Dàn bay hơi và dàn ngưng tụ trong hệ thống lạnh Công nghiệp

Hệ thống làm lạnh trong công nghiệp được cấu tạo bởi nhiều thiết bị, với vai trò khác nhau như: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, dàn nóng, dàn lạnh … Nội dung sau đây KYODO sẽ trình bày về dàn bay hơi là gì? Dàn ngưng tụ là gì? Thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh.

Hệ thống lạnh công nghiệp là gì?

Hệ thống lạnh công nghiệp được thiết kế để tạo ra nhiệt độ thấp và kiểm soát nhiệt độ trong các quá trình sản xuất công nghiệp. Nó bao gồm một số thành phần chính bao gồm máy nén, dàn bay hơi, dàn ngưng tụ, bình chứa và van điều khiển.

Các nhiệm vụ chính của hệ thống lạnh công nghiệp là:

• Làm lạnh quá trình sản xuất: giảm nhiệt độ trong quá trình sản xuất, giúp tăng năng suất, tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.
• Kiểm soát nhiệt độ trong các ứng dụng khác: hệ thống điều hòa không khí, hệ thống làm mát trong các nhà máy sản xuất, kho lạnh và hệ thống giải nhiệt cho các máy móc.
• Giảm thiểu các tác động đến môi trường từ quá trình sản xuất.

1. Dàn bay hơi là gì?

Các tên gọi: Dàn bay hơi hay thiết bị bay hơi, dàn lạnh. Dàn bay hơi là một phần của hệ thống lạnh, điều hòa không khí.

Dàn bay hơi là một phần của hệ thống điều hòa không không khí, chức năng chính của nó là hấp thụ nhiệt từ không khí và chuyển đổi chất lỏng (chất làm lạnh) thành hơi để làm lạnh không khí.

Nguyên lý dàn bay hơi

Khi không khí được đẩy qua dàn bay hơi, nó sẽ tiếp xúc với ống đồng chứa chất làm lạnh. Chất làm lạnh trong ống đồng có nhiệt độ thấp, khi không khí tiếp xúc với chúng, chúng sẽ hấp thụ nhiệt từ không khí và chuyển đổi chất lỏng trong đó thành hơi. Trong quá trình chất lỏng (chất làm lạnh – môi chất lạnh) chuyển đổi trạng thái thành dạng hơi sẽ hấp thu nhiệt để chuyển đổi trạng thái, làm hạ nhiệt độ không khí xung quanh.

Sau khi không khí đã được làm lạnh, nó được đưa trở lại không gian cần làm mát. Có thể giảm độ ẩm trong không khí bằng các thành phấn có tác dụng ngưng đọng hơi nước sau đó loại bỏ ra khỏi hệ thống.

Khi chất làm lạnh trong dàn bay hơi hấp thụ nhiệt từ không khí và chuyển đổi thành hơi, sau đó sẽ được giải nhiệt và chuyển đổi trở lại thành chất lỏng ở Dàn ngưng. Quy trình này lặp lại liên tục và tuần hoàn.

Lưu ý: Khi thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy, nhà xưởng cần khảo sát kỹ nhu cầu sử dụng và có kế hoạch trước cho những vấn đề có thể phát sinh. Lựa chọn thiết bị dàn bay hơi, dàn lạnh đảm bảo hệ thống lạnh luôn hoạt động hiệu quả và đúng mức.

Phân loại thiết bị bay hơi:

– Theo môi trường cần làm lạnh:
+ Bình bay hơi, được sử dụng để làm lạnh chất lỏng như nước, nước muối, glycol..
+ Dàn lạnh không khí, được sử dụng để làm lạnh không khí.
+ Dàn lạnh kiểu tấm, có thể sử dụng làm lạnh không khí, chất lỏng hoặc sản phẩm dạng đặc.

+ Dàn làm lạnh chất lỏng: dàn lạnh xương cá, panen trong các hệ thống làm lạnh.
– Theo mức độ chứa môi chất trong dàn lạnh:
Dàn lạnh kiểu ngập lỏng hoặc không ngập lỏng. Ngoài ra người ta còn phân loại theo tính chất kín hở của môi trường làm lạnh.

Các dạng thiết bị bay hơi – dàn lạnh :

Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng

Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng có cấu tạo tương tự bình ngưng tụ ống chùm nằm ngang. Ưu điểm của bình bay hơi này là chất tải lạnh tuần hoàn trong hệ thống kín.

Dàn lạnh Panen

Để làm lạnh các chất lỏng trong chu trình hở, nên sử dụng các dàn lạnh panen. Cấu tạo của dàn gồm hai ống góp lớn nằm phía trên và phía dưới, nối giữa hai ống góp là các ống trao đổi nhiệt dạng ống trơn thẳng đứng. Môi chất chuyển động và sôi trong các ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động ngang qua ống. Các dàn lạnh panen được cấp môi chất theo kiểu ngập lỏng nhờ bình giữ mức tách lỏng. Môi chất lạnh đi vào ống góp dưới và đi ra ống góp trên.

Dàn lạnh xương cá

Dàn lạnh xương cá được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống làm lạnh nước hoặc nước muối. Về cấu tạo, các ống trao đổi nhiệt được uốn cong và được gắn vào các ống góp tương tự như một xương cá khổng lồ. Đó là các ống thép áp lực dạng trơn, không cánh. Mật độ dòng nhiệt của dàn bay hơi xương cá tương đương dàn lạnh kiểu panen.

Dàn lạnh tấm bản

Trong công nghiệp, dàn bay hơi kiểu tấm bản được sử dụng rộng rãi. Cấu tạo dàn lạnh kiểu tấm bản hoàn toàn giống dàn ngưng tấm bản, gồm các tấm trao đổi nhiệt dạng phẳng có dập sóng được ghép với nhau bằng đệm kín. Hai đầu là các tấm khung dày, chắc chắn được giữ nhờ thanh giằng và bu lông. Đường chuyển động của môi chất và chất tải lạnh ngược chiều và xen kẻ nhau. Tạo ra tổng diện tích trao đổi nhiệt rất lớn. Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai môi chất thực hiện qua vách tương đối mỏng nên hiệu quả trao đổi nhiệt cao.

2. Dàn ngưng tụ là gì?

Dàn ngưng tụ hay còn được gọi với các tên khác là dàn nước ngưng tụ, dàn tản nhiệt nước hoặc dàn tản nhiệt, dàn nóng, block máy lạnh công nghiệp. Dàn ngưng tụ cũng là một phần của hệ thống làm lạnh có nhiệm vụ ngưng tụ gas (hơi) quá nhiệt sau máy nén thành môi chất lạnh ở trạng thái lỏng.

Giúp ngưng tụ chất lỏng từ trạng thái hơi. Cấu tạo chính bao gồm một loạt các ống và tấm lam, qua đó chất lỏng trao đổi nhiệt với không khí.

Nguyên lý dàn ngưng

Nguyên lý hoạt động của dàn ngưng tụ dựa trên nguyên lý tản nhiệt.

Khi hơi lạnh được nén và tạo ra áp suất cao, nó được đẩy vào dàn ngưng tụ. Trong dàn ngưng tụ, hơi lạnh tiếp xúc với các ống dẫn nhiệt, chất lỏng làm lạnh được bơm từ máy nén vào bên trong ống dẫn nhiệt, qua đó chất lỏng này hút nhiệt từ hơi lạnh và chuyển đổi nó thành chất lỏng. Quá trình này gọi là quá trình ngưng tụ.

Trong quá trình ngưng tụ, chất lỏng làm lạnh lưu chuyển trong ống dẫn nhiệt, tản nhiệt và trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, do đó chất lỏng làm lạnh giảm nhiệt độ và chuyển đổi từ trạng thái hơi sang trạng thái chất lỏng. Khi chất lỏng làm lạnh chuyển đổi thành chất lỏng, nó được bơm trở lại vào dàn bay hơi để tiếp tục chu trình lạnh.

3. Máy nén –

Cụm máy nén

Máy nén là một phần quan trọng trong hệ thống lạnh công nghiệp. Có nhiệm vụ nén khí lạnh để tạo ra áp suất cao và tăng nhiệt độ của hơi lạnh.

Máy nén được sử dụng để đưa chất lạnh từ dàn bay hơi đến dàn ngưng tụ, đồng thời tạo ra áp suất cao để đẩy chất lạnh qua các bộ phận của hệ thống.

Máy nén công nghiệp

Cụm máy nén là một hệ thống gồm nhiều máy nén được lắp đặt song song với nhau, thường được sử dụng trong các hệ thống lạnh công nghiệp lớn. Cụm máy nén thường có khả năng hoạt động độc lập hoặc đồng thời để tăng khả năng vận hành của hệ thống lạnh. Việc sử dụng cụm máy nén có thể giúp tối ưu hóa quá trình làm lạnh và giảm thời gian ngừng hoạt động khi một trong các máy nén cần được bảo trì hoặc sửa chữa.

Điều khiển

Cụm máy nén thường được điều khiển bằng một bộ điều khiển tập trung, cho phép điều chỉnh áp suất và dòng chảy của chất lạnh để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống lạnh. Ngoài ra, cụm máy nén thường được trang bị các thiết bị bảo vệ để đảm bảo an toàn cho hệ thống, bao gồm bảo vệ quá tải, bảo vệ ngược dòng và bảo vệ quá áp.

Cụm máy nén giúp tối ưu hóa quá trình làm lạnh và giảm thời gian ngừng hoạt động khi một trong các máy nén cần được bảo trì hoặc sửa chữa.

Lựa chọn máy nén công nghiệp

Máy nén trong hệ thống lạnh công nghiệp thường được lựa chọn dựa trên nhiều yếu tố như công suất, dải nhiệt độ làm việc, hiệu quả, độ ổn định, và tính khả dụng. Các loại máy nén phổ biến trong hệ thống lạnh công nghiệp bao gồm máy nén piston, máy nén trục vít, máy nén ly tâm, máy nén scroll, và máy nén định hướng, v.v.

Máy nén trong cụm máy nén thường được điều khiển và giám sát bằng các hệ thống điều khiển tự động để đảm bảo hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, việc bảo trì và vận hành đúng cách cũng là yếu tố quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất tối đa của cụm máy nén trong hệ thống lạnh công nghiệp.

4. Ứng dụng:

Các thành phần trên thường dùng cho hệ thống lạnh công nghiệp, điều hòa không khí – HVAC, kho trữ, đông gió, làm mát nước, hệ thống lạnh chiller, …

Lựa chọn dàn bay hơi như thế nào?

Lựa chọn sử dụng dàn bay hơi dựa trên các yếu tố như hiệu quả làm việc, công suất, đặc điểm và tính chất của môi trường hoặc sản phẩm cần làm lạnh.

Ngoài ra, nếu quy mô của cơ sở của quý vị không lớn, có thể lựa chọn sử dụng thiết bị máy nén lạnh đây cũng là một trong những thiết bị làm lạnh không khí chất lượng và đem lại giá trị kinh tế cao.

Ưu điểm khác biệt của cụm máy nén dàn ngưng

Chức năng của cụm máy nén dàn ngưng chính là khả năng làm tăng áp suất, làm tăng nhiệt độ bão hòa tương đương (điểm sôi) của môi chất lạnh, đến mức đủ để chất làm lạnh có thể ngưng tụ, bằng cách loại bỏ nhiệt độ của nó qua ngưng tụ. Từ đó, làm lạnh không khí nhanh chóng, tiết kiệm điện năng chi phí.

Xem thêm: