Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt hay bộ trao đổi nhiệt thực hiện các quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất mang nhiệt. Trong các quá trình sản xuất, ví dụ như lò hơi để sản sinh hơi nước, thiết bị ngưng tụ và bốc hơi trong thiết bị lạnh, thiết bị hồi nhiệt… Một ví dụ phổ biến là tản nhiệt trong xe hơi, trong đó nước được sử dụng để chuyển nhiệt đến bộ tản nhiệt và được giải nhiệt bởi không khí, sau đó làm mát động cơ.

Thiết bị trao đổi nhiệt là gì

Quá trình truyền nhiệt giữa các lưu chất với nhau thông qua các thiết bị đã được con người sử dụng từ rất lâu để ứng dụng vào các quá trình sản xuất. Do thông thường, nhiệt có thể tồn tại ở các trạng thái không mong muốn nên cần phải được chuyển đổi thành các trạng thái phù hợp với mục đích sử dụng. Từ đây, các thiết bị trao đổi nhiệt ra đời với nhiều chủng loại khác nhau, phù hợp với từng quá trình sản xuất.

Có thể hiểu đơn giản thiết bị trao đổi nhiệt là một thiết bị dùng để truyền nhiệt từ một nơi, một chất, một môi trường này sang một nơi, một chất, một môi trường khác. Tùy vào các mục đích khác nhau mà quá trình có thể là làm lạnh hoặc làm nóng.

Các hình thức trao đổi nhiệt

Dựa trên cách thức trao đổi nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt có thể chia làm hai loại là trao đổi trực tiếp hay gián tiếp. Trực tiếp có thể là các quá trình làm mát nước bằng không khí, nơi mà hai hệ tương tác trực tiếp với nhau. Gián tiếp có thể là các quá trình trao đổi nhiệt thông qua bề mặt kim loại, nơi mà hai hệ không tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Trong đó thì quá trình trao đổi nhiệt gián tiếp thông qua bề mặt kim loại là phổ biến hơn vì chúng phòng tránh được sự nhiễm bẩn giữa hai môi trường, từ đó làm cho quá trình trở nên hiệu quả hơn.

Ngày nay, quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa diễn ra với tốc độ chóng mặt đòi hỏi các quá trình truyền nhiệt cũng phải được cải tiến theo để phù hợp với các ứng dụng mới và đặc thù. Các thiết bị trao đổi nhiệt cũng vì đó mà phải luôn được cải tiến, làm mới để các quá trình diễn ra nhanh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn.

Vật liệu nào dẫn nhiệt tốt nhất

Tổng quan về các loại thiết bị trao đổi nhiệt

Sở dĩ, các thiết bị trao đổi nhiệt ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong ngành thực phẩm là vì nhu cầu ngày một cao của con người về các sản phẩm chất lượng. Thực phẩm và đồ uống nếu được xử lý nhiệt một cách triệt để sẽ loại bỏ đi được các vi khuẩn, vi sinh vật có hại, từ đó sẽ kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm cũng như làm gia tăng chất lượng của chúng.

Bên cạnh đó, các quá trình truyền nhiệt cũng cần phải nhanh chóng và hiệu quả để hạn chế tối đa các ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng và mặt cảm quan của sản phẩm, đồng thời cũng giảm thiểu được chi phí nhiên liệu và tiết kiệm thời gian.

Trong ngành thực phẩm và đồ uống, có rất nhiều dạng thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng, tiêu biểu là 3 dòng thiết bị sau đây:

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống

Đây là dạng thiết bị cơ bản nhất trong các quá trình trao đổi nhiệt. Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống được thiết kế bao gồm một ống nhỏ được định vị đồng tâm và đặt bên trong một ống lớn hơn. Thiết kế ống kép như vậy cho phép dòng lưu chất chảy không hạn chế, rất phù hợp để ứng dụng cho các sản phẩm có độ nhớt cao. Trong ngành thực phẩm, nó được ứng dụng để trao đổi nhiệt cho các sản phẩm như mật ong, mứt, bánh kẹo.

Một số hình ảnh về cầu tạo về thiết bị trao đổi nhiệt để bạn hiểu thêm: