Nghiên cứu thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống có cánh sử dụng trong kỹ thuật lạnh

..

ĐH Bách Khoa Đà Nẵng
Hồ Trần Anh Ngọc

Nghiên cứu thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng
ống có cánh sử dụng trong kỹ thuật lạnh

-

Chuyên ngành
: Công nghệ và thiết bị lạnh
Mã số
: 62.52.80.05.
Tên nghiên cứu sinh
: Hồ Trần Anh Ngọc
Khóa đào tạo
: 2006-2010.
Chức danh khoa học
: Giảng viên.
Học vị
: Thạc sĩ
Tên tập thể hướng dẫn:
Hướng dẫn chính : PGS. TS. Võ Chí Chính.
Hướng dẫn phụ
: PGS.TS. Hồng Dương Hùng.

2014


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ này là cơng trình nghiên cứu khoa học do tơi
thực hiện dưới sự hướng dẫn của các cán bộ hướng dẫn, sự giúp đỡ của các cơ quan,
các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp…Các số liệu, hình ảnh và kết quả nghiên cứu
là hoàn toàn trung thực và tin cậy. Những vấn đề được trích dẫn trong luận án đã
được ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo, những kết quả trình bày trong luận án chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Tơi xin chịu trách nhiệm
trước pháp luật cũng như đạo đức khoa học về lời cam đoan này.
Tác giả luận án

HỒ TRẦN ANH NGỌC


ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
MỤC LỤC..................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ QUI ĐỊNH............................................ii
BẢNG KÝ HIỆU QUI TẮC .....................................................................................x
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...........................................................................xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...............................................................xiv
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 3
4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 3
5. Bố cục của luận án ..................................................................................................... 3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN............................................................................................ 6
1.1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH ........ 6
1.1.1. Vai trò của thiết bị ngưng tụ ............................................................................... 6
1.1.2. Phân loại thiết bị ngưng tụ:................................................................................. 6
1.1.2.1. Bình ngưng tụ giải nhiệt bằng nước .......................................................... 6
1.1.2.2. Dàn ngưng tụ giải nhiệt bằng nước ........................................................... 8
1.1.2.3. Dàn ngưng giải nhiệt bằng khơng khí ....................................................... 9
1.2.TỔNG QUAN VỀ ỐNG CÓ CÁNH VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
ỐNG LỒNG ỐNG CĨ CÁNH ........................................................................................ 14
1.2.1. Chủng loại ống có cánh và chế tạo ống có cánh ............................................ 14
1.2.1.1. Ống có cánh ngang ................................................................................... 15
1.2.1.2. Ống có cánh nan hoa................................................................................. 16
1.2.1.3. Ống có cánh dọc thân bên trong và bên ngịai ống ............................... 17
1.2.1.4. Ống có cánh đặc biệt ................................................................................. 18


iii

1.2.1.5. Giới thiệu cơng nghệ chế tạo ống có cánh ............................................. 19
1.2.2. Tổng quan về thiết bị TĐN ống lồng ống ....................................................... 20
1.2.2.1. Các chủng loại ống lồng ống ................................................................... 20
1.2.2.2. Cấu tạo và phân loại các thiết bị ống lồng ống ..................................... 23
1.2.3. Tình hình sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống ........................ 28
1.2.3.1. Tình hình nghiên cứu ống lồng ống trong nước và trên thế giới ......... 28
1.2.3.2. Ứng dụng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống trong thực tế ............... 33
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI NHIỆT
KHI NGƯNG CỦA CÁC MƠI CHẤT LẠNH ............................................................ 35
2.1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU .................................................................................... 36
2.2. MÔI CHẤT LẠNH VÀ MÔI CHẤT LẠNH MỚI ............................................... 36
2.2.1. Các môi chất lạnh truyền thống ....................................................................... 36

2.2.2. Môi chất lạnh mới thay thế ............................................................................... 37
2.2.2.1. Các mơi chất lạnh đề nghị thay thế ......................................................... 37
2.2.2.2. Tính chất cơ bản của một số môi chất lạnh mới .................................... 37
2.3. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỎA NHIỆT ĐỐI LƯU CỦA NƯỚC KHI CHUYỂN
ĐỘNG BÊN TRONG VÀ BÊN NGOÀI ĐƯỜNG ỐNG............................................ 39
2.3.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 39
2.3.1.1. Tỏa nhiệt đối lưu cưỡng bức khi môi chất chuyển động trong ống ..... 39
2.3.1.2. Tỏa nhiệt đối lưu khi môi chất chuyển động cưỡng bức ngoài ống .... 40
2.3.2. Kết quả xác định hệ số tỏa nhiệt đối lưu ......................................................... 40
2.3.2.1. Khi nước chuyển động bên trong đường ống ......................................... 40
2.3.2.2. Khi nước chuyển động bên ngoài đường ống......................................... 42
2.4. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỎA NHIỆT ĐỐI LƯU KHI NGƯNG CỦA CÁC MƠI
CHẤT LẠNH..................................................................................................................... 44
2.4.1. Mục đích ............................................................................................................. 44
2.4.2. Các cơ sở lý thuyết ............................................................................................ 45
2.4.2.1. Ngưng tụ bên ngoài chùm ống trơn nằm ngang ................................... 45
2.4.2.2. Ngưng tụ bên ngoài chùm ống có cánh nằm ngang ............................. 45


iv

2.4.2.3. Ngưng tụ bên trong ống đứng và rãnh đứng .......................................... 46
2.4.2.4. Ngưng tụ bên trong ống nằm ngang ........................................................ 46
2.4.3. Kết quả xác định hệ số tỏa nhiệt khi ngưng ................................................... 47
2.4.3.1. Kết quả xác định các thông số nhiệt vật lý của các môi chất............... 47
2.4.3.2 Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng bên ngoài ống đơn ....................................... 48
2.4.3.3. So sánh hệ số tỏa nhiệt khi ngưng bên ngoài ống đơn......................... 52
2.4.4. Xác định tỉ lệ diện tích TĐN làm cánh hợp lý khi sử dụng nước làm
môi chất giải nhiệt đi trong ống, mơi chất lạnh đi ngồi ống đơn............................... 53
2.4.5. Kết luận và so sánh ............................................................................................ 55

2.4.5.1. So sánh và nhận xét ................................................................................... 55
2.4.5.2. Kết luận ....................................................................................................... 55
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q
TRÌNH TĐN KHI NGƯNG TỤ CỦA MƠI CHẤT................................................. 56
3.1. Q TRÌNH NGƯNG TỤ CỦA HƠI MƠI CHẤT ............................................. 56
3.1.1. Mơ hình lưu lượng dịng chảy hai pha trong ống dọc ................................... 57
3.1.2. Mơ hình lưu lượng dịng chảy hai pha trong ống nằm ngang ...................... 58
3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH NGƯNG TỤ ...................................................... 59
3.2.1. Q trình tỏa nhiệt khi ngưng màng của hơi .................................................. 60
3.2.2. Tỏa nhiệt khi ngưng màng của hơi chuyển động qua chùm ống ................. 61
3.2.3. Tỏa nhiệt khi ngưng màng của hơi chuyển động qua ống đặt đứng ........... 62
3.2.4. Tỏa nhiệt khi ngưng của hơi chuyển động trong ống nằm ngang ............... 62
3.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT KHI
NGƯNG.............................................................................................................................. 63
3.3.1. Ảnh hưởng của hơi quá nhiệt ........................................................................... 63
3.3.2. Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt ..................................................................... 63
3.3.3. Ảnh hưởng của khí khơng ngưng lẫn trong hơi ............................................. 64
3.3.4. Ảnh hưởng của tốc độ và hướng chuyển động của dịng hơi ....................... 64
3.3.5. Ảnh hưởng của cách bố trí bề mặt ngưng ....................................................... 65
3.4. KẾT LUẬN ................................................................................................................ 66


v

CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT KIỂU ỐNG
LỒNG ỐNG ...................................................................................................................... 67
4.1. CƠ SỞ TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT .......................................... 67
4.1.1. Các yêu cầu kỹ thuật chung cho thiết bị trao đổi nhiệt ................................. 67
4.1.1.1. Qui định về các dòng trao đổi nhiệt ........................................................ 67
4.1.1.2. Các yêu cầu kỹ thuật chung cho TBTĐN ............................................... 68

4.1.1.3. Các nguyên tắc lựa chọn môi chất .......................................................... 68
4.1.1.4. Các nguyên tắc chọn chất lỏng chảy trong ống ..................................... 69
4.1.1.5. Chọn tốc độ dịng mơi chất ....................................................................... 69
4.1.2. Phương trình cơ bản của thiết bị trao đổi nhiệt (TBTĐN) ........................... 69
4.1.2.1. Phương trình cân bằng nhiệt (CBN) ....................................................... 69
4.1.2.2. Phương trình truyền nhiệt ......................................................................... 70
4.1.3. Tính nhiệt cho thiết bị trao đổi nhiệt ............................................................... 72
4.1.3.1. Các bước tính thiết kế thiết bị TĐN ......................................................... 72
4.1.3.2. Tính thiết kế nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt................................................. 73
4.2. TÍNH TỐN NHIỆT CHO CÁC LOẠI ỐNG CÓ CÁNH .................................. 73
4.2.1. Cơ sở lý thuyết để tính tốn truyền nhiệt qua vách trụ.................................. 73
4.2.1.1. Vách trụ khơng có cánh ............................................................................. 73
4.2.1.2. Vách trụ có cánh ........................................................................................ 74
4.2.1.3. Phương pháp tính vách trụ mới............................................................... 75
4.2.2. Tính truyền nhiệt của các ống vách trụ có cánh ngang thân......................... 76
4.2.2.1. Vách trụ có cánh ngang thân .................................................................... 76
4.2.2.2. Lập cơng thức tính truyền nhiệt qua vách trụ có cánh ngang.............. 77
4.2.3. Tính truyền nhiệt của các ống vách trụ có cánh dọc thân ............................. 79
4.2.3.1. Vách trụ có cánh dọc thân ........................................................................ 79
4.2.3.2. Lập cơng thức tính truyền nhiệt qua vách trụ có cánh dọc .................. 79
4.2.4. Tính truyền nhiệt của các loại ống vách trụ có cánh xoắn ............................ 81
4.2.4.1. Vách trụ có cánh xoắn dọc thân ............................................................... 81
4.2.4.2. Lập cơng thức tính truyền nhiệt qua vách trụ có cánh xoắn ................ 82


vi

4.3. XÂY DỰNG MƠ HÌNH BÀI TỐN TÍNH ỐNG LỒNG ỐNG ....................... 84
4.3.1. Tính tốn cho thiết bị TĐN kiểu ống lồng ống trơn ...................................... 84
4.3.1.1. Mơ hình tổng qt của ống lồng ống trơn .............................................. 84

4.3.1.2. Phương trình tính tóan .............................................................................. 85
4.3.1.3. Phương trình truyền nhiệt ......................................................................... 86
4.3.2. Tính tốn cho TBTĐN kiểu ống lồng ống có cánh ngang ............................ 87
4.3.2.1. Mơ hình tổng qt của ống lồng ống có cánh ngang ............................ 87
4.3.2.2. Phương trình tính tốn .............................................................................. 88
4.3.2.3. Phương trình truyền nhiệt ......................................................................... 91
4.3.3. Tính tóan cho TBTĐN kiểu ống lồng ống có cánh thẳng dọc thân ............. 92
4.3.3.1. Mơ hình tổng qt ống lồng có cánh thẳng hình thang dọc thân ........ 92
4.3.3.2. Phương trình tính tốn ............................................................................. 93
4.3.3.3. Phương trình truyền nhiệt ......................................................................... 96
4.3.4. Tính tốn cho TBTĐN kiểu ống lồng ống có cánh xoắn dọc thân .............. 97
4.3.4.1. Mơ hình tổng qt của ống lồng ống có cánh xoắn dọc thân .............. 97
4.3.4.2. Phương trình tốn ...................................................................................... 98
4.3.4.3. Phương trình truyền nhiệt ....................................................................... 103
4.4. KẾT LUẬN .............................................................................................................. 104
CHƯƠNG 5. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH THIẾT BỊ ỐNG
LỒNG ỐNG .................................................................................................................... 105
5.1. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI
NHIỆT CỦA THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG. .......................... 105
5.1.1. Mục đích thí nghiệm........................................................................................ 105
5.1.2. Thiết bị thí nghiệm........................................................................................... 105
5.1.3. Các bước thí nghiệm và kết quả đo đạc ........................................................ 108
5.1.3.1. Các bước thí nghiệm................................................................................ 108
5.1.3.2. Kết quả đo đạc.......................................................................................... 109
5.1.4. Xác định hệ số truyền nhiệt ............................................................................ 110
5.1.4.1. Cơ sở lý thuyết .......................................................................................... 110


vii

5.1.4.2. Kết quả tính tốn hệ số truyền nhiệt ống lồng ống .............................. 112
5.1.5. So sánh kết quả thực nghiệm với tính tốn lý thuyết hệ số truyền nhiệt
của thiết bị TĐN ống lồng ống có cánh ........................................................................ 113
5.1.5.1. Cơ sở lý thuyết .......................................................................................... 113
5.1.5.2. Kết quả tính tốn và so sánh .................................................................. 115
5.2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TRAO
ĐỔI NHIỆT CỦA THIẾT BỊ NGƯNG TỤ ỐNG LỒNG ỐNG. ............................. 116
5.2.1. Mục đích thí nghiệm........................................................................................ 116
5.2.2. Thiết bị thí nghiệm........................................................................................... 116
5.2.2.1. Mơ tả chung hệ thống thiết bị thí nghiệm ............................................. 116
5.2.2.2. Thiết bị đo sử dụng trong thí nghiệm .................................................... 121
5.2.3. Các bước thí nghiệm........................................................................................ 123
5.2.3.1. Các thông số, đại lượng, thiết bị thay đổi khi thí nghiệm................... 123
5.2.3.2. Các thơng số cần phải đo đạc ................................................................ 123
5.2.4. Kết quả đo đạc .................................................................................................. 124
5.2.4.1. Kết quả đo đạc chung .............................................................................. 124
5.2.4.2. Kết quả đo đạc khi thí nghiệm với mơi chất lạnh freon R12 .............. 125
5.2.4.3. Kết quả đo đạc khi thí nghiệm với mơi chất lạnh freon R134a.......... 126
5.2.5. Xác định hệ số truyền nhiệt ........................................................................... 126
5.2.5.1. Cơ sở lý thuyết .......................................................................................... 126
5.2.5.2. Tính tốn ................................................................................................... 128
5.2.5.3. Kết quả tính tốn ...................................................................................... 129
5.2.5.4. Nhận xét và kết luận ................................................................................ 132
5.3. GIẢI PHÁP VỆ SINH ỐNG LỒNG ỐNG VÀ GIẢI THỐT LỎNG
NGƯNG GIẢI PHĨNG BỀ MẶT TĐN. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM DHEX ĐỂ
TÍNH TỐN TBTĐN ỐNG LỒNG ỐNG. ................................................................. 134
5.3.1. Giải pháp vệ sinh và giải thoát lỏng ngưng ống lồng ống .......................... 134
5.3.1.1. Giải pháp vệ sinh cho thiết bị ngưng tụ ống lồng ống ........................ 134
5.3.1.2. Giải pháp giải thoát lỏng ngưng tụ cho TBNT ống lồng ống............. 135

viii

5.3.2. Ứng dụng phần mềm DHEX để tính tốn TBTĐN ống lồng ống ............. 136
KẾT LUẬN VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ...................................... 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 140
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 154


ix

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ QUI ĐỊNH
AFM

Kính hiển vi nguyên tử lực (Atomic force microscope)

BH

Bay hơi

C

Chế độ điều hịa khơng khí ( Air conditioning)

CBN

Cân bằng nhiệt

ĐHKK

Điều hịa khơng khí

F

Chế độ lạnh sâu ( Freezing)

KK

Khơng khí

M

Chế độ lạnh trung bình ( Medium Cooling)

MC

Mơi chất

MCL

Mơi chất lạnh

NT

Ngưng tụ

ODP

Chỉ số phá vỡ tầng ơzơn (Ơzơn Depletion Potential)

OLO

Ống lồng ống

PRC

Chỉ số phản ứng quang hóa (Photos Reaction Chemical)

SFA

Thiết bị đo lực căng trên bề mặt (Surface Force Apparatus)

TBNT

Thiết bị ngưng tụ

TBTĐN

Thiết bị trao đổi nhiệt

TĐN

Trao đổi nhiệt

TLV

Giới hạn độc hại cho phép (Toxicity Limit Value)

TN

Truyền nhiệt

*

Chưa biết


x

BẢNG KÝ HIỆU QUI TẮC
STT KÝ HIỆU

TÊN ĐẠI LƯỢNG

ĐƠN VỊ

1

c

Nhiệt dung riêng

kJ/kg

2

e

Exergie riêng

kJ/kg

3

E

Exergie

4

i

Entanpi riêng

5

I

Entanpi

6

l

Công nén riêng

7

p

Áp suất

bar

8

t

Nhiệt độ

o

9

s

Entropi riêng

10

ρ

Khối lượng riêng của môi chất

11

z

Tỷ số áp suất

-

12

ε

Hệ số lạnh

-

13

ζ

Hiệu suất exergie

-

14

v

Thể tích riêng

m3/kg

15

q

Nhiệt lượng riêng

kJ/kg

16

ω

Vận tốc

m/s

17

V

Lưu lượng thể tích

m3/s

18

G

Lưu lượng khối lượng mơi chất chảy

kg/s

19

d

Đường kính

20

Δi

Hiệu entanpi của tác nhân lạnh

21

λ

Hệ số dẫn nhiệt của môi chất lỏng

22

ν

Độ nhớt động lực của môi chất lỏng

m2/s

23

μ

Độ nhớt động học của môi chất lỏng

m2/s

24

dng

Đường kính đỉnh và chân cánh

m

25

Sc

Bước cánh

m

kJ
kJ/kg
kJ
kJ/kg
C

kJ/kg.K
kg/m3

m
kJ/kg
W/m.K

xi

26

δo

Bề dày chân cánh

m

27

δd

Bề dày chân đỉnh cánh

m

28

E

Hiệu suất của cánh

-

29

h’

Chiều cao qui ước của cánh

m

30

εx

Hệ số hiệu chỉnh ống xoắn

-

31

tw1

Nhiệt độ trên bề mặt trong vách

o

32

F

Diện tích bề mặt vách

m2

33

g

Gia tốc trọng trường

m/s

34

Qk

Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ.

35

k

Hệ số truyền nhiệt

W/m2.K

36

qkf

Mật độ dịng nhiệt

W/m2

37

R

Bán kính uốn cong của tâm ống

m

38

f

Diện tích của rãnh

m2

39

U

Chu vi tiết diện của rãnh

m

40

Q

Nhiệt lượng

kJ

41

τ

Thời gian chạy máy

s

42

o

Bay hơi ( Nhiệt độ T, áp suất P)

-

43

tg

Trung gian ( Nhiệt độ T, áp suất P)

-

44

CA, HA

Cao áp, Hạ áp ( Nhiệt độ T, áp suất P)

-

45

E

Hiệu suất của cánh

-

46

λ

Hệ số cấp

-

47

k

Ngưng tụ ( Nhiệt độ T, áp suất P)

-

C
2

W


xii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu

Tên bảng

bảng

Trang

1.1

Bảng thống kê các đặc điểm của các loại thiết bị ngưng tụ

10

2.1

Mức độ tác hại của các CFC

37

2.2.

Bảng môi chất lạnh mới thay thế

37

2.3.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động trong ống φ21/27

41

2.4.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động trong ống φ31/38

41

2.5.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động ngoài ống φ21/27

43

2.6.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động ngoài ống φ31/38

43

2.7.

Kết quả xác định thông số nhiệt vật lý của các môi chất

47

2.8.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R12, W/m2.K

48

2.9.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R22, W/m2.K

48

2.10.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R502, W/m2.K

49

2.11.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của NH3, W/m2.K

50

2.12.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R134a, W/m2.K

50

2.13.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R404a, W/m2.K

51

2.14.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R407C, W/m2.K

52

2.15.

Tổng hợp hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của các môi chất,
W/m2.K ở tk = 35oC

2.16.

52

Tỉ lệ diện tích làm cánh so với diện tích bên trong ống có
đường kính φ21/27 ứng với các loại môi chất lạnh khác
nhau ở nhiệt độ nước 35oC.

2.17.

54

Tỉ lệ diện tích làm cánh so với diện tích bên trong ống có
đường kính φ31/38 ứng với các loại môi chất lạnh khác
nhau ở nhiệt độ nước 35oC.

54

4.1.

Công thức tính F2,V2, rc cho các loại vách trụ có cánh ngang

78

4.2.

Cơng thức tính u2, f2 và rc cho các loại vách trụ cánh dọc

80


xiii

4.3.

Cơng thức tính F2, V2 và rc cho các loại vách trụ cánh xoắn
đặc biệt

83

5.1.

Các kích thước ống cơ bản của mơ hình thí nghiệm

106

5.2.

Kết quả đo ở thiết bị TĐN ống lồng ống trơn với lưu lượng
nước lạnh không đổi GL = 500 kg/h

5.3.

Bảng 5.3. Kết quả đo ở thiết bị TĐN ống lồng ống có cánh
với lưu lượng nước lạnh không đổi GL= 500 kg/h

5.4.

110
110

Hệ số truyền nhiệt K (W/m2.K) của thiết bị trao đổi nhiệt
ống lồng ống loại trơn và loại có cánh

112

5.5.

Dịng nhiệt trao đổi của thiết bị TĐN ồng ống Q, W.

113

5.6.

So sánh hệ số truyền nhiệt K giữa lý thuyết và thực nghiệm

115

5.7.

Các thông số đặc trưng mơ hình thí nghiệm thực nghiệm.

120

5.8.

Kết quả chung khi thí nghiệm, đo đạc được đối với hai hệ
thống lạnh

5.9.

Kết quả thí nghiệm, đo đạc được đối với hệ thống lạnh khi
sử dụng môi chất lạnh freon R12

5.10.

130

Kết quả xác định k đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất
lạnh freon R134a ở các thời điểm khác nhau trong ngày.

5.14.

129

Kết quả xác định q đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất
lạnh freon R12 ở các thời điểm khác nhau trong ngày.

5.13.

126

Kết quả xác định K đối với hệ thống lạnh sử dụng môi chất
lạnh freon R12 ở các thời điểm khác nhau trong ngày.

5.12.

125

Kết quả thí nghiệm, đo đạc được đối với hệ thống lạnh khi
sử dụng môi chất lạnh freon R134a

5.11.

124

131

Kết quả xác định mật độ dòng nhiệt q đối với hệ thống lạnh
sử dụng môi chất lạnh freon R134a ở các thời điểm khác

nhau trong ngày.

131


xiv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu
hình

Tên hình vẽ

Trang

1.1.

Thiết bị ngưng tụ ống chùm nằm ngang NH3

6

1.2.

Thiết bị ngưng tụ ống chùm nằm ngang freon

7

1.3.

Thiết bị ngưng tụ ống chùm thẳng đứng

7

1.4.

Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống

7

1.5.

Thiết bị ngưng tụ dạng tấm bản

8

1.6.

Thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi

8

1.7.

Dàn ngưng đối lưu tự nhiên

9

1.8.

Dàn ngưng khơng khí đối lưu cưỡng bức

9

1.9.

Ống có cánh thẳng ngang

15

1.10.

Ống có cánh thẳng ngang liên tục

16

1.11.

Các sản phẩm ống có cánh nan hoa

16

1.12.

Các sản phẩm ống có cánh khác nhau

17

1.13.

Các loại ống có cánh tản nhiệt dọc thân bên ngồi ống

17

1.14.

Các loại ống có cánh tản nhiệt dọc thân bố trí bên trong

18

1.15.

Các sản phẩm có cánh đặc biệt khác nhau

19

1.16.

Các chủng loại ống có cánh khác nhau

19

1.17.

Các q trình gia cơng chế tạo ống có cánh

20

1.18.

Các Module ống lồng ống thằng đơn

21

1.19.

Ghép nối các module ống lồng ống thẳng

21

1.20.

Ống lồng ống hình trịn xoắn

22

1.21.

Ống lồng ống hình dạng elipse xoắn

22

1.22.

Ống lồng ống dạng hình vng, chữ nhật xoắn

23

1.23.

Ống lồng ống trơn dạng thẳng

23

1.24.

Môi chất chuyển động trong ống lồng ống thẳng

24

1.25.

Cách chế tạo ống lồng ống trơn dạng thẳng

25


xv

1.26.

Ống lồng ống dạng thẳng có cánh ngang

25

1.27.

Ống lồng ống dạng thẳng có cánh dọc thân

26

1.28.

Cách chế tạo ống lồng ống có cánh dọc thân

26

1.29.

Ống có cánh xoắn dọc thân

27

1.30.

Ống lồng ống bên trong có cánh xoắn dọc thân

27

1.31.

TN ống lồng ống ở trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng

28

1.32.

Thiết bị thí nghiệm hệ thống lạnh ống lồng ống tại khoa Lắp
đặt hệ thống trường Đại học kỹ thuật xây dựng TUCEB-

1.33.

1.34.

1.35.

Bucharest, Romania.

29

Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống trơn loại xoắn
(a) Lực mao dẫn giữa phép đo bề mặt của bạch kim với hơi
n- heptane.
(b) Lực kéo được đo giữa áp suất hơi khác nhau và so sánh
với sự phụ thuộc của lực phân tử Van der Waals.
Đồ thị thể hiện chiều dài ngưng tụ so với cường độ ứng suất

30

KI ở ba chế độ độ ẩm tương đối khác nhau (RH).
1.36.

31
32

Thiết bị ngưng tụ ống lồng ống sử dụng trong hệ thống điều
hịa khơng khí trung tâm, máy lạnh công nghiệp.

33

1.37.

Thiết bị thanh trùng UHT dạng ống lồng ống

34

2.1.

Mức độ làm nóng Trái đất của các chất

36

2.2.

Mơi chất chảy ngang qua ống

40

2.3.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động trong ống φ21/27

41

2.4.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động trong ống φ31/38

42

2.5.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động ngoài ống φ21/27

43

2.6.

Hệ số tỏa nhiệt của nước chuyển động ngoài ống φ31/38

44

2.7.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R12, W/m2.K

48

2.8.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R22, W/m2.K

49

2.9.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R502, W/m2.K

49

2.10.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của NH3, W/m2.K

50


xvi

2.11.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R134a, W/m2.K

51

2.12.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R404A, W/m2.K

51

2.13.

Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của R407C, W/m2.K

52

2.14.

So sánh hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của các môi chất lạnh,
W/m2.K

53

2.15.

Trao đổi nhiệt giữa nước và mơi chất lạnh

53

3.1.

Mơ hình dịng mơi chất hai pha trong ống thẳng đứng

57

3.2.

Mơ hình dịng mơi chất 2 pha trong ống nằm ngang

58

3.3.

Các chế độ dòng chảy

59

3.4.

Ngưng màng và ngưng giọt

60

3.5.

Tỏa nhiệt khi ngưng hơi chuyển động trong ống ngang

62

3.6.

Ngưng hơi trên bề mặt ống chùm nằm ngang

65

3.7.

Sự giảm cường độ α của các dãy ống

65

4.1.

Qui định dòng trao đổi nhiệt

67

4.2.

Dòng trao đổi song song ngược chiều Δt ↑↓

71

4.3.

Dòng trao đổi song song thuận chiều Δt ↑↑

72

4.4.

Mặt cắt vng góc với trục vách trụ có cánh

75

4.5.

Truyền nhiệt qua vách trụ có cánh ngang.

76

4.6.

Quy đổi vách trụ có cánh ngang thành vách trụ khơng cánh
có cùng chiều dài

77

4.7.

Vách trụ có cánh dọc với mặt cắt vng góc với trục

79

4.8.

Quy đổi vách trụ có cánh dọc thành vách trụ khơng cánh có
cùng chiều dài, bán kính mặt trong và thể tích.

80

4.9.

Vách trụ cánh xoắn hình thang.

82

4.10.

Ống lồng ống trơn

84

4.11.

Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống trơn

84

4.12.

Ống lồng ống có cánh ngang

87

4.13.

Thiết bị TĐN ống lồng ống có cánh ngang hình thang

88


xvii

4.14.

Ống lồng ống có cánh thẳng dọc thân

93

4.15.

Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống có cánh dọc thân

93

4.16.

Ống lồng ống có cánh xoắn dọc thân

97

4.17.

Thiết bị TĐN ống lồng ống có cánh xoắn dọc thân

98

4.18.

Quy đổi vách trụ cánh xoắn thành vách trụ khơng cánh có
cùng chiều dài, bán kính mặt trong trong và thể tích

100

4.19.

TBTĐN ống lồng ống bên trong có cánh xoắn dọc thân

101

5.1.

Sơ đồ thiết bị thí nghiệm

106

5.2.

Hình ảnh thiết bị thí nghiệm ống lồng ống.

107

5.3.

Trao đổi nhiệt ống lồng ống thẳng

111

5.4.

Hệ số truyền nhiệt k (W/m2.K) của thiết bị trao đổi nhiệt
ống lồng ống không có cánh và có cánh

112

5.5.

Kết cấu của thiết bị thí nghiệm ống lồng ống có cánh

114

5.6.

Kết quả so sánh hệ số truyền nhiệt K giữa tính tốn lý thuyết

5.7.

và thực nghiệm
Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh sử dụng các loại thiết bị
ngưng tụ khác nhau.

117

5.8.

Dàn ngưng khơng khí

117

5.9.

Thiết bị ngưng tụ ống lồng ống dạng thẳng trơn

118

5.10.

Thiết bị ngưng tụ ống lồng ống có cánh ngang

119

5.11.

Hình ảnh hệ thống lạnh thí nghiệm sử dụng các loại
thiết bị ngưng tụ khác nhau

119

5.12.

Nhiệt kế nhiệt điện trở

121

5.13.

Đồ thị so sánh hệ số truyền nhiệt k của các dàn ngưng tụ
khác nhau ở các thời điểm trong ngày khi sử dụng R12

130

Đồ thị so sánh mật độ dòng nhiệt q giữa các dàn ngưng tụ
khác nhau ở các thời điểm trong ngày khi sử dụng R12.

130

Đồ thị so sánh hệ số truyền nhiệt k của các dàn ngưng tụ
khác nhau ở các thời điểm trong ngày khi sử dụng R134a

131

Đồ thị so sánh mật độ dòng nhiệt q giữa các dàn ngưng tụ
khác nhau ở các thời điểm trong ngày khi sử dụng R134a

132

5.14.
5.15.
5.16.

115


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong giai đoạn hiện nay, khi mà các nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng
khan hiếm và trở nên gần cạn kiệt, thì vấn đề tiết kiệm năng lượng càng trở nên cấp
bách hơn bao giờ hết. Đi đơi với việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới để thay
thế, cần phải biết sử dụng có hiệu quả các nguồn năng lượng, giảm các tổn thất bằng
cách đưa ra các mơ hình thiết bị có hiệu quả làm việc cao hơn. Các thiết bị trao đổi
nhiệt cần có kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ, tiêu tốn ít ngun vật liệu nhưng
cơng suất truyền nhiệt lớn. Do vậy các thiết bị trao đổi nhiệt có cánh ngày càng
được sử dụng phổ biến và có nhiều hình dáng đa dạng, đặc biệt là trong các hệ
thống lạnh. Cho nên những lý do chính để tơi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết bị
ngưng tụ kiểu ống lồng ống có cánh sử dụng trong kỹ thuật lạnh” này là:
- Trong các hệ thống thiết bị nhiệt lạnh, thiết bị trao đổi nhiệt là một trong
những thiết bị quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động chung của tồn bộ hệ
thống. Vì vậy nghiên cứu tăng cường hiệu quả làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt
là một trong những hướng mà người ta cần phải quan tâm.

- Trong thiết bị trao đổi nhiệt, để tăng cường khả năng truyền nhiệt trong một
số trường hợp không thể tăng hệ số tỏa nhiệt đối lưu α và độ chênh nhiệt độ giữa bề
mặt vách và môi trường Δt = (tw - tf), thì biện pháp áp dụng phổ biến và có hiệu quả
là tăng cường diện tích trao đổi nhiệt F bằng cách gắn thêm cánh trên bề mặt tỏa
nhiệt, các cánh này được gắn về phía mơi chất có hệ số tỏa nhiệt đối lưu α nhỏ mà
chúng ta thường thấy với nhiều hình dáng khác nhau trên một số thiết bị như: cyclo,
stato, dàn ngưng tụ, dàn bay hơi, thiết bị hoàn nhiệt, các thiết bị điện tử . . .
- Các thiết bị trao đổi nhiệt, nhất là thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống hiện

nay chỉ là các ống trơn, không có cánh để tăng cường cho q trình tỏa nhiệt đối
lưu, khơng tạo rối cho dịng mơi chất chuyển động trong ống, do đó hiệu quả trao
đổi nhiệt ít nhiều còn bị hạn chế.


2

- Việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống có kết cấu rất nhỏ
gọn mà hiệu quả trao đổi nhiệt khá cao nên rất thiết thực trong việc ứng dụng vào
trong các hệ thống lạnh dân dụng, cơng nghiệp, hệ thống điều hồ khơng khí cục bộ,
trung tâm.
- Dễ dàng thay đổi được công suất nhiệt (Q) của hệ thống lạnh và năng suất
(G) của sản phẩm. Dễ thay thế, sửa chữa và lắp đặt.
- Có thể thay đổi được khả năng trao đổi nhiệt bằng cách thay đổi chuyển
động của các dịng mơi chất lạnh và môi chất giải nhiệt.
- Nâng cao hiệu suất làm việc và lựa chọn các thiết bị trao đổi nhiệt hợp lý
trong các hệ thống lạnh, giảm giá thành sản phẩm.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác lập các cơ sở khoa học để tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ kiểu ống
lồng ống có cánh cho các hệ thống lạnh. Các mục tiêu cần phải đạt được sau đây:
1. Nghiên cứu các tính chất đặc trưng của các mơi chất lạnh mới, xác định
hệ số tỏa nhiệt khi ngưng các môi chất lạnh, xác định được tỉ lệ làm cánh hợp lý
ứng với các loại môi chất lạnh khác nhau sử dụng trong hệ thống lạnh so với
nước làm mát.
2. Nghiên cứu và xây dựng các cơ sở lý thuyết, xác lập các cơng thức tính
tốn hệ số truyền nhiệt K của thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống với các loại cánh
khác nhau. Tìm ra loại ống có cánh thích hợp nhất để sử dụng cho thiết bị ngưng
tụ ống lồng ống.
3. Xác định giá trị của hệ số truyền nhiệt K và mật độ dòng nhiệt q của thiết

bị ngưng tụ ống lồng ống và so sánh với các đại lượng cùng tên của các thiết bị trao
đổi nhiệt thơng qua việc xây dựng được mơ hình tốn để tính tốn thiết bị trao đổi
nhiệt ống lồng ống trơn và có cánh.
4. Kiểm chứng bằng thực nghiệm: nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống
thiết bị được tính tốn thiết kế, chế tạo, thí nghiệm, so sánh kết quả với lý thuyết và
rút ra các kết luận tương ứng.


3

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu
- Môi chất lạnh truyền thống và các môi chất lạnh mới.
- Các loại thiết bị trao đổi nhiệt và thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh.
* Phạm vi nghiên cứu
- Làm thí nghiệm trên các mơ hình, các thiết bị, các hệ thống lạnh.
- Các nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành tại các cơ sở thí nghiệm ở Việt
Nam như trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, trường Đại học Cần
Thơ, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, trường Cao đẳng Công nghệ và ở các
phịng thí nghiệm thuộc trường Đại học Lucian Blaga của thành phố Sibiu, trường
Đại học kỹ thuật Xây dựng của Bucharest, Rumani.
- Các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống tại các cơ sở thực tế.

4. Phương pháp nghiên cứu
Quá trình nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở phối hợp hai phương pháp
nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Việc nghiên cứu lý thuyết dựa trên các
phương trình truyền nhiệt cơ bản, từ đó xây dựng mơ hình tốn để tính tốn lý
thuyết các q trình trao đổi nhiệt xảy ra trong thiết bị ống lồng ống trơn và ống
lồng ống có cánh các loại. Sau đó tiến hành thiết kế, chế tạo và nghiên cứu thí
nghiệm thực nghiệm các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống trong hệ thống

lạnh thực tế. So sánh các kết quả lý thuyết, thực nghiệm và kiểm chứng tính hiệu
quả của chúng. Trong q trình nghiên cứu, sử dụng phương pháp phân tích, tổng
hợp để đánh giá.

5. Bố cục của luận án
Nội dung chính của luận án gồm 139 trang chính với 5 chương, 35 bảng biểu,
94 hình, sơ đồ và đồ thị, 138 tài liệu tham khảo (tiếng Việt: 35, tiếng nước ngoài: 64,
trang web tham khảo: 17, các nguồn luận văn và tạp chí tham khảo khác: 22), 12 phụ
lục tham khảo, ngồi ra có một phụ lục chính là ứng dụng phần mềm DHEX để tính
tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống.


4

Bố cục luận án như sau:
* Phần mở đầu:
- Trình bày lý do chọn đề tài.
- Mục tiêu nghiên cứu.
- Đối tượng và phương nghiên cứu.
- Phạm vi nghiên cứu.
Các chương chính của luận án gồm:
Chương 1 : Tổng quan
Trình bày tổng quan về thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh, so sánh các ưu,
nhược điểm của các thiết bị ngưng tụ và tìm ra các nguyên nhân khắc phục các
nhược điểm. Giới thiệu tổng quan về các chủng loại ống có cánh và thiết bị trao đổi
nhiệt ống lồng ống có cánh, cách thức và qui trình cơng nghệ chế tạo cánh của ống
cũng như các loại ống lồng ống khác nhau.
Chương 2 : Nghiên cứu, đánh giá khả năng trao đổi nhiệt khi ngưng của
các môi chất lạnh
Tìm hiểu tính chất đặc trưng của các mơi chất lạnh mới, xác định hệ số tỏa

nhiệt khi ngưng và khi hóa hơi của các mơi chất lạnh, đặc biệt là các môi chất lạnh
mới, so sánh với hệ số tỏa nhiệt của nước khi chuyển động bên trong và bên ngồi
ống, của khơng khí khi chuyển động ngồi ống để từ đó khẳng định sự cần thiết
phải có biện pháp tăng cường trao đổi nhiệt về phía mơi chất lạnh, khi nào cần làm
cánh và làm cánh với tỉ lệ như thế nào cho phù hợp.
Chương 3 : Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngưng tụ
của mơi chất
Giới thiệu các q trình ngưng tụ của mơi chất, tìm hiểu về các mơ hình lưu
lượng dịng chảy hai pha trong ống dọc cũng như ống ngang, tìm hiểu các đặc điểm
quá trình ngưng tụ của màng hơi ngang qua các chùm ống, trong đó đặc biệt chú ý
nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến q trình ngưng tụ, từ đó có sự tính tốn,
thiết kế, bố trí các bề mặt trao đổi nhiệt sao cho hợp lý hơn, góp phần đáng kể vào
việc nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt, giảm chi phí đầu tư chế tạo thiết bị trao đổi


5

nhiệt trong thực tế.
Chương 4 : Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống
Tìm hiểu các cơ sở lý thuyết để tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt. Đề xuất
phương án tính tốn truyền nhiệt trên vách trụ theo phương pháp mới, từ đó áp dụng
tính tốn truyền nhiệt qua vách trụ với các chủng loại cánh ngang thân, dọc thân và
cánh dạng xoắn. Xây dựng mô hình bài tốn tính thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng
ống, xác định được hệ số truyền nhiệt k, mật độ dòng nhiệt q của ống lồng ống loại
trơn và ống lồng ống có cánh với các loại biên dạng khác nhau.
Chương 5 : Nghiên cứu thực nghiệm mơ hình thiết bị ống lồng ống
Nghiên cứu thực nghiệm thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống để đánh giá khả
năng trao đổi nhiệt; Xây dựng mơ hình thí nghiệm, nêu các phương pháp thí nghiệm
cũng như đưa ra qui trình vận hành, tiến hành đo đạc và tính tốn, từ đó khẳng định
sự cần thiết phải làm ống có cánh để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt, so sánh kết

quả tính tốn hệ số truyền nhiệt, mật độ dịng nhiệt trao đổi giữa lý thuyết và thực
nghiệm. Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống lạnh sử dụng thiết bị ngưng tụ ống lồng
ống bằng cách xây dựng và chế tạo hệ thống, thiết bị thí nghiệm, đo đạc cũng như
tính tóan và xử lý các số liệu để thấy được hiệu quả của việc sử dụng thiết bị ngưng
tụ ống lồng ống có cánh so với các loại thiết bị ngưng tụ khác.
Trong chương này tác giả cũng đưa ra các giải pháp để vệ sinh ống lồng ống
và giải thốt lỏng ngưng tụ để giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cũng như giới thiệu
ứng dụng phần mềm DHEX để tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống.
Kết luận và những đóng góp của tác giả.
Tài liệu tham khảo.


6

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG
LẠNH
1.1.1. Vai trò của thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ ngưng tụ hơi môi chất lạnh quá nhiệt sau máy
nén thành lỏng môi chất cao áp. Khi quá trình làm việc của thiết bị ngưng tụ kém
hiệu quả, dẫn đến:
- Năng suất lạnh của hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng lên.
- Nhiệt độ cuối q trình nén tăng, dầu bơi trơn có thể bị cháy.
- Cơng nén tăng, mơ tơ có thể bị quá tải.
- Áp suất ngưng tụ cao, làm cho độ an toàn giảm, máy nén ngừng làm việc,
van an tồn có thể hoạt động và như thế sẽ làm ảnh hưởng đến mơi trường xung
quanh, thậm chí gây độc hại đến cơ thể con người [3], [5], [7].

1.1.2. Phân loại thiết bị ngưng tụ: Ta phân thiết bị ngưng tụ ra làm các loại sau:
1.1.2.1. Bình ngưng tụ giải nhiệt bằng nước

* Bình ngưng ống chùm nằm ngang: dùng cho amoniac và cho freon [7].
- Bình ngưng ống chùm nằm ngang NH3: Bình có thân hình trụ nằm ngang làm từ
vật liệu thép CT3, bên trong là các ống TĐN bằng thép áp lực C20. Các nắp bình
tạo thành vách phân dịng nước để nước tuần hồn nhiều lần nhằm nâng cao hệ số
toả nhiệt đối lưu α, đường nước đi ngược chiều đường hơi để quá trình ngưng tụ
xảy ra được tốt hơn. Hơi môi chất cao áp vào phía trên bình ngưng tụ chiếm tịan bộ
khơng gian trong bình, nhả nhiệt cho nước ngưng tụ thành lỏng mơi chất, được lấy
ra dưới bình ngưng.

Hình 1.1. Thiết bị ngưng tụ ống chùm nằm ngang NH3


7

- Bình ngưng mơi chất freon:
Cần lưu ý là các chất freon có
tính tẩy rửa mạnh nên phải vệ sinh bên
trong đường ống rất sạch sẽ và hệ
thống phải trang bị bộ lọc cơ khí. Đối
với freon an tồn và hiệu quả nhất là sử
dụng bình ngưng ống đồng vì có khả
năng trao đổi nhiệt tốt.

Hình 1.2. Thiết bị ngưng tụ ống
chùm nằm ngang freon

* Bình ngưng ống vỏ thẳng đứng:[7]
Để tiết kiệm diện tích lắp đặt người
ta sử dụng bình ngưng ống vỏ đặt đứng.
Cấu tạo tương tự bình ngưng ống chùm

nằm ngang, gồm có: tấm vỏ bình hình trụ,
các ống TĐN được bố trí đều, hàn hoặc
núc vào các mặt sàng. Nước được bơm
bơm lên máng phân phối nước ở trên cùng
và chảy vào bên trong ống TĐN.
* Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống:

Hình 1.3. Thiết bị ngưng tụ ống
chùm thẳng đứng

Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống cũng là dạng thiết bị ngưng tụ giải nhiệt
bằng nước. Thiết bị gồm 2 ống lồng vào nhau, có thể được bố trí dạng thẳng đi song
song nhiều vòng hoặc được cuộn xoắn lại thành nhiều vòng cho gọn. Nước chuyển
động ở ống bên trong, môi chất lạnh chuyển động ngược lại ở phần khơng gian hình
xuyến giữa các ống, ống thường sử dụng là ống đồng dùng cho hệ freon [33], [34].

Hình 1.4. Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống