tăng tốc độ truyền nhiệt đồng thời cũng làm giảm khả năng tích tụ cặn bám trên bề mặt tấm.

Các nếp gấp cũng giúp làm cứng cấu trúc tấm, cho phép sử dụng tấm mỏng hơn so với tấm không có nếp gấp. Lưu ý rằng các nếp gấp tấm đôi khi được coi là có dạng ‘xương cá’.

Các tấm không phải là bộ phận duy nhất của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm với các tính năng thiết kế đa dạng, các tấm đệm còn có các đặc điểm thiết kế thú vị:

Các miếng đệm có thể duy trì một vòng đệm giữa các tấm ngay cả khi áp suất và nhiệt độ của hệ thống thay đổi.
Các lỗ trên mỗi miếng đệm – được biết đến như là các lỗ hổng – được sử dụng để xác định các miếng đệm bị rò rỉ. Tính năng này cho phép người vận hành thay đổi tấm bị ảnh hưởng trước khi môi chất rò rỉ rò rỉ qua miếng đệm tiếp theo và làm ô nhiễm môi trường chảy khác.

Thay đổi công suất làm mát

Một số cách để thay đổi khả năng làm mát của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm:

Đầu tiên, điều chỉnh các van đầu ra để tăng hoặc giảm lưu lượng. Phương pháp này khá hữu ích vì không xảy ra việc tháo dỡ bộ trao đổi nhiệt. Không tiết lưu hay điều chỉnh van đầu vào vì điều này có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.

Tăng hoặc giảm số lượng đãi trong chồng đĩa. Việc tăng số lượng tấm trong ngăn xếp tấm sẽ làm tăng khả năng làm mát tương ứng. Giảm số lượng tấm trong chồng tấm sẽ làm giảm khả năng làm mát tương ứng. Tóm lại, nhiều tấm tương đương với khả năng làm mát nhiều hơn là ít tấm.

Các loại dòng chảy

Dòng chảy qua bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể song song, chéo hoặc ngược dòng. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm thường sử dụng dòng ngược. Vì đây là loại dòng hiệu quả nhất để truyền nhiệt. Dòng bộ đếm đôi khi được gọi là dòng ngược.

Cân nhắc về thiết kế

Vì máy trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng cho các ứng dụng rộng rãi. Chúng phải được thiết kế để chịu được các điều kiện quy trình mà chúng hoạt động. Điều này có thể bao gồm môi trường ăn mòn. Ta có thể chế tạo bộ trao đổi nhiệt dạng tấm từ các vật liệu khác nhau. Bao gồm kim loại, hợp kim và nhựa. Các vật liệu khác nhau làm cho trao đổi nhiệt dạng tấm phù hợp hơn cho các ứng dụng khác nhau. Ví dụ: nếu một môi trường chảy cụ thể phản ứng mạnh khi tiếp xúc với một số kim loại nhất định. Thì vật liệu gốc polyme như Teflon có thể được sử dụng để thay thế.

Ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Có rất nhiều lợi ích liên quan đến bộ trao đổi nhiệt dạng tấm:

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có trọng lượng nhẹ hơn. Cần ít không gian hơn và hiệu quả hơn so với các thiết kế bộ trao đổi nhiệt khác có cùng kích thước.
Thay thế và làm sạch đĩa là một công việc đơn giản. Vì chồng đĩa có thể được mở ra dễ dàng. Và không giống như bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống. Trao đổi nhiệt dạng tấm không yêu cầu thêm không gian để tháo dỡ.

Nhược điểm của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Nhưng cũng có một số nhược điểm liên quan đến bộ trao đổi nhiệt dạng tấm:

Máy trao đổi nhiệt dạng tấm có có thể đắt hơn các thiết kế trao đổi nhiệt khác. Tuỳ vào số lượng tấm ít hay nhiều
Nếu có một miếng đệm bị rò rỉ làm cho môi chất chảy này trộn lẫn với môi chất kia. Thì tấm bị rò rỉ thường rất khó xác định.
Việc thay thế các miếng đệm tại chỗ có thể khó hoặc không thể. Một số tấm đệm phải được trả lại cho nhà sản xuất để thay thế, tốn kém cả thời gian và tiền bạc.
Khi các tấm được nén lại với nhau để tạo thành một chồng tấm. Khe hở giữa mỗi tấm là nhỏ, điều này làm tăng khả năng bám bẩn. Và làm giảm khả năng truyền nhiệt tương ứng.
Khi lắp ráp lại chồng tấm, việc siết chặt quá mức. Các bu lông kẹp có thể dẫn đến dập tấm, làm hỏng các nếp gấp tấm và ép ra các miếng đệm. Nếu các miếng đệm bị ép ra ngoài, tấm sẽ không còn niêm phong chính xác.
Bộ trao đổi nhiệt tấm không thích hợp cho các ứng dụng áp suất cao. Vì các miếng đệm sẽ bị đẩy ra bởi áp suất hệ thống; tình huống này được gọi là ‘xì miếng đệm’.

Tuy nhiên, có thể giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng thiết kế không có miếng đệm; những thiết kế này thường sử dụng các tấm hàn hoặc hàn. trao đổi nhiệt dạng tấm hàn và được hàn. Phù hợp hơn cho các ứng dụng nhiệt độ cao hơn và áp suất cao hơn. Nhưng cũng cho các ứng dụng nơi rò rỉ sẽ nguy hiểm thảm khốc, ví dụ: độc hại hoặc môi trường chảy độc.

Khách hàng có nhu cầu mua trao đổi nhiệt vui lòng liên hệ chúng tôi.

Công Ty CP Kỹ Thuật Công nghệ DTP

759/7A Hương lộ 2. KP. 2, P. Bình Trị Đông, Q. Bình Tân, TP. HCM

Hotline: 0965 969 100

info@dtptech.vn

 để được tư vấn chi tiết và áp dụng mức giá tốt nhất, Thân ái!!

Ngoài cung cấp máy trao đổi nhiệt dạng tấm ghép gioăng. Chúng tôi còn cung cấp thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm hàn và các phụ kiện trao đổi nhiệt mà khách hàng yêu cầu.