Bộ trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống (tube in tube)

Mô tả

Bộ trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống (tube in tube) được ứng dụng làm dàn ngưng tụ giải nhiệt nước của máy lạnh. Nó cũng được làm dàn bay hơn làm lạnh nước của chiller hoặc làm dàn trao đổi nhiệt của máy nước nóng heatpump. Sản phẩm được làm từ các vật liệu: Đồng, thép, thép không gỉ, thép titan,.. Để đáp ứng sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, như thép không gỉ, thép titan sử dụng trong môi trường khắc nghiệt dễ bị ăn mòn như nước biển,..

Dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) là một loại thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm mát và sưởi ấm. Đặc biệt nó sử dụng trong các ứng dụng như HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning), máy bơm nhiệt, chiller bể cá và các hệ thống làm lạnh công nghiệp. Thiết kế của dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) gồm hai ống lồng vào nhau (đồng trục). Nguyên tắc là một môi chất di chuyển qua ống trong và môi chất còn lại chảy qua không gian giữa hai ống.

Cấu tạo của dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube):

1. Ống trong (Inner Tube): Thường được làm từ vật liệu có khả năng dẫn nhiệt cao như đồng hoặc thép không gỉ. Ống trong có nhiệm vụ dẫn một dòng môi chất, chẳng hạn như chất làm lạnh hoặc nước.

2. Ống ngoài (Outer Tube): Được làm từ vật liệu như đồng, thép hoặc thép không gỉ,, bao bọc xung quanh ống trong và dẫn môi chất thứ hai.

3. Không gian giữa hai ống: Môi chất thứ hai sẽ di chuyển qua không gian giữa hai ống, tạo ra điều kiện lý tưởng để quá trình trao đổi nhiệt diễn ra.

Nguyên lý hoạt động:
Dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) hoạt động dựa trên nguyên lý “truyền nhiệt qua thành ống”. Khi hai môi chất có nhiệt độ khác nhau di chuyển qua hai ống, nhiệt lượng sẽ được truyền từ môi chất có nhiệt độ cao hơn sang môi chất có nhiệt độ thấp hơn qua thành ống dẫn nhiệt. Quá trình này giúp làm lạnh môi chất nóng và làm nóng môi chất lạnh, tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống.

– Môi chất trong ống trong và ống ngoài có sự chênh lệch nhiệt độ.
– Dòng chảy có thể được thiết kế theo chiều cùng dòng hoặc ngược dòng. Trong đó, ngược dòng thường đạt hiệu suất trao đổi nhiệt cao hơn.

Ưu điểm của dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) :
– Thiết kế nhỏ gọn: So với các hệ thống trao đổi nhiệt khác, dàn ống lồng ống (tube in tube) có thiết kế gọn nhẹ và dễ lắp đặt.
– Hiệu suất cao: Do dòng chảy qua ống trong và ống ngoài được tổ chức tối ưu, hiệu suất trao đổi nhiệt giữa hai môi chất rất cao.
– Độ bền cao: Cấu trúc ống lồng ống giúp dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) chịu được áp lực lớn và có tuổi thọ cao.
– Ứng dụng linh hoạt: Có thể sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ dân dụng cho đến công nghiệp.

Nhược điểm:
– Khó bảo trì: Do thiết kế ống lồng ống, việc kiểm tra và bảo trì có thể khó khăn hơn so với một số loại trao đổi nhiệt khác như dàn trao đổi nhiệt dạng tấm.
– Chi phí cao: So với các loại trao đổi nhiệt khác như dàn trao đổi nhiệt dạng vỏ ống (shell and tube), dàn ống lồng ống (tube in tube) thường có giá thành cao hơn. Đặc biệt là nếu yêu cầu các vật liệu chịu ăn mòn hoặc chịu nhiệt độ cao.

Ứng dụng của dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) :
– Hệ thống điều hòa không khí và bơm nhiệt: Sử dụng để trao đổi nhiệt giữa không khí, nước và môi chất làm lạnh.
– Hệ thống làm mát nước: Ứng dụng trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp để điều hòa nhiệt độ của nước hoặc chất lỏng làm mát khác.
– Ngành công nghiệp điện lạnh: Dùng trong các hệ thống máy làm lạnh nước, tủ lạnh và tủ đông thương mại.
– Công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Dùng để trao đổi nhiệt trong quy trình làm lạnh hoặc làm nóng các sản phẩm như sữa, bia, nước giải khát.

Kết luận:
Dàn trao đổi nhiệt ống lồng ống (tube in tube) là một lựa chọn hiệu quả và đáng tin cậy. Đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu khả năng trao đổi nhiệt cao và độ bền dài lâu. Thiết kế đồng trục của nó giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền nhiệt và tiết kiệm không gian. Nó trở thành giải pháp lý tưởng cho nhiều hệ thống công nghiệp và thương mại.