Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng hệ số truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ p5 potx

W/m
2
.K. Đặc điểm của dàn lạnh kiểu tấm bản là thời gian làm lạnh rất
nhanh, khối lợng môi chất lạnh cần thiết nhỏ.
Nhợc điểm là chế tạo phức tạp nên chỉ có các hãng nổi tiếng mới
có khả năng chế tạo. Do đó khi h hỏng, không có vật t thay thế, sửa
chữa khó khăn.

Hình 7-5: Dàn lạnh kiểu tấm bản

7.2.2 Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí
7.2.2.1 Dàn lạnh đối lu tự nhiên
Dàn lạnh đối lu tự nhiên không dùng quạt đợc sử dụng để làm
lạnh không khí trong các buồng lạnh. Dàn có thể đợc lắp đặt áp trần
hoặc áp tờng, ống trao đổi nhiệt là ống thép trơn hoặc ống có cánh
bên ngoài. Cánh tản nhiệt sử dụng là cánh thẳng hoặc cánh xoắn.
Đối với dàn ống trơn thờng dùng là ống thép 57x3,5, bớc ống từ
180ữ300mm. Dàn ống có hệ số truyền nhiệt khoảng k=7ữ10 W/m
2
.K
Đối với dàn ống có cánh của Nga đợc làm từ các ống trao đổi nhiệt
38x3, cánh tản nhiệt dạng xoắn thép dày 0,8ữ1,0mm, chiều rộng lá
thép là 45mm, bớc cánh khoảng 20ữ30mm. Hệ số truyền nhiệt tính
theo diện tích mặt ngoài có cánh đối với dàn áp tờng k=3ữ4,5

283
W/m
2
.K và dàn áp trần k =4ữ5,5 W/m
2
.K . Nhợc điểm của dàn lạnh

đối lu tự nhiên là hiệu quả trao đổi nhiệt thấp, nên thực tế ít sử dụng.
Đối với dàn ống của Nga ngời ta thờng chế tạo theo các kiểu nh
sau: Dàn ống có 01 ống góp (hình 7-6a), dàn ống xoắn đầu (7-6b), dàn
ống xoăn đuôi (7-6c) và dàn ống có 02 ống góp (7-6d)
1234 12
214124
a)
b)
c)
d)

1- ống trao đổi nhiệt; 2- Cánh tản nhiệt; 3- ống góp; 4- Thanh đỡ
Hình 7-6: Dàn lạnh đối lu tự nhiên có cánh

7.2.2.2 Dàn lạnh đối lu cỡng bức
Dàn lạnh đối lu không khí cỡng bức đợc sử dụng rất rộng rãi
trong các hệ thống lạnh để làm lạnh không khí nh trong các kho
lạnh, thiết bị cấp đông, trong điều hoà không khí vv
Dàn lạnh đối lu cỡng bức có 02 loại : Loại ống đồng và ống sắt.
Thờng các dàn lạnh đều đợc làm cánh nhôm hoặc cánh sắt. Dàn
lạnh có vỏ bao bọc, lồng quat, ống khuyếch tán gió, khay hứng nớc
ngng. Việc xả nớc ngng có thể sử dụng bằng nhiều phơng pháp,
nhng phổ biến nhất là dùng điện trở xả băng.
Dàn lạnh ống trơn NH
3
có k = 35ữ43 W/m
2
.K. Đối với dàn lạnh
frêôn k = 12 W/m
2

.K
Dàn lạnh sử dụng trong các kho lạnh có cấu tạo với chiều rộng khá
lớn, trải dài theo chiều rộng kho lạnh.

284

Hình 7-7: Dàn lạnh đối lu cỡng bức

Mỗi dàn có từ 1ữ6 quạt, các dàn lạnh đặt phía trớc mỗi dàn, hút
không khí chuyển động qua các dàn. Dàn lạnh có bớc cánh từ 3ữ8
mm, tuỳ thuộc mức độ thoát ẩm của các sản phẩm trong kho. Vỏ bao
che của dàn lạnh là tôn mạ kẽm, phía dới có máng hứng nớc ngng.
Máng hứng nớc nghiêng về phía sau để nớc ngng chảy kệt, tránh
đọng nớc trong máng, nớc đọng có thể đóng băng làm tắc đờng
thoát nớc. Dàn gồm nhiều cụm ống độc lập song song dọc theo chiều
cao của dàn, vì vậy thờng có các búp phân phối ga ga để phân bố dịch
lỏng đều cho các cụm.


285

1- Quạt dàn lạnh; 2- ống môi chất vào, ra; 3- Hộp đấu dây; 4- ống xả
nớc ngng;
5- Máng nớc ngng; 6- Bách treo
Hình 7-8: Dàn lạnh trong các kho lạnh

7.3 Tính toán thiết bị bay hơi
Có hai bài toán tính toán thiết bị bay hơi : Tính kiểm tra và tính
thiết kế
Tính toán thiết bị bay hơi là xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

cần thiết để đáp ứng phụ tải nhiệt đã cho.
- Thông số ban đầu:
+ Chế độ nhiệt ẩm của buồng lạnh
+ Loại thiết bị bay hơi
+ Công suất lạnh cầu Q
o
- Thông số cần xác định : Diện tích trao đổi nhiêt, bố trí và kết cấu
thiết bị bay hơi.

7.3.1 Các bớc tính toán dàn lạnh
1. Chọn loại thiết bị bay hơi
Chọn kiểu loại dàn lạnh cho hệ thống lạnh cũng dựa trên nhiều tiêu
chí khác nhau nhu đặc điểm cấu tạo, yêu cầu về làm lạnh vv

2. Tính diện tích trao đổi nhiệt
of
o
o
o
q
Q
tk
Q
F =

=
.
, m
2
(7-1)

Q
o
Công suất lạnh yêu cầu của thiết bị bay hơi, W
k Hệ số truyền nhiệt, W/m
2
.K;

286
t
o
-Độ chênh nhiệt độ trung bình lôgarit,
o
K;
q
of
Mật độ dòng nhiệt của thiết bị bay hơi, W/m
2
.

a. Xác định hệ số truyền nhiệt k
Hệ số truyền nhiệt k có thể xác định theo kinh nghiệm theo bảng 7-
1 dới đây. Trong trờng hợp cụ thể có thể tiến hành tính toán theo các
công thức tính toán truyền nhiệt thông thờng. Đối với thiết bị bay hơi
hệ thống lạnh, hệ số toả nhiệt về các môi trờng ở thiết bị bay hơi có
những đặc điểm khác.

Bảng 7-1 : Hệ số truyền nhiệt k và mật độ dòng nhiệt các dàn lạnh

TT Kiểu thiết bị bay hơi
k

(W/m
2
.K)
q
f
(W/m
2
)
t
(
o
C)
1
Thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng
- Bình bay hơi NH3
- Bình bay hơi frêôn
+ R12
+ R22
- Dàn lạnh kiểu panen
- Dàn lạnh xơng cá
- Dàn lạnh kiểu tấm bản
+ NH3
+ R22

460ữ580

230ữ350
350ữ400
460ữ580

2500ữ4500
1500ữ3000

2000ữ4500



2900ữ3500
2900ữ3500



4ữ6

8ữ10
8ữ10

2
Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí
- Thiết bị bay hơi đối lu tự nhiên
- Thiết bị bay hơi đối lu cỡng bức
+ ống trơn NH3
+ Frêôn

3ữ5,5

35 ữ 43
12

Hệ số truyền nhiệt đợc tính tuỳ thuộc trờng hợp cụ thể của bề
mặt trao đổi nhiệt. Chẳng hạn nh trờng hợp ống trơn có thể tính nh
sau:
KmW
dd
d
d
k ./,

1
ln.
2
1

1
1
221
2
11


+

+

=
(7-2)
trong đó:

287