BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
MÔN:KĨ THUẬT LẠNH
GVHD: Nguyễn Đức Nam
Sinh viên

:

Hà Nội - 2020


BỘ CƠNG THƯƠNG

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT LẠNH
Số : 08
TT
Họ tên
MSV
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đức Nam

Nhóm

Lớp

NỘI DUNG
1. Tìm hiểu về thiết bị bay hơi trong hệ thống lạnh?
2. Tìm hiểu thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh
3. Tìm hiểu phần mềm Coolpack trong vẽ và tính tốn chu trình lạnh?
4. Hệ thống lạnh kho lạnh sử dụng chu trình hồi nhiệt, mơi chất lạnh là R134a,
năng suất lạnh yêu cầu Qo = 550 kW, nhiệt độ bay hơi to = - 15 oC. Đặt tại Hà
Nội
a. Tính tốn chu trình
b. Tính chọn máy nén
c. Tính chọn TBNT và TBBH
Sản phẩm nộp:

01 bản in bìa mềm, khổ giấy A4
01 slide thuyết trình

Ngày hồn thành: 15/12/2020


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ BAY HƠI TRONG HỆ THỐNG LẠNH............................1
1.1. Định nghĩa................................................................................................................. 1
1.2. Phân loại................................................................................................................... 1
1.3. Vai trò.......................................................................................................................... 1
1.4. Tìm hiểu chi tiết về một số thiết bị bay hơi.............................................2
1.4.1. Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng............................................................2
1.4.2. Dàn lạn Panen................................................................................................ 4
1.4.3. Dàn lạnh xương cá........................................................................................ 4
1.4.4. Dàn lạnh tấm bản......................................................................................... 5

1.4.5. Thiết bị bay hơi làm lạnh khơng khí.....................................................6
1.5. Yêu cầu dàn bay hơi:............................................................................................ 9
1.6. Một số hư hỏng và cách khắc phục...............................................................9
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH....................10
2.1. Định nghĩa.............................................................................................................. 10
2.2. Phân loại................................................................................................................ 10
2.3. Vai trị....................................................................................................................... 11
2.4. Tìm hiểu chi tiết về một số thiết bị ngưng tụ.......................................11
2.4.1. Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước......................................................11
2.4.2. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước và không khí..................18
2.4.3. Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió..........................................................23
2.5. u cầu dàn ngưng tụ....................................................................................... 26
2.6. Một số hư hỏng và cách khắc phục............................................................26
CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM COOL-PACK.....................................................................27
3.1. Giới thiệu............................................................................................................... 27
3.2. Yêu cầu khi học xong phần mềm coolpack.............................................27
3.3. Hướng dẫn sử dụng.......................................................................................... 28
CHƯƠNG 4: BÀI TẬP TÍNH TỐN............................................................................31


CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ BAY HƠI TRONG HỆ THỐNG LẠNH
1.1.

Định nghĩa
Thiết bị bay hơi (TBBH) là một dạng thiết bị trao đổi nhiệt có vách

ngăn giữa một bên là mơi chất lạnh lỏng sôi ở nhiệt độ thấp và một bên
là mơi trường cần làm lạnh như khơng khí , nước , n ước muối …
Trong quá trình làm việc khả năng truyền nhiệt của thiết bị bay h ơi
giảm dần do có dầu, bẩn đọng về phía mơi chất và ẩm .

Khi làm lạnh khơng khí độ chênh nhiệt độ thường trong khoảng 1015k
1.2.

Phân loại

Theo môi trường cần làm lạnh
- TBBH làm lạnh chất tải lạnh lỏng
- TBBH làm lạnh khơng khí trực tiếp
- TBBH làm lạnh trực tiếp sản phẩm công nghệ
Theo đặc điểm trên bề mặt bay hơi
- TBBH sơi trên bề mặt ngồi ống trao đổi nhiệt
- TBBH sôi trong ống trao đổi nhiệt
Theo chế độ chảy của mơi trường làm lạnh
- TBBH tuần hồn tự nhiên
- TBBH tuần hoàn cưỡng bức
Theo chế độ cấp lỏng trong TBBH
- TBBH kiểu ngập lỏng
- TBBH kiểu không ngập lỏng
- TBBH cấp lỏng từ trên xuống
- TBBH cấp lỏng từ dưới lên
1.3.

Vai trị
Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hóa hơi gas bão hịa ẩm sau tiết l ưu

đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh. Thiết bị bay hơi là một
1


trong những thiết bị quan trọng nhất không thể thiếu được trong các hệ

thống lạnh. Quá trình làm việc của thiết bị bay hơi ảnh h ưởng đến th ời
gian và hiệu quả làm lạnh . Đ ó là mục đích chính của hệ thống lạnh. Vì
vậy, dù tồn bộ trang thiết bị hệ thông tốt đến đâu nh ưng thiết b ị bay
hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vơ ích.
Thiết bị bay hơi được lắp sau van tiết lưu và trước cửa hút về máy
nén
1.4.

Tìm hiểu chi tiết về một số thiết bị bay hơi

1.4.1. Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng
Có thể phân bình bay hơi làm lạnh chất lỏng thành 02 loại:
- Bình bay hơi hệ thống NH3: Đặc điểm cơ bản của bình bay hơi
kiểu này là mơi chất lạnh bay hơi bên ngoài các ống trao đ ổi nhi ệt, t ức
khoảng không gian giữa các ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động
bên trong các ống trao đổi nhiệt.
- Bình bay hơi frêơn: Bình bay hơi frêơn ngược lại mơi chất lạnh
có thể sơi ở bên trong hoặc ngồi ống trao đổi nhiệt, ch ất lỏng c ần làm
lạnh chuyển động dích dắc bên ngồi hoặc bên trong các ống trao đ ổi
nhiệt.
1.4.1.1. Bình bay hơi hệ thống NH3

Hình 1.1: Bình bay hơi NH3
1.Nắp bình; 2. Thân bình; 3. Tách lỏng; 4.Ống NH 3; 5. Tấm chắn lỏng;
2


6. Ống trao đổi nhiệt; 7. Ống lỏng ra; 8.Ống lỏng vào; 9. Chân bình;
10. Rốn bình; 11. Ống nối van phao
Cấu tạo: Bình bay hơi NH3 sử dụng các ống thép nhẵn là các ống

thép áp lực ,các chùm ống được bố trí so le nhau cách đ ều và n ằm trên
các đỉnh tam giác đều,mật độ tương đối dày để giảm kích th ước bình
đồng thời giảm dung tích NH3.Thân và nắp bình bằng thép.Các m ặt sàng
thường được làm bằng thép cacbon hoặc thép hợp kim và có đ ộ dày khá
lớn 20-30mm khoảng hở nhỏ nhất giữa chùm ống với thành trong của
thân bình là 15-20mm.
Ngun lí làm việc: Mơi chất được tiết lưu vào bình từ phía dưới, sau
khi trao đổi nhiệt hơi sẽ được hút về máy từ bình tách lỏng gắn ở phía trên
bình bay hơi
Ưu điểm: chất tải lạnh tuần hồn trong hệ thống kín khơng lọt khơng khí
vào bên trong nên giảm ăn mịn.
Nhược điểm: lượng nạp mơi chất vào hệ thống lạnh quá lớn nên chỉ sử
dụng cho loại mơi chất rẻ tiền dễ kiếm như NH3
1.4.1.2. Bình bay hơi Freon

Hình 1.2 Bình bay hơi Freon
a, Mơi chất sơi ngoài ống: 1.Ống phân phối lỏng; 2,3. Chất tải lạnh vào,ra;
4.Van an toàn; 5. Hơi ra; 6. Áp kế; 7. Ống thử
3


b,Môi chất sôi trong ống (dạng chữ U)
c,Tiết diện ống có cánh trong gồm 2 lớp:lớp ngồi là đồng,niken và trong
là nhơm
Bình bay hơi Freon có cấu tạo của bình làm lạnh tương tụ như NH3.Với
bình làm lạnh Freon mơi chất lạnh có thể chạy trong hoặc ngồi ống mà
khơng lo về vấn đề ăn toàn về bảo quản. Tuy nhiên môi chất chạy trong ống
thường được sủ dụng để làm lạnh các mơi chất có nhiệt độ đóng băng cao như
nước trong các hệ thống điều hòa water chiller.
Ưu điểm: giảm lượng nạp môi chất từ 2- 3 lần so với bình bay hơi ống

vỏ ngập
Nhược điểm: khó vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt về phía chất tải lạnh
1.4.2. Dàn lạn Panen
Để làm lạnh các chất lỏng trong chu trình h ở người ta sử d ụng dàn
lạnh Panen Cấu tạo: gồm hai ống góp lớn nằm ở trên và ở dưới nối giữa
hai ống góp là các ống trao đổi nhiệt dạng ống trơ thẳng đứng.

Hình 1.3 Dàn lạnh Panen
Ngun lí làm việc: Mơi chất chuyển động và sôi trong các ống ,
chất cần làm lạnh chuyển động ngang qua các ống . Các dàn lạnh panen

4


được cấp dịch theo kiểu ngập lỏng nhờ bình giữ mức-tách lỏng.Mơi ch ất
lạnh đi vào từ ống góp dưới và đi ra từ ống góp trên.
Nhược điểm: quãng đường đi của dịng mơi chất trong các ống trao
đổi nhiệt khá ngắn và kích thước tương đối cồng kềnh
1.4.3. Dàn lạnh xương cá
Dàn lạnh xương cá được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống làm
lạnh nước hoặc nước muối, ví dụ như hệ thống máy đá cây.
Về cấu tạo, tương tụ dàn lạnh panen nhưng ở đây các ống trao đổi nhiệt
được uốn cong, do đó chiều dài mỗi ống tăng lên đáng kể. Các ống trao đổi
nhiệt gắn vào các ống góp trơng giống như một xương cá khổng lồ. Đó là các
ống thép áp lực dạng trơn, khơng cánh. Dàn lạnh xương cá cũng có cấu tạo
gồm nhiều cụm (mơđun), mỗi cụm có 01 ống góp trên và 01 ống góp dưới và
hệ thống 2-4 dãy ống trao đổi nhiệt nối giữa các ống góp.

Hình 1.4: Dàn lạnh xương cá
1. Ống góp ngang; 2. Ống trao đổi nhiệt; 3. Ống góp dọc; 4. Kẹp ống;

5- Thanh đỡ
1.4.4. Dàn lạnh tấm bản
Ngoài các dàn lạnh thường được sử dụng ở trên, trong cơng nghiệp
người ta cịn sử dụng dàn bay hơi kiểu tấm bản để làm lạnh nhanh các chất
5


lỏng. Ví dụ hạ nhanh dịch đường và glycol trong công nghiệp bia, sản xuất
nước lạnh chế biến trong nhà máy chế biến thực phẩm vv..
Cấu tạo: 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.
Nguyên lý làm việc: Đường chuyển động của môi chất và chất tải lạnh
ngược chiều và xen kẻ nhau. Tổng diện tích trao đổi nhiệt rất lớn. Q trình
trao đổi nhiệt giữa hai môi chất thực hiện qua vách tương đối mỏng nên hiệu
quả trao đổi nhiệt cao. Các lớp chất tải lạnh khá mỏng nên quá trình trao đổi
nhiệt diễn ra nhanh chóng.
Ưu điểm: thời gian làm lạnh rất nhanh, khối lượng môi chất lạnh cần
thiết nhỏ.
Nhược điểm: chế tạo phức tạp nên chỉ có các hãng nổi tiếng mới có khả
năng chế tạo. Do đó khi hư hỏng, khơng có vật tư thay thế, sửa chữa khó
khăn.

6


Hình 1.5: Dàn lạnh kiểu tấm bản
1.4.5. Thiết bị bay hơi làm lạnh khơng khí.
Các thiết bị bay hơi dùng để làm lạnh khơng khí gồm 3 nhóm:Thiết
bị làm lạnh khơng khí kiểu khơ,kiểu ướt và kiểu hỗn hợp.


7


1.4.5.1. Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu khơ.
Là kiểu thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt.Trong thiết bị làm lạnh
khơng khí kiểu khơ ,khơng khí di chuy ển ngang qua bề mặt ngoài c ủa
thiết bị trao đổi nhiệt và thực hiện quá trình trao dổi nhiệt.

Hình 1.6 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu khơ
Bề mặt ngồi có thể có cách hoặc khơng có cánh.Q trình trao đ ổi
nhiệt thực hiện nhờ truyền nhiệt qua vách ngăn cách.
Phân loại hệ thống điều hịa khơng khí kiểu khơ.
 Theo đặc điểm của thiết bị xử lí nhiệt ẩn
 Hệ thống điều hòa cục bộ
 Hệ thống điều hòa kiểu phân tán
 Hệ thống điều hòa trung tâm
 Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt dàn ngưng
 Hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng nước
 Hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng khơng khí
 Theo khả năng xử lí khơng khí
 Máy điều hịa một chều lạnh
 Máy điều hịa hai chiều nóng lạnh
8


9


1.4.5.2. Hệ thống điều hòa kiểu ướt

Trong các thiết bị làm lạnh khơng khí kiểu ti ếp xúc thì khơng khí đ ược
làm lạnh nhờ tiếp xúc trực tiếp với nước hoặc nước muối.N ước hoặc
nước muối lạnh được phun qua các vịi phun hoặc t ưới vào dàn khơng
khí ,thiết bị này được dùng trong điều hịa khơng khí do ở đây yêu cầu c ả
làm lạnh và điều chỉnh độ ẩm của khơng khí.

Hình 1.7 Hệ thống điều hòa kiểu ướt
Ưu điểm: thực hiện trao đổi nhiệt ở độ chênh nhiệt độ nhỏ giữa
khơng khí và chất lỏng tưới do đó mà có khả năng tăng hiệu qu ả làm
lạnh cũng như hạ nhiệt độ của khơng khí thấp hơn.
1.4.5.3. Hệ thống điều hào khơng khí kiểu hỗn hợp
Là hệ thống có sự kết hợp giữa hai hình th ức truy ền nhiệt qua bề
mặt và do tiếp xúc.Tức là thiết bị này làm lạnh khơng khí theo hình th ức
nhờ mơi chất lạnh sơi trong ống và nhờ tiếp xúc với nước lạnh tưới trên
bề mặt ngoài của ống

10


1.5. Yêu cầu dàn bay hơi:
- Dàn bay hơi phải đảm bảo khả năng trao đổi nhiệt độ phù hợp
với blốc và dàn ngưng, nghĩa là phải có năng suất lạnh đảm bảo theo
thiết kế hay nói cách khác là có đủ diện tích trao đổi nhiệt cần thiết.
- Tuần hồn khơng khí tốt.
- Chịu áp suất tốt, khơng bị ăn mịn bởi thực phẩm bảo quản.
- Cơng nghệ chế tạo dễ dàng, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng.
1.6. Một số hư hỏng và cách khắc phục
- Dàn bay hơi bị thủng, xì: Phát hiện chỗ thủng, xì bằng cách tìm v ết
dầu loang, bằng xà phịng (khi tủ khơng chạy) hoặc ph ải tháo dàn ra
bơm khí đến 10 - 12at và nhúng vào bể nước.

- Có hai phương pháp khắc phục: Dùng keo êpoxi hai thành ph ần
phủ lên chỗ bị thủng hoặc hàn lại bằng hàn hơi. Dùng keo êpoxi phải
đánh sạch bề mặt, hào trộn cẩn thận hai thành phần keo rồ ph ủ lên v ị
trí thủng sau đó có thể kiểm tra lại bằng khí nén. Ph ương pháp này đ ơn
giản khơng làm hỏng lớp phủ bảo vệ của các vị trí xung quanh. Ph ương
pháp hàn có độ bền cao nhưng ngọn lửa hàng làm cháy m ất l ớp b ảo v ệ
bề mặt trên của dàn nhôm, gây nội lực do dãn n ở nhiệt không đ ều, d ễ
làm dàn thủng lại.
- Dàn bay hơi bị mục: Khi dàn thủng nhiều chỗ (trên 5 lỗ) có th ể coi
là dàn đã mực, cần phải thay dàn mới. Nếu có dàn m ới ph ải dùng ống
đồng tự tạo một dàn phù hợp.

11


CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH
2.1. Định nghĩa
Thiết bị ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn dùng để thải nhiệt
ngưng tụ của môi chất lạnh ra môi trường làm mát như nước, khơng khí, …
Thiết bị ngưng tụ được lắp sau máy nén và trước van tiết lưu của hệ
thống lạnh. Hơi có áp suất cao, nhiệt độ cao từ máy nén đi ra, sau khi qua
thiết bị ngưng tụ sẽ ngưng hồn tồn thành lỏng.
2.2. Phân loại
Theo mơi trường làm mát
• TBNT làm mát bằng nước
• TBNT làm mát bằng khơng khí
• TBNT làm mát bằng nước và khơng khí kết hợp (tháp giải nhiệt)
• TBNT làm mát bằng sản phẩm cơng nghệ
Theo đặc điểm bề mặt ngưng tụ
• Ngưng tụ trên bề mặt ngồi ống trao đổi nhiệt (vd: bình ngưng ống vỏ

nằm thẳng đứng, ống lồng ống…)
• Ngưng tụ trên bề mặt trong của ống trao đổi nhiệt (vd: dàn ngưng giải
nhiệt gió, dàn ngưng kiểu tưới, …)
Theo chế độ chảy của mơi trường làm mát
• Tuần hồn gió tự nhiên (dàn ngưng trong tủ lạnh gia đình, ...)
• Tuần hồn gió cưỡng bức nhờ vào quạt (quạt hướng trục, quạt ly tâm)
• Tuần hồn nước cưỡng bức (bơm nước cho tháp giải nhiệt)
Theo môi chất lạnh
12


• TBNT amoniac
• TBNT Freon
2.3. Vai trò
Thiết bị ngưng tụ có vai trị ngưng tụ gas q nhiệt sau máy nén
thành mơi chất lạnh trạng thái lỏng. Qúa trình làm việc của thiết b ị
ngưng tụ có ảnh hưởng quyết định tới áp suất và nhiệt độ ngưng t ụ, do
đó ảnh hưởng đến hiệu quả và độ an tồn làm việc của toàn hệ th ống
lạnh. Khi thiết bị ngưng tụ làm việc kém hiệu quả, các thông s ố c ủa h ệ
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 th ể tác
động ngừng máy nén, van an tồn có thể hoạt động.
- Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến dầu bôi trơn như cháy dầu.
2.4. Tìm hiểu chi tiết về một số thiết bị ngưng tụ
2.4.1. Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước
2.4.1.1. Bình ngưng ống vỏ nằm ngang
Bình ngưng tụ kiểu ống chùm( hay còn gọi là ống vỏ ) n ằm ngang

được sử dụng rộng rãi hiện nay trong các hệ thông l ạnh năng su ất v ừa
và lớn ( khoảng 1,5 đến 3,500 kW). Môi chất sử dụng có thể là amơniắc
hoặc frêơn.

13


a, Bình ngưng ống vỏ ngang NH3

Hình 2.1 Bình ngưng ống vỏ nằm ngang NH3

1. Nối van an toàn; 2. Ống nối đường cân bằng với bình chứa;
3. Ống hơi NH3 vào;4. Áp kế; 5. Ống nối van xả khí khơng ngưng;
6. Van xả khơng khí ở đường ống nước; 7. Ống nước làm mát ra; 8. Ống
nước làm mát vào; 9. Van xả nước; 10. Ống hơi NH 3 lỏng ra; 11. Xả
dầu;12. Bầu gom dầu; 13. Nắp phân khoang cho các lối nước làm mát
Các ống trao đổi nhiệt trong bình ngưng amoniac thường là ống trơn,
đường kính 25mm, chiều dày 2,5 mm.
Hơi môi chất đi vào theo đường 3 và sau khi thải nhiệt cho nước làm mát
sẽ ngưng tụ thàng lỏng, chảy xuống bầu gom lỏng 12 rồi chảy qua van 10
xuongs bình chứa cao áp. Tồn bộ lỏng ngưng được đưa xuống bình chứa cao
áp để giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt, nâng cao hiệu suất của thiết bị. Để
thốt lỏng từ bình ngưng xuống bình chứa dễ dàng theo kiểu bình thơng nhau
cần có đường cân bằng hơi 2. Đường 5 dùng để xả khí khơng ngưng hình
thành do phân hủy amoniac thành hidro và nito. Van 6 và 5 phía nước dùng để
xả khí và xả nước khi cần.

14



b, Bình ngưng freon
Khác biệt cơ bản của bình ngưng Freon so với bình ngưng amoniac là
chum ống trao đổi nhiệt có thể bằng thép hoặc bằng đồng, ống được tạo cánh
phía Freon để tăng cường trao đổi nhiệt vì hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của
Freon nhỏ hơn nhiều so với hệ số tỏa nhiệt của nước.

Hình 2.2: Bình ngưng freon
a. Bình ngưng; b. Profil cánh ống lăn hoa
1. Vỏ; 2. Mặt sàng; 3. Nắp; 4. Ống troa đổi nhiệt bằng đồng có
cánh lăn hoa; 5. Bầu gom lỏng ;6. Van xả; 7. Van an toàn

15


c, Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Bình ngưng ống vỏ ống nằm ngang là TBNT gọn và chắc chắn chiếm ít
diện tích
- Tiêu hao kim loại nhỏ khoảng 40 -50 kg/m2 diện tích trao đổi nhiệt
- Hiệu nhiệt độ nước ra, vào trung bình lấy 5K
- Có thể dùng phần dưới của bình kết hợp làm bình chứa cao áp
- Dễ dàng chế tạo lắp đặt bảo dưỡng
- Hệ số truyền nhiệt k đạt 800 đến 1000 W/m 2K, độ chênh nhiệt độ trung
bình logarit bằng 5-6K, mật độ trung bình đạt 3000-6000 W/m2
Nhược điểm:
- Cần không gian để tháo ống khi thay thế ống trao đổi nhiệt
- Yêu cầu lượng nước làm mát lớn và nhanh bị cáu bẩn, giảm nhanh
khả năng truyền nhiệt khi bị cáu bám
- Nếu dùng nước tuần hoàn phải đầu tư tháp giải nhiệt tốn thêm chi phí
Do nhưng ưu và nhược điểm trên nên bình ngưng loại này được dùng

khá phổ biến cho cả năng suất lạnh trung bình và lớn.
2.4.1.2. Bình ngưng tụ ống chùm thẳng đứng
Cấu tạo: Vỏ bình hình trụ bên trong là các ống trao đổi nhiệt thép áp lực
được hàn hoặc núc vào các mặt sàng. Trên cùng là máng phân phối nước,
dưới là máng hứng nước. Bình ngưng có trang bị van an tồn, đồng hồ áp
suất, van xả khí, kính quan sát mức lỏng.
Nguyên lí làm việc: Nước được bơm bơm lên máng phân phối nước ở
trên cùng và chảy vào bên trong các ống trao đổi nhiệt. Để nước chảy theo
thành ống trao đổi nhiệt, ở phía trên các ống trao đổi nhiệt có đặt các ống hình
cơn. Phía dưới bình có máng hứng nước. Nước sau khi giải nhiệt xong thường
được xả bỏ. Hơi quá nhiệt sau máy nén đi vào bình từ phía trên. Lỏng ngưng
tụ chảy xuống phần dưới của bình giữa các ống trao đổi nhiệt và chảy ra bình
chứa cao áp.
16


Hình 2.3: Bình ngưng tụ ống chùm thẳng đứng
1.Ống cân bằng, 2-.Xả khí khơng ngưng, 3. Bộ phân phối nước, 4. Van an
toàn, 5. Ống TĐN, 6. Áp kế, 7. Ống thủy, 8. Bể nước, 9. Bình chứa cao áp
Ưu điểm:
Hiệu quả trao đổi nhiệt khá lớn, phụ tải nhiệt của bình đạt 4500
W/m2 ở độ chênh lệch nhiệt độ 4- 7 K, hệ số truyền nhiệt 700- 900
W/m2.K.
Do các ống trao đổi nhiệt đặt thẳng đứng nên khả năng bám bẩn ít
hơn so với bình ngưng ống chùm nằm ngang, do đó khơng u c ầu ch ất
lượng nguồn nước cao lắm.
Do kết cấu thẳng đứng nên chat lỏng mơi chất và dầu ch ảy ra ngồi
khá thuận lợi, việc thu hồi dầu cũng dễ dàng. Vì vậy bề m ặt trao đ ổi
nhiệt nhanh chóng được giải phóng để cho môi chất làm mát.
Nhược điểm:

Vận chuyển, lắp đặt, chế tạo, vận hành tương đối ph ức tạp.

17


Lượng nước tiêu thụ khá lớn nên chỉ thích hợp những n ơi có nguồn
nước dồi dào và rẻ tiền.
Đối với hệ thống rất lớn sử dụng bình ngưng kiểu này khơng thích
hợp, do kích thước cồng kềnh, đường kính bình q lớn khơng đ ảm b ảo
an tồn
2.4.1.3. Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử và kiểu ống lồng
a, Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử
Thiết bị kiểu phân tử là thiết bị có nhiều phần tử liên kết với nhau
thành một cụm lớn. Cứ mỗi phần tử được xem như là bình ngưng tụ nh ỏ
được liên kết với nhau theo đường ống hơi môi chất và ghép song song
theo đường ống làm mát.
Trong mỗi phần tử,hơi môi chất được đưa vào không gian gi ữa các
ống và được ngưng tụ lại do thải nhiệt cho n ước làm mát đi trong các
ống trao đổi nhiệt. Nước được đưa vào từ ống góp phía dưới và chảy
song song qua các phần tử rồi đi ra ở ống góp trên,cịn h ơi mơi ch ất
được đưa vào từ phần tử phía trên cùng. Vì vậy, điều kiện trao đổi nhiệt
trong thiết bị nay gần với thiêt bị trao đổi nhiệt ngược chiều.
b, Thiết bị kiểu ống lồng.
Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống cũng là dạng thiết b ị ngưng t ụ
giải nhiệt bằng nước, chúng được sử dụng rất rộng rãi trong các máy
lạnh nhỏ, đặc biệt trong các máy điều hồ khơng khí cơng su ất trung
bình. Thiết bị gồm 02 ống lồng vào nhau và thường được cuộn l ại cho
gọn.

18



Hình 2.4: Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống
Nước chuyển động ở ống bên trong, môi chất lạnh chuy ển động
ngược lại ở phần không gian giữa các ống. Ống thường s ử dụng là ống
đồng (hệ thống frêôn) và có thể sử dụng ống thép.
c, Ưu, nhược điểm:
- Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử ưu điểm của nó là chắc chắn, nhẹ
nhàng, tuy nhiên lại khó làm sạch cáu cặn, tỷ số giữa chi ều dài l và
đường kính của loại này khá lớn, tiêu hao nhiều kim loại, đ ộ kín khít nh ỏ
vì nhiều mối nối.
- Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống có hiệu quả trao đ ổi nhi ệt
khá lớn, gọn. Tuy nhiên, chế tạo tương đối khó khăn, các ống l ồng vào
nhau sau đó được cuộn lại cho gọn, nếu khơng có các biện pháp ch ế t ạo
đặc biệt, các ống dễ bị móp, nhất là ống lớn ở ngoài, d ẫn đến tiết diện
bị co thắt, ảnh hưởng đến sự lưu chuyển của môi chất bên trong. Do môi
chất chỉ chuyển động vào ra một ống duy nhất nên l ưu lượng nh ỏ, thi ết
bị ngưng tụ kiểu ống chỉ thích hợp đối với hệ thống nhỏ và trung bình.
2.4.1.4. Thiết bị ngưng tụ kiểu panel
Cấu tạo: Gồm các cụm riêng biệt, mỗi cụm gồm một số panel liên
tiếp được siết chặt và ép lại bằng hai tấm nắp. Pane l gồm hai lá thép có
dập các rãnh thẳng và được hàn ở sườn và trong khoảng giữa các rãnh.
Vách chán giữa các tấm có tác dụng như cánh tản nhiệt . Môi chất lạnh và
nước giải nhiệt được bố trí đi xen kẻ nhau
19


Ngun lí làm việc: Nước và mơi chất chuyển động cắt nhau theo
các rãnh. Các panen được bố trí sao cho từ m ột cạnh đầu t ạo thành l ối
cho nước lạnh đi qua. Độ kín khít théo đường n ước đ ược th ực hiện do

sử dụng các đệm chèn. Kết quả của loại thiết bị ngưng tụ này là cho
phép tháo lắp được để quan sát, làm sạch và quét lớp ph ủ chống ăn
mòn.

Ưu điểm:
- Do được ghép từ các tám bản mỏng nên diện tích trao đổi nhiệt
khá lớn, cấu tạo gọn.
- Dễ dàng tháo lắp để vệ sinh sửa chữa và thay th ế. Có th ể thêm
bớt một số panel để thay đổi công suất giải nhiệt một cách dễ dàng.
- Hiệu quả trao đổi nhiệt cao, tương đương bình ngưng ống vỏ
ammoniac.
Nhược điểm:
- Chế tạo khó khăn. Cho đến nay chỉ có hãng nước ngồi là có khả
năng chế tạo các dàn ngưng kiểu tấm. Do đó thiếu các ph ụ tùng có s ẵn
để thay thế sửa chữa.
- Khả năng rị rỉ đường nước khá lớn do số đệm khá nhiều.

20


Hình 2.5: Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu panel
2.4.2. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước và khơng khí
2.4.2.1. Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới
Cấu tạo: Gồm một cụm ống trao đổi nhiệt ống thép nhúng kẽm nóng để
trần, khơng có vỏ bao che, có rất nhiều ống góp ở hai đầu. Phía trên dàn là
một máng phân phối nước hoặc dàn ống phun, phun nước xuống. Dàn ống
thường được đặt ngay phía trên một bể chứa nước. Nước được bơm bơm từ
bể lên máng phân phối nước trên cùng. Máng phân phối nước được làm bằng
thép và có đục rất nhiều lổ hoặc có dạng răng cưa. Nước sẽ chảy tự do theo
các lổ và xối lên dàn ống trao đổi nhiệt. Nước sau khi trao đổi nhiệt được

khơng khí đối lưu tự nhiên giải nhiệt trực tiếp ngay trên dàn. Để tăng cường
giải nhiệt cho nước ở nắp bể người ta đặt lưới hoặc các tấm tre đan.
Ngun lí làm việc: nhiệt do mơi chất làm lạnh ngưng tụ trong ống
được truyền qua vách ống cho nước làm mát chảy trên bề mặt ngoài của
ống ở dạng màng mỏng. Nhiệt ngưng tụ được truyền từ bề mặt ngồi
của ống làm cho nước nóng lên và làm cho nó bay hơi một phần.Nước từ
21


thiết bị cấp nước, chảy xuống thành màng bao quanh ống, nhận nhiệt
nóng lên và bay hơi một phần vào khơng khí. Phần nước cịn lại rơi xuống
máng hứng và được tháo bớt ra ngồi. Phần nước cịn lại rơi xuống máng
hứng và được tháo bớt ra ngoài. Phần nước bay hơi m bh cần được bù bằng
lượng nước bổ sung mbs. Bơm hút nước tuần hoàn với nước lạnh mới,
bơm lên máng phân phối. Lượng nước lạnh bổ sung bằng lượng nước bay
hơi và lượng nước chảy tràn ra ngồi mxả tràn .

Hình 2.6: Dàn ngưng dạng tưới
1.Máng cấp nước, 2. Xả tràn, 3. Đầu lấy nước, 4. Nước tuần hồn, 5. Xả
dầu,
6. Đường cân bằng, 7. Xả khí, 8. Thùng phân phối nước, 9. Nước mới.
Ưu điểm :
- Hiệu quả trao đổi nhiệt cao, hệ số truyền nhiệt đạt 700  900 W/m2.K.
Mặt khác do cấu tạo, ngoài dàn ống trao đổi nhiệt ra, các thiết bị phụ khác
như khung đỡ, bao che hầu như khơng có nên suất tiêu hao kim loại nhỏ, giá
thành rẻ.
- Cấu tạo đơn giản, chắc chắn, dễ chế tạo và có khả năng sử dụng cả
nguồn nước bẩn vì dàn ống để trần rất dễ vệ sinh. Vì vậy dàn ngưng kiểu tưới
22