Hệ thống trao đổi nhiệt trong công nghiệp

Hệ thống trao đổi nhiệt là hệ thống được thiết kế để truyền nhiệt từ một nơi, một chất, một môi trường này sang một nơi, một chất, một môi trường khác trực tiếp hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng chất lỏng truyền nhiệt.

Xem thêm: Tìm hiểu về hệ thống dầu truyền nhiệt

Hệ thống trao đổi nhiệt trong công nghiệp
Hệ thống trao đổi nhiệt trong công nghiệp

Phân loại các hệ thống trao đổi nhiệt:

Hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp:

  • Đối tượng cần gia nhiệt được làm nóng trực tiếp bằng khí đốt, bức xạ ngọn lửa hoặc các bộ phận gia nhiệt điện mà không qua bất kỳ chất lỏng trung gian nào.
  • Nó chắc chắn là hệ thống đơn giản và dễ hiểu nhất, mà chúng ta sử dụng hàng ngày trong nhà bếp ở nhà khi nấu ăn bằng lửa, ga, bếp từ, bếp hồng ngoại… Nó cũng có thể được so sánh với việc làm nóng thứ gì đó trong lò nướng hoặc lò vi sóng.
  • Về mặt công nghiệp, sơ đồ được thể hiện trên hình 1:
    Hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp
     Hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp
  • Mô tả hệ thống:

Một đầu đốt khí đốt tự nhiên, dầu diesel, v.v. (1), ở đáy bình chứa sản phẩm (2), và truyền nhiệt bằng sức nóng của ngọn lửa hoặc bằng sự đối lưu của các khí là sản phẩm của quá trình đốt cháy đó.

Trong quá trình này, khí cháy được thải ra bên ngoài bằng ống khói (3). Khi sản phẩm đạt đến nhiệt độ mong muốn, đầu đốt sẽ ngừng hoạt động.

Hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp:

  • Trong hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp, môi chất trung gian được sử dụng, môi chất này luân chuyển một cách có kiểm soát giữa bộ gia nhiệt và đối tượng cần gia nhiệt, được gọi là chất lỏng truyền nhiệt.
  • Sơ đồ hệ thống thể hiện trong hình 2:
 Hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp
Hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp
  • Mô tả hệ thống:

Phần tử gia nhiệt – phần tử điện (1) sẽ gia nhiệt cho chất lỏng truyền nhiệt (3) và truyền nhiệt qua bề mặt trao đổi nhiệt với vật tiêu thụ nhiệt (2). Trong hệ thống này, dầu truyền nhiệt đóng vai trò là chất kết nối trung gian để truyền nhiệt, giữ nhiệt và ổn nhiệt cho hệ thống. Điểm khác biệt so với hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp là nhiệt sẽ được lưu giữ trong dầu truyền nhiệt lâu hơn để truyền nhiệt cho vật tiêu thụ nhiệt.

Sơ đồ mạch truyền nhiệt:

  • Mạch truyền nhiệt là mạch trong đó chất mang nhiệt chảy từ lò sưởi đến vật tiêu thụ nhiệt và sau đó quay trở lại lò sưởi hoặc lò hơi và trong đó, giữa các bề mặt trao đổi nhiệt của của hệ thống, nhiệt không được thêm vào cũng không bị loại bỏ, ngoại trừ thất thoát nhiệt vào môi trường.
  • Một ví dụ về hệ thống truyền nhiệt điển hình, với các vật dụng hàng ngày, là hệ thống sưởi trung tâm trong nước được lắp đặt trong nhiều gia đình.
  • Sơ đồ cơ bản được thể hiện trong hình 3:
Hình 3: Sơ đồ mạch truyền nhiệt
Sơ đồ mạch truyền nhiệt
  • Mô tả hệ thống:

Một lò hơi (1), trong đó có một đầu đốt (4) và có một ống khói hoặc ống khói (3) để loại bỏ khí thải, làm nóng chất lỏng truyền nhiệt (trong trường hợp gia hệ thống sưởi trung tâm – nước), bằng đường ống (5), đến thiết bị tiêu dùng (2), (trong ví dụ này – bộ tản nhiệt), tại đây năng lượng được cung cấp và sau đó quay trở lại lò hơi, kết thúc chu trình.

Ưu điểm của hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp:

  • Do những ưu điểm vượt trội mà nó có so với hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp, trao đổi nhiệt gián tiếp bằng chất lỏng truyền nhiệt chắc chắn là hệ thống được sử dụng nhiều nhất trong các lĩnh vực công nghiệp.
  • Những ưu điểm chính là:
  1. Lò hơi có thể được lắp đặt ở nơi thuận tiện nhất, không nhất thiết phải gần bất kỳ nơi có người, tránh rủi ro và tăng điều kiện an toàn.
  2. Nhu cầu cung cấp nhiên liệu cho từng điểm tiêu thụ và ống khói khí đốt cho từng thiết bị tiêu thụ vì thế làm nên nhiều sự bất tiện đối với hệ thống sưởi trực tiếp.
  3. Là một hệ thống tập trung nên các thành phần dễ dàng bảo trì hoặc nếu có sự cố thì sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với trường hợp làm nóng trực tiếp với mỗi đầu đốt cho từng thiết bị tiêu thụ nhiệt.
  4. Hiệu suất của lò hơi và hiệu quả năng lượng cao hơn nhiều khi sử dụng lò sưởi gián tiếp. Hệ thống trực tiếp phải tương thích với các đặc tính của thiết bị tiêu thụ để đạt được sự đốt cháy mà hiếm khi tối ưu nhất.
  5. Tránh được hiện tượng quá nhiệt cục bộ của sản phẩm cần gia nhiệt và do đó, nhiệt độ có độ đồng đều cao, có thể kiểm soát được với độ chính xác và chất lượng cuối cùng của quá trình tốt hơn. Mỗi thiết bị tiêu dùng có thể có nhiệt độ hoạt động riêng, được điều chỉnh độc lập như thể nó có hệ thống sưởi riêng.
  6. Quá trình gia nhiệt và làm mát, nếu được yêu cầu, có thể được thực hiện với cùng một chất mang nhiệt và với cùng một hệ thống.
  7. Nó cho phép hình thành các mạng lưới con gồm nước nóng, không khí nóng hoặc hơi nước, bằng các thiết bị trao đổi nhiệt.
  8. Độ dày của lớp cách nhiệt trong sản phẩm tiêu thụ nhiệt tiết kiệm hơn, vì nơi duy nhất đạt được nhiệt độ cao là trong lò hơi. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp có một số lượng lớn người tiêu dùng.
  9. Việc phân tích phương pháp gia nhiệt này, chúng ta có thể xác định một cách thực tế vòng tuần hoàn của dầu truyền nhiệt, vì trong trường hợp gia nhiệt gián tiếp, nó bao gồm các thành phần chính như đã trình bày ở hình dưới như: nồi hơi, đầu đốt, ống khói, thiết bị tiêu thụ và đương nhiên là phải có dầu truyền nhiệt (dầu bảo ôn, dầu gia nhiệt).
  • Để hoàn thành tốt mạch chất lỏng truyền nhiệt, chúng ta có hai phần tử cơ bản là bơm tuần hoàn và bình giãn nở .
  • Thật vật, trong một hệ thống đun nóng nước, máy bơm cũng được yêu cầu để lưu thông chất lỏng từ nồi hơi đến thiết bị nhận nhiệt và đảm bảo quay trở lại lò sưởi. Một bể chứa cũng được yêu cầu để hấp thụ sự giãn nở của dầu khi mang vào khi nhiệt độ tăng lên.
  • Trong trường hợp làm nóng khu vực trung tâm, cả máy bơm và bể giãn nở vì kích thước đủ nhỏ nên được tích hợp vào trong lò hơi, dẫn đến sự hiểu lầm rằng chúng không tồn tại.
  • Bể giãn nở được kết nối đến hệ thống bằng một đường ống, được gọi là ống bù, cho phép chúng ta gửi lượng chất lỏng tăng lên được tạo ra trong quá trình làm nóng, sẽ tuần hoàn đến bể, và trong giai đoạn làm mát hoặc cuối quy trình, nó sẽ bù cho lượng chất lỏng thất thoát đi bởi giai đoạn làm mát.
  • Các thành phần cuối cùng có thể được thêm vào là các tính năng bổ sung, chẳng hạn như: phụ kiện cho phép chúng ta cách ly bất kỳ thiết bị hoặc sản phẩm tiêu thụ ra khỏi hệ thống để mục đích bảo trì cũng như an toàn; một đường ống dùng để làm đầy hoặc làm rỗng hệ thống; và một bộ lọc để bảo vệ bơm tuần hoàn khỏi các tạp chất có thể tồn tại trong hệ thống đường ống. Đây là một mạch tuần hoàn cơ bản, tuy nhiên tương đối đầy đủ.
  • Sơ đồ cơ bản về hệ thống truyền nhiệt hoàn chỉnh:
  1. Dầu truyền nhiệt
  2. Nồi hơi (1)
  3. Thiết bị tiêu thụ (2)
  4. Ống khói (3)
  5. Đầu đốt (4)
  6. Bơm tuần hoàn (5)
  7. Bể mở rộng (6)
  8. Ống (7), (8), (9)
  9. Van (10), (11), (12)
Sơ đồ cơ bản của mạch chất lỏng truyền nhiệt
Sơ đồ cơ bản của mạch chất lỏng truyền nhiệt

Địa chỉ mua dầu truyền nhiệt uy tín, giá tốt:

Qua bài viết trên chúng ta đã nắm được một phần kiến thức liên quan đến hệ thống trao đổi nhiệt.

Công ty CP Mai An Đức chuyên tư vấn và cung cấp các loại dầu truyền nhiệt của các thương hiệu nổi tiếng như:  CaltexShellTotalPetronas với chất lượng, giá cả và dịch vụ tốt nhất.

Thông tin liên hệ:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.