Chương VII
Thiết bị bay hơi

7.1. vai trò, vị trí và phân loại thiết bị
bay hơi
7.1.1 Vai trò, vị trí của thiết bị bay hơi

Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hoá hơi gas bão hoà ẩm sau tiết
lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh. Như vậy cùng với
thiết bị ngưng tụ, máy nén và thiết bị tiết lưu, thiết bị bay hơi là một
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 hưở
ng đến
thời gian và hiệu quả làm lạnh. Đó là mục đích chính của hệ thống
lạnh. Vì vậy, dù toàn bộ trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu nhưng thiết
bị bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vô ích.
Khi quá trình trao đổi nhiệt ở thiết bị bay hơi kém thì thời gian
làm lạnh tăng, nhiệt độ phòng không đảm bảo yêu cầu, trong một số
tr
ường hợp do không bay hơi hết lỏng trong dàn lạnh dẫn tới máy nén
có thể hút ẩm về gây ngập lỏng.
Ngược lại, khi thiết bị bay hơi có diện tích quá lớn so với yêu cầu,
thì chi phí đầu tư cao và đồng thời còn làm cho độ quá nhiệt hơi ra
thiết bị lớn. Khi độ quá nhiệt lớn thì nhiệt độ cuối quá trình nén cao,
tăng công suất nén.
Lựa chọn thiết bị bay hơi dựa trên nhiều yế
u tố như hiệu quả làm
việc, đặc điểm và tính chất sản phẩm cần làm lạnh. 276

: Đặc điểm cơ bản của bình bay
hơi kiểu này là môi chất lạnh bay hơi bên ngoài các ống trao đổi nhiệt,
tức khoảng không gian giữa các ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển
động bên trong các ống trao đổi nhiệt.

277
- Bình bay hơi frêôn : Bình bay hơi frêôn ngược lại môi chất
lạnh có thể sôi ở bên trong hoặc ngoài ống trao đổi nhiệt, chất lỏng
cần làm lạnh chuyển động dích dắc bên ngoài hoặc bên trong các ống
trao đổi nhiệt.
* Bình bay hơi NH
3
Trên hình 7-1 trình bày bình bay hơi NH
3
. Bình sử dụng các
trao đổi nhiệt là thép áp lực trơn C20 đường kính Φ38x3, Φ51x3,5
hoặc Φ57x3,5. Các chùm ống được bố trí so le, cách đều và nằm trên
các đỉnh tam giác đều, mật độ tương đối dày để giảm kích thước bình,
đồng thời giảm dung tích chứa NH
3
. Thân và nắp bình bằng thép CT
3
.
Để bình có hình dáng đẹp, hợp lý tỷ số giữa chiều dài và đường kính
cần duy trì trong khoảng L/D=5÷8. Các mặt sàng thường được làm
bằng thép cácbon hoặc thép hợp kim và có độ dày khá lớn 20÷30mm.
ống được núc chặt vào mặt sàng hoặc hàn. Khoảng hở cần thiết nhỏ
nhất giữa các ống ngoài cùng và mặt trong của thân bình là 15÷20mm.
Phía dưới bình có thể có rốn để thu hồi dầu, từ đây dầu được đưa về
bình thu hồi dầu. Môi chất được tiết lưu vào bình từ phía dưới, sau khi

o
C, hệ số truyền
nhiệt k = 400÷520 W/m
2
.K; mật độ dòng nhiệt q
of
= 2000÷4500 W/m
2

.
Chất lỏng thường được làm lạnh là nước, glycol, muối Nacl và
CaCl
2
. Khi làm lạnh muối NaCl và CaCl
2
thì thiết bị chịu ăn mòn đặc
biệt khi để lọt khí vào bên trong nên thực tế ít sử dụng. Trường hợp
này nên sử dụng các dàn lạnh kiểu hở khi bị hư hỏng dễ sửa chữa và
thay thế. Để làm lạnh nước và glycol người ta thường sử dụng bình
bay hơi frêôn.
Ưu điểm của bình bay hơi là chất tải lạnh tuần hoàn trong hệ
thống kín không lọt không khí vào bên trong nên giảm
ăn mòn.
* Bình bay hơi frêôn
Trên hình 7-2 giới thiệu 02 loại bình bay hơi khác nhau loại
môi chất sôi ngoài ống và bên trong ống trao đổi nhiệt. Bình bay hơi
frêôn môi chất sôi trong ống thường được sử dụng để làm lạnh các
môi chất có nhiệt độ đóng băng cao như nước trong các hệ thống điều
hoà water chiller.


Để làm lạnh các chất lỏng trong chu trình hở người ta sử dụng
các dàn lạnh panen
Cấu tạo của dàn gồm 02 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 dịch theo kiểu ngập lỏng nhờ bình gi
ữ mức- tách lỏng. Môi chất
lạnh đi vào ống góp dưới và đi ra ống góp trên.
Tốc độ luân chuyển của nước muối trong bể khoảng 0,5÷0,8 m/s,
hệ số truyền nhiệt k=460÷580 w/m
2
.K. Khi hiệu nhiệt độ giữa môi
chất và nước muối khoảng 5÷6K, mật độ dòng nhiệt của dàn bay hơi
panen khá cao khoảng 2900÷3500 W/m
2
Dàn lạnh panen kiểu ống thẳng có nhược điểm là quảng đường
đi của dòng môi chất trong các ống trao đổi nhiệt khá ngắn và kích
thước tương đối cồng kềnh. Để khắc phục điều đó người ta làm dàn
lạnh theo kiểu xương cá. 1- Bình giữ mức-tách lỏng; 2- Hơi về máy nén; 3- ống góp hơi; 4-
Góp lỏng vào; 5- Lỏng vào; 6- Xả tràn nước muối; 7- Xả nước muối ;
8- Xả cạn; 9- Nền cách nhiệt; 10- Xả dầu; 11- Van an toàn

281
Hình 7-3: Thiết bị bay hơi kiểu panen

7.2.1.3 Dàn lạnh xương cá