Tìm hiểu các loại thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN
MƠN: MÁY VÀ THIẾT BỊ THỰC PHẨM
TÌM HIỂU CÁC LOẠI THIẾT BỊ GIA NHIỆT DẠNG ỐNG CHÙM

Họ tên:

MSSV:

Trần Tấn Tài

2005160198

Huỳnh Thị Hương Hảo

2022181019

Nguyễn Phúc Nhật Huy

2022181026

Nguyễn Thị Mỹ Duyên

2022180130

Trần Thị Cẩm Duyên

2022180154

MỤC LỤC
3.Ưu nhược điểm...................................................................................................8
4.Các thông số cơ bản của thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm:...............................9
5.Ứng dụng thực tế của thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm: thiết bị ngưng tụ trong
hệ thống lạnh.......................................................................................................12
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Các bộ phận chính của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống trùm...................4
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm.............7
Hình 3. Sơ đồ minh hoạt nguyên lý hoạt động tổng quát thiết bị trao đổi nhiệt
ống chùm...............................................................................................................7
Hình 4. Sơ đồ minh hoạt ngun lí hoạt động của một thiết bị trao đổi nhiệt ống
trùm thơng dụng....................................................................................................8
Hình 5. Bình ngưng ống chùm nằm ngang..........................................................14
Hình 6. Bố trí đường nước tuần hồn..................................................................15
Hình 7. Bình ngưng frêơn....................................................................................17
Hình 8. Bình ngưng frêơn....................................................................................18
Hình 9. Bình ngưng frêơn....................................................................................19


PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
Trần Thị Cẩm Duyên

Cấu tạo

Huỳnh Thị Hương Hảo

Nguyên lý hoạt động

Nguyễn Thị Mỹ Duyên

Ưu nhược điểm

Trần Tấn Tài

Các thơng số cơ bản

Nguyễn Phúc Nhật Huy Ví dụ minh họa, word, powerpoint


1. Nguyên lý hoạt động của các loại thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm được chia thành nhiều dạng khác
nhau nhưng cơ bản cấu tạo đều tương đồng nhau. Có 2 yếu tố để phân loại là:
Đặc điểm của phần vỏ ngoài (Shell), và kiểu dòng chảy (Tube Side Channel).
Cấu tạo các bộ phận chính cơ bản của một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống
chùm sẽ được mơ tả ở hình dưới:

Hình 1. Các bộ phận chính của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống trùm
a. Ống trao đổi nhiệt (pipe exchange)
Đây là trái tim của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, bề mặt của ống
trao đổi nhiệt chính là bề mặt truyền nhiệt giữa lưu thể chảy bên trong ống và
bên ngoài ống. Các ống trao đổi nhiệt này được gắn vào mặt sàng ống bằng cách
sử dụng phương pháp hàn hoặc phương pháp nong (Với một số ứng dụng có thể
sử dụng đồng thời cả hai phương pháp nong ống và hàn ống).
Vật liệu cấu tạo ống trao đổi nhiệt đa phần là thép hợp kim và đồng, tuy
nhiên trong một số trường hợp bộ trao đổi nhiệt yêu cầu cao cấp (ngành hàng
không vũ trụ) cần sử dụng vật liệu từ hợp kim nhôm, Niken, Titanium.


Có hai loại dạng ống trao đổi nhiệt được sử dụng: Ống trơn hoặc sử dụng

ống có cánh khi một lưu chất có hệ số truyền nhiệt thấp hơn rất nhiều so với lưu
chất kia.
b. Mặt sàng ống (tube sheet)
Mặt sàng ống có hình dạng trịn, thường là một tấm kim loại (thép đen,
thép hợp kim, inox, titan..) được khoét tạo lỗ và tạo rãnh để có định ống. Các
ống được gắn vào các lỗ mặt sàng bằng phương pháp hàn (hàn thủ công hoặc
hàn tự động) hay phương pháp nong ống làm biến dạng đường kính ống trao đổi
nhiệt tùy thuộc vào vật liệu ống hoặc mục đích sử dụng của thiết bị trao đổi
nhiệt. Với một số bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm đặc biệt cần chịu áp lực lớn
thì 2 phương pháp này cùng được sử dụng trong 1 lần thao tác.
Đặc biệt ngoài kết cấu cơ khí như trên, mặt sàng ống cần đáp ứng u cầu
chống ăn mịn trong q trình sử dụng. Vật liệu cấu tạo cần có tính chất điện hóa
tương đồng cới vật liệu chế tạo ống vào khoang chứa.
c. Vỏ và cửa lưu chất vào/ra (Shell and Shell-Side Nozzles)
Vỏ thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm (Shell) là một bộ phận chứa lưu
chất phía ngồi ống trao đổi nhiệt. Cửa lưu chất là bộ phận để đưa lưu chất trao
đổi nhiệt phía ngồi ống vào và ra khỏi thiết bị. Vỏ thiết bị trao đổi nhiệt kiểu
ống chùm thường có tiết diện hình trịn được chế tạo từ thép tấm.
d. Khoang đầu và đầu đưa chất lỏng vào/ra phía trong ống (TubeSide Channel and Nozzles)
Khoang đầu và các đầu dẫn lưu chất phía trong ống vào/ra đơn giản là để
kiểm sốt dịng lưu chất chảy phía trong lịng ống của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu
ống chùm, vật liệu chế tạo được làm bằng hợp kim.
e. Nắp đậy (Cover)
Nắp đậy của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm là tấm hình trịn (có thể
là một chỏm cầu) được lắp với mặt bích của khoang đầu bằng các bulong.


f. Tấm chia khoang (Pass Divider)
Với một số thiết bị trao đổi nhiệt dạng dạng ống chùm, tấm chia khoang
được sử dụng khi thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm thiết kế với số khoang ống từ

2 trở lên.
g. Vách ngăn (Baffles)
Vách ngăn có dạng viên phân đơn có chức năng là tạo thành cơ cấu để
định vị ống trao đổi nhiệt ở vị trí thích hợp khi lắp đặt cũng như khi vận hành và
giữ cho bó ống khơng bị rung do sự chuyển động xoáy của lưu chất.
2. Nguyên lý hoạt động của các loại thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm
Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt
gián tiếp giữa hai lưu thể chuyển động bên trong và bên ngoài ống trao đổi nhiệt.
Để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt, người ta tạo ra chiều chuyển động của
lưu thể trong và ngồi ống theo phương vng góc hoặc chéo dịng. Tùy theo
ứng dụng cụ thể mà bố trí kiểu dòng chảy khác nhau. Để phân phối lưu thể trong
và ngoài ống người ta tạo ra hai khoang để phân phối lưu chất trong và ngoài
ống khác nhau. Lưu chất chảy ngồi ống được chứa trong vỏ trụ (Shell) cịn lưu
chất chảy trong lòng ống được chứa khoang đầu và trong lịng ống. Tồn bộ bó
ống được đặt trong vỏ trụ. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt
kiểu ống chùm được minh họa trong hình vẽ dưới đây:


Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm

Hình 3. Sơ đồ minh hoạt nguyên lý hoạt động tổng quát thiết bị trao đổi nhiệt
ống chùm


Hình 4. Sơ đồ minh hoạt ngun lí hoạt động của một thiết bị trao đổi nhiệt ống
trùm thông dụng
3. Ưu nhược điểm

•
•

•
•
•

a. Thiết bị ống chùm 1 pass
* Ưu điểm:
Kết cấu gọn, chắc chắn.
Công nghệ chế tạo không phức tạp.
Bề mặt truyền nhiệt lớn.
Dễ vệ sinh, sửa chữa.
Chắc chắn tốn ít kim loại.
* Nhược điểm:

• Khó chế tạo bằng vật liệu dịn.
• giá thành cao.
* Ứng dụng:
• Làm bình ngưng tụ và hơi mơi chất.
• Làm bình bốc hơi cho máy lạnh.
• Làm bình q lạnh.
b. Thiết bị ống chùm 2 pass
* Ưu điểm:
• Năng suất và hiệu suất truyền nhiệt lớn.
• Ngắn gọn.
• Trở lực dịng chảy phía vỏ rất bé.


• Dễ lắp đặt và vận hành.
* Nhược điểm:
•
•

•
•

Chế tạo phức tạp.
Khó làm vệ sinh phía ống.
Các mặt bích phải có đệm bít kín mới khơng bị rị rỉ.
Khó thay thế các ống khi bị ăn mịn.
* Ứng dụng:

• Đun nóng.
• làm nguội.
• làm ngưng tụ dịng lưu chất lỏng và lưu chất hơi.
4. Các thông số cơ bản của thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm:
a. Nhiệt độ và áp suất
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có khoảng áp dụng rất rộng, gần
như ở mọi công suất, trong mọi điều kiện hoạt động từ chân không đến siêu cao
áp, từ nhiệt độ rất thấp đến nhiệt độ rất cao và cho tất cả các dạng lưu thể ở nhiệt
độ, áp suất khác nhau ở phía trong và ngoài ống. Vật liệu để chế tạo thiết bị trao
đổi nhiệt ống chùm chỉ phụ thuộc vào điều kiện hoạt động, vì vậy cho phép thiết
kế để đáp ứng được các yêu cầu khác như độ rung, khả năng sử dụng cho các
lưu thể có những tính chất đóng cặn, chất có độ nhớt cao, có tính xâm thực, tính
ăn mịn, tính độc hại và hỗn hợp nhiều thành phần.
Các lưu thể chuyển động trong thiết bị trao đổi nhiệt thường có nhiệt độ
khác nhau tương đối lớn, vì vậy mà nhiệt độ của các bộ phận, chi tiết của thiết bị
trao đổi nhiệt tiếp xúc với các lưu thể này cũng khác xa nhau, đặc biệt là giữa
các ống trao đổi nhiệt và vỏ thiết bị. Nhiệt độ của các bộ phận, chi tiết trong
thiết bị khác nhau, do đó, độ giãn nở nhiệt của các phần này cũng khác nhau.
Điều này dẫn đến sự di chuyển tương đối giữa các bộ phận so với vị trí ban đầu
và sinh ra các ứng suất dư cục bộ. Các chi tiết có chiều dài lớn là vỏ và ống trao
đổi nhiệt bị ảnh hưởng của nhiệt độ càng lớn. Ứng suất nhiệt càng lớn khi nhiệt

độ giữa hai bộ phận này có chênh lệch càng lớn.


Các thông số của nhiệt độ cần quan tâm trong thiết bị gia nhiệt dạng ống
chùm là: nhiệt độ đầu vào, đầu ra của dịng nóng và dịng lạnh, lưu lượng môi
chất đi vào ống gia nhiệt, áp suất hơi…Tùy vào yêu cầu của sản phẩm mà các
thông số sẽ được điều chỉnh hợp lí.
b. Tốc độ dịng chảy:
Dịng nóng và lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm thường
được bố trí chảy ngược chiều nhau để tăng hiệu suất truyền nhiệt, lưu lượng
dòng chảy trong ống thường là 0,1 đến 3.500 m3/giờ và được điều chỉnh cho
phù hợp với yêu cầu của sản phẩm. Dòng chảy bên ống đi qua bó ống (được bảo
đảm bằng các tấm kim loại được gọi là tubesheets hoặc tubeplates) và thoát ra
khỏi ống. Tương tự, dịng chảy phía vỏ bắt đầu từ đầu vào vỏ, đi qua các ống
này và thoát ra ở đầu ra vỏ. Các tiêu đề ở hai bên của bó ống tạo ra các bể chứa
cho dịng chảy bên ống và có thể được chia thành các phần theo các loại trao đổi
nhiệt cụ thể.
c. Hệ số truyền nhiệt của ống gia nhiệt:
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống là một thiết bị đặt hai chất lỏng làm việc
tiếp xúc với nhiệt bằng cách sử dụng các ống được đặt trong một vỏ hình trụ bên
ngồi. Hai con đường tích hợp này thường được chế tạo từ các kim loại dẫn
nhiệt cho phép truyền nhiệt dễ dàng (thép, hợp kim nhôm, ...)
Các ống này mang một chất lỏng từ đầu vào của chúng đến đầu ra của
chúng (dịng chảy bên phía trong ống), trong khi vỏ truyền một chất lỏng riêng
biệt qua các ống này (dòng chảy bên phía vỏ ống).
Số lượng ống, được gọi là bó ống sẽ quyết định diện tích bề mặt tiếp xúc với
dịng chảy phía vỏ và do đó xác định lượng nhiệt được truyền đi. Những thiết bị
này là một trong những phương tiện trao đổi nhiệt hiệu quả nhất, vì chúng dễ
dàng được chế tạo, bảo trì, nhỏ gọn và cung cấp khả năng truyền nhiệt tuyệt
vời. Chúng được phân phối rộng rãi trong cơng nghiệp, hữu ích cho thiết

bị ngưng tụ, làm mát tua bin, thiết bị bay hơi, sấy sơ bộ nước cấp, và nhiều hơn
nữa.

t
0
C
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130

ρ
C
λ
μ
kg/m3 J/kg.0C W/m.0C N.s/m2
0.001788
4212

0.551
999.9
0
0.001306
4191
0.574
999.7
0
0.001004
4183
0.599
998.2
0
0.000801
4174
0.618
995.7
5
0.000653
4174
0.635
992.2
3
0.000549
4174
0.648
988.1
4
0.000469
4179

0.659
983.2
4
0.668
0.0004061
977.8 4187
0.000355
4195
0.674
971.8
1
0.000314
4208
0.680
965.3
9
0.000282
4220
0.683
958.4
5
0.000259
4233
0.685
951.0
0
0.000237
4250
0.686
943.1

4
0.000217
4266
0.684
934.8
8

Pr
13.67
9.52
7.02
5.42
4.31
3.54
2.98
2.55
2.21
1.95
1.75
1.60
1.47
1.36


5. Ứng dụng thực tế của thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm: thiết bị ngưng
tụ trong hệ thống lạnh
a. Vai trị thiết bi ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ ngưng tụ gas quá nhiệt sau máy nén thành
mơi chất lạnh trạng thái lỏng. Q trình làm việc của thiết bị ngưng tụ có ảnh
hưởng quyết định đến áp suất và nhiệt độ ngưng tụ và do đó ảnh hưởng đến hiệu

quả và độ an toàn làm việc của toàn hệ thống lạnh. Khi thiết bị ngưng tụ làm
việc kém hiệu quả, các thông số của hệ thống sẽ thay đổi theo chiều hướng
không tốt, cụ thể là:
- Năng suất lạnh của hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng.
- Nhiệt độ cuối q trình nén tăng.
- Cơng nén tăng, mơ tơ có thể q tải
- Độ an tồn giảm do áp suất phía cao áp tăng, rơ le HP có thể tác động
ngừng máy nén, van an tồn có thể hoạt động.
- Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến dầu bôi trơn như cháy dầu.
b. Phân loại thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có rất nhiều loại và nguyên lý làm việc cũng rất khác
nhau. Người ta phân loại thiết bị ngưng tự căn cứ vào nhiều đặc tính khác nhau.
- Theo mơi trường làm mát.
+ Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước. Để làm mát bằng nước cấu
tạo của thiết bị thường có dạng bình hoặc dạng dàn nhúng trong các bể.
+ Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước và khơng khí. Một số thiết
bị ngưng tụ trong đó kết hợp cả nước và khơng khí để giải nhiệt, trong
thiết bị kiểu đó vai trị của nước và khơng khí có khác nhau: nước sử dụng
để giải nhiệt cho môi chất lạnh và không khí giải nhiệt cho nước. Ví dụ
như dàn ngưng tụ bay hơi, dàn ngưng kiểu tưới vv…


+ Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng khơng khí. Khơng khí đối lưu
cưỡng bức hoặc tự nhiên qua thiết bị và trao đổi nhiệt với môi chất.
+ Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng chất khác. Có thể thấy thiết bị
kiểu này trong các hệ thống máy lạnh ghép tầng, ở đó dàn ngưng chu trình
dưới được làm lạnh bằng mơi chất lạnh bay hơi của chu trình trên.
- Theo đặc điểm cấu tạo:
+ Bình ngưng tụ giải nhiệt bằng nước.
+ Dàn ngưng tụ bay hơi.

+ Dàn ngưng kiểu tưới.
+ Dàn ngưng tụ làm mát bằng khơng khí.
+ Dàn ngưng kiểu ống lồng ống.
+ Thiết bị ngưng tụ kiểu tấm bản.
- Theo đặc điểm đối lưu của khơng khí:
+ Thiết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lưu tự nhiên
+ Thiết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lưu cưỡng bức.
Ngồi ra có thể có rất nhiều cách phân chia theo các đặc điểm khác như:
theo chiều chuyển động của môi chất lạnh và môi trường giải nhiệt. Về cấu tạo
cũng có nhiệt kiểu khác nhau như kiểu ngưng tụ bên ngoài bề mặt ống trao đổi
nhiệt, bên trong ống trao đổi nhiệt hoặc trên các bề mặt phẳng.
Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu một số thiết bị ngưng tụ thường được sử
dụng nhất trong các hệ thống lạnh ở nước ta.
c. Ứng dụng thực tế: Bình ngưng giải nhiệt bằng nước
- Bình ngưng ống chùm nằm ngang
Bình ngưng ống chùm nằm ngang là thiết bị ngưng tụ được sử dụng rất
phổ biến cho các hệ thống máy và thiết bị lạnh hiện nay. Môi chất sử dụng có
thể là amơniắc hoặc frêơn. Đối bình ngưng NH3 các ống trao đổi nhiệt là các ống


thép áp lực C20 cịn đối với bình ngưng frêơn thường sử dụng ống đồng có cánh
về phía mơi chất lạnh.
- Bình ngưng ống chùm nằm ngang NH3
Trên hình 5 trình bày cấu tạo bình ngưng sử dụng trong các hệ thống lạnh
NH3. Bình ngưng có thân hình trụ nằm ngang làm từ vật liệu thép CT 3, bên trong
là các ống trao đổi nhiệt bằng thép áp lực C 20. Các ống trao đổi nhiệt được hàn
kín hoặc núc lên hai mặt sàng hai đầu. Để có thể hàn hoặc núc các ống trao đổi
nhiệt vào mặt sàng, nó phải có độ dày khá lớn từ 20÷ 30mm. Hai đầu thân bình
là các nắp bình. Các nắp bình tạo thành vách phân dịng nước để nước tuần hồn
nhiều lần trong bình ngưng. Mục đích tuần hồn nhiều lần là để tăng thời gian

tiếp xúc của nước và môi chất; tăng tốc độ chuyển động của nước trong các ống
trao đổi nhiệt nhằm nâng cao hệ số toả nhiệt alpha. Cứ một lần nước chuyển
động từ đầu này đến đầu kia của bình thì gọi là một pass. Ví dụ bình ngưng 4
pass, là bình có nước chuyển động qua lại 4 lần (hình 6). Một trong những vấn
đề cần quan tâm khi chế tạo bình ngưng là bố trí số lượng ống của các pass phải
đều nhau, nếu không đều thì tốc độ nước trong các pass sẽ khác nhau, tạo nên
tổn thất áp lực khơng cần thiết.

Hình 5. Bình ngưng ống chùm nằm ngang
Các trang thiết bị đi kèm theo bình ngưng gồm: van an tồn, đồng hồ áp
suất với khoảng làm việc từ 0 ÷ 30 kG/cm2 là hợp lý nhất, đường ống gas vào,
đường cân bằng, đường xả khí khơng ngưng, đường lỏng về bình chứa cao áp,
đường ống nước vào và ra, các van xả khí và cặn đường nước. Để gas phân bố


đều trong bình trong quá trình làm việc đường ống gas vào phân thành 2 nhánh
bố trí 2 đầu bình và đường ống lỏng về bình chứa nằm ở tâm bình.
Nguyên lý làm việc của bình như sau: Gas từ máy nén được đưa vào bình
từ 2 nhánh ở 2 đầu và bao phủ lên không gian giữa các ống trao đổi nhiệt và
thân bình. Bên trong bình gas quá nhiệt trao đổi nhiệt với nước lạnh chuyển
động bên trong các ống trao đổi nhiệt và ngưng tụ lại thành lỏng. Lỏng ngưng tụ
bao nhiêu lập tức chảy ngay về bình chứa đặt bên dưới bình ngưng. Một số hệ
thống khơng có bình chứa cao áp mà sử dụng một phần bình ngưng làm bình
chứa. Trong trường hợp này người ta khơng bố trí các ống trao đổi nhiệt phần
dưới của bình. Để lỏng ngưng tụ chảy thuận lợi phải có ống cân bằng nối phần
hơi bình ngưng với bình chứa cao áp.

Hình 6. Bố trí đường nước tuần hồn
Tuỳ theo kích cỡ và cơng suất bình mà các ống trao đổi nhiệt có thể to hoặc nhỏ.
Các ống thường được sử dụng là: Φ27x3, Φ38x3, Φ49x3,5, Φ57x3,5.

Từ bình ngưng người ta thường trích đường xả khí khơng ngưng đưa đến
bình xả khí, ở đó khí khơng ngưng được tách ra khỏi mơi chất và thải ra bên
ngồi. Trong trường hợp trong bình ngưng có lọt khí khơng ngưng thì áp suất
ngưng tụ sẽ cao hơn bình thường, kim đồng hồ thường bị rung.
Các nắp bình được gắn vào thân bằng bu lông. Khi lắp đặt cần lưu ý 2 đầu
bình ngưng có khoảng hở cần thiết để vệ sinh bề mặt bên trong các ống trao đổi
nhiệt. Làm kín phía nước bằng roăn cao su, đường ống nối vào nắp bình bằng
bích để có thể tháo khi cần vệ sinh và sửa chữa.
 Trong quá trình sử dụng bình ngưng cần lưu ý:


+ Định kỳ vệ sinh bình để nâng cao hiệu quả làm việc: Do quá trình bay
hơi nước ở tháp giải nhiệt rất mạnh nên tạp chất tích tụ ngày một nhiều, khi hệ
thống hoạt động các tạp chất đi theo nước vào bình và bám lên các bề mặt trao
đổi nhiệt làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Vệ sinh bình có thể thực hiện bằng
nhiều cách: ngâm Na2CO3 hoặc NaOH để tẩy rửa, sau đó cho nước tuần hoàn
nhiều lần để vệ sinh. Tuy nhiên cách này hiệu quả không cao, đặc biệt đối với
các loại cáu cặn bám chặt lên bề mặt ống. Có thể vệ sinh bằng cơ khí như buộc
các giẻ lau vào dây và hai người đứng hai phía bình kéo qua lại nhiều lần. Khi
lau phải cẩn thận, tránh làm xây xước bề mặt bên trong bình, vì như vậy cặn bẫn
lần sau dễ dàng bám hơn.
+ Xả khi khơng ngưng.
Khí khơng ngưng lọt vào hệ thống làm tăng áp suất ngưng tụ do đó cần
thường xuyên kiểm tra và tiến hành xả khí khơng ngưng bình.
- Bình ngưng mơi chất Frêơn
Bình ngưng có ống trao đổi nhiệt bằng thép có thể sử dụng cho hệ thống
frêôn, nhưng cần lưu ý là các chất frêơn 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 frêơn an tồn và hiệu quả nhất là sử dụng bình ngưng ống đồng,
vừa loại trừ vấn đề tắc bẩn, vừa có khả năng trao đổi nhiệt tốt hơn, nên kích

thước bình gọn.
Trên hình 7 giới thiệu các loại bình ngưng ống đồng có cánh sử dụng cho
mơi chất frêơn. Các cánh được làm về phía mơi chất frêơn.
Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của bình ngưng ống chùm nằm
ngang


1. Nắp bình
2&6. Mặt sàng;
3. ống TĐN;
4. Lỏng ra;
5. Khơng gian giứa các ống
Hình 7. Bình ngưng frêơn


a): Kiểu mặt bích: 1. Vỏ;
2. Mặt sàng;
3. Nắp;
4. Bầu gom lỏng;
5. Van lấy lỏng;
6. Nút an toàn.
b) Kiểu hàn :

1. Ống trao đổi nhiệt có cánh;
2. Cánh tản nhiệt;
3. Vỏ;
4. Vỏ hàn vào ống xoắn;
5. Lỏng frêôn ra;
6. Hơi frêơn vào
Hình 8. Bình ngưng frêơn

Hình 9. Bình ngưng frêơn
* Ưu điểm
- Bình ngưng ống chùm nằm ngang, giải nhiệt bằng nước nên hiệu quả
giải nhiệt cao, mật độ dòng nhiệt khá lớn q = 3000 ÷ 6000 W/m2, k= 800÷ 1000
W/m2.K, độ chênh nhiệt độ trung bình delta t = 5÷ 6 K. Dễ dàng thay đổi tốc độ
nước trong bình để có tốc độ thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt,
bằng cách tăng số pass tuần hoàn nước.
- Hiệu quả trao đổi nhiệt khá ổn định, ít phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường.
- Cấu tạo chắc chắn, gọn và rất tiện lợi trong việc lắp đặt trong nhà, có
suất tiêu hao kim loại nhỏ, khoảng 40÷ 45 kg/m2 diện tích bề mặt trao đổi nhiệt,
hình dạng đẹp phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ công nghiệp.
- Dễ chế tạo, lắp đặt, vệ sinh, bảo dưỡng và vận hành.
- Có thể sử dụng một phần của bình để làm bình chứa, đặc biệt tiện lợi
trong các hệ thống lạnh nhỏ, ví dụ như hệ thống kho lạnh.
- Ít hư hỏng và tuổi thọ cao: Đối với các loại dàn ngưng tụ kiểu khác, các
ống sắt thường xuyên phải tiếp xúc môi trường nước và khơng khí nên tốc độ ăn
mịn ống trao đổi nhiệt khá nhanh. Đối với bình ngưng, do thường xuyên chứa
nước nên bề mặt trao đổi nhiệt hầu như luôn luôn ngập trong nước mà không
tiếp xúc với khơng khí. Vì vậy tốc độ ăn mịn diễn ra chậm hơn nhiều.


* Nhược điểm
- Đối với hệ thống lớn sử dụng bình ngưng khơng thích hợp vì khi đó
đường kính bình q lớn, khơng đảm bảo an tồn. Nếu tăng độ dày thân bình sẽ
rất khó gia cơng chế tạo. Vì vậy các nhà máy cơng suất lớn, ít khi sử dụng bình
ngưng.
- Khi sử dụng bình ngưng, bắt buộc trang bị thêm hệ thống nước giải nhiệt

gồm: Tháp giải nhiệt, bơm nước giải nhiệt, hệ thống đường ống nước, thiết bị
phụ đường nước vv… nên tăng chi phí đầu tư và vận hành. Ngồi buồng máy,
u cầu phải có khơng gian thống bên ngồi để đặt tháp giải nhiệt. Q trình
làm việc của tháp ln ln kéo theo bay hơi nước đáng kể, nên chi phí nước
giải nhiệt khá lớn, nước thường làm ẩm ướt khu lân cận, vì thế nên bố trí xa các
cơng trình.
- Kích thước bình tuy gọn, nhưng khi lắp đặt bắt buộc phải để dành
khoảng khơng gian cần thiết hai đầu bình để vệ sinh và sửa chữa khi cần thiết.
- Quá trình bám bẩn trên bề mặt đường ống tương đối nhanh, đặc biệt khi
chất lượng nguồn nước kém.
Khi sử dụng bình ngưng ống vỏ nằm ngang cần quan tâm chú ý hiện
tượng bám bẩn bề mặt bên trong các ống trao đổi nhiệt, trong trường hợp này
cần vệ sinh bằng hoá chất hoặc cơ khí. Thường xuyên xả cặn bẩn đọng lại ở tháp
giải nhiệt và bổ sung nước mới. Xả khí và cặn đường nước.