Bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex

Bộ Trao Đổi Nhiệt Hàn Kín Sondex – Hiệu Suất Cao Vượt Trội

Bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex thuộc dòng BPHE (Brazed Plate Heat Exchanger) B3 của Danfoss, là giải pháp truyền nhiệt hiệu quả, linh hoạt và tiết kiệm không gian cho các hệ thống HVAC, heat pump, chiller và ứng dụng công nghiệp năng lượng.

Dải sản phẩm B3 Series đa dạng về công suất, kiểu cấu hình, vật liệu và kết nối, đáp ứng linh hoạt cho mọi loại môi chất như: R410A, R32, R134a, R744 (CO₂), glycol, dầu và nước lạnh.

Cấu trúc và vật liệu thiết kế của bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex

Các bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex được chế tạo từ thép không gỉ AISI 304, AISI 316L với tấm dạng Chevron (H, L, M type) giúp tối ưu dòng chảy rối cưỡng bức, nâng cao hệ số truyền nhiệt và hạn chế bám cặn. Vật liệu hàn là đồng hoặc niken, tùy theo ứng dụng và yêu cầu về độ ăn mòn.

• Thiết kế dòng chảy đối lưu hoặc chéo (cross/diagonal flow)
• Tùy chọn dual circuit cho hệ thống 2 mạch song song hoặc độc lập
• Nhiệt độ làm việc: từ -196°C đến +200°C
• Áp suất thiết kế: 10 – 45 bar tùy model

Ưu điểm nổi bật của BPHE Sondex

• Hiệu suất truyền nhiệt cao nhờ khe hẹp và bề mặt truyền nhiệt tối ưu
• Kích thước nhỏ gọn, dễ tích hợp vào hệ thống có không gian hạn chế
• Tổn thất áp suất thấp, tiết kiệm điện năng bơm tuần hoàn
• Tùy chọn kết nối đa dạng: BSP, NPT, DIN, SWT, Victaulic, từ ¼” đến 3”
• Không cần bảo trì định kỳ, tuổi thọ cao, không có phụ kiện thay thế phức tạp
• Đa dạng model từ tải nhỏ 0.5 kW đến hệ thống lớn 500 kW+

Ứng dụng thực tế của bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex

• Heat pump dân dụng & công nghiệp: làm dàn ngưng và bay hơi
• Hệ thống chiller HVAC: trao đổi nhiệt giữa nước – môi chất
• Làm mát dầu thủy lực: phù hợp với chất lỏng nhớt và nhiệt cao
• Hệ CO₂ siêu tới hạn: với dòng Nickel brazed chịu áp đến 45 bar
• Ứng dụng glycol – nước lạnh tuần hoàn: trong trung tâm dữ liệu, nhà máy chế biến

Dải sản phẩm theo công suất – Danfoss B3 Series

So sánh BPHE Sondex với các loại trao đổi nhiệt khác

Trong thiết kế hệ thống nhiệt – làm mát hoặc gia nhiệt – việc lựa chọn loại trao đổi nhiệt phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, kích thước, chi phí vận hành, và khả năng bảo trì của toàn bộ hệ thống.

Bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex (BPHE) là lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng nhờ hiệu suất cao, kích thước nhỏ và tính linh hoạt trong lắp đặt. Dưới đây là bảng so sánh giữa các loại thiết bị trao đổi nhiệt thường dùng:

Tại sao BPHE Sondex vượt trội trong ứng dụng dân dụng và công nghiệp nhẹ?

• Hiệu suất nhiệt cao hơn so với shell & tube do bề mặt truyền nhiệt tối ưu, khe hẹp tạo dòng rối mạnh.
• Thể tích nhỏ nên dễ tích hợp vào tủ kỹ thuật, hệ thống treo tường hoặc khung modul.
• Chi phí đầu tư ban đầu thấp, vận hành ổn định, không yêu cầu bảo trì định kỳ phức tạp.
• Phù hợp với nhiều loại môi chất lạnh mới (R32, R410A, R134a, CO₂...) nhờ tùy chọn áp suất cao (lên đến 45 bar).

Kiểu tấm trong bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex – H, M, L (Chevron Angle Design)

Trong các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hàn kín như dòng B3 Series của Sondex, kiểu thiết kế tấm (plate pattern) quyết định tính chất dòng chảy bên trong và hiệu suất trao đổi nhiệt. Sondex sử dụng Chevron pattern (kiểu xương cá) với 3 biến thể chính: H-type, M-type và L-type, tương ứng với góc xếp tấm khác nhau.

H-Type (High Theta Angle) – Hiệu suất truyền nhiệt cao

• Cấu trúc: góc chevron lớn, tấm xếp nghiêng dốc.
• Đặc điểm dòng chảy: tạo dòng xoáy cưỡng bức mạnh, tăng hệ số truyền nhiệt.
• Ứng dụng: các hệ thống cần truyền nhiệt tối đa trong không gian nhỏ, chấp nhận tổn thất áp cao hơn.
• Điển hình: chiller, heat pump hiệu suất cao, hệ thống CO₂.

Ưu tiên dùng cho môi chất có độ nhớt thấp như gas lạnh, nước lạnh.

L-Type (Low Theta Angle) – Tổn thất áp suất thấp

• Cấu trúc: góc chevron nhỏ, tấm gần như song song.
• Đặc điểm dòng chảy: dòng chảy êm, ít rối – giảm tổn thất áp suất.
• Ứng dụng: thích hợp với dòng có lưu lượng lớn, áp lực bơm hạn chế hoặc môi chất nhớt nhẹ.
• Điển hình: hệ glycol, dầu thủy lực, nước làm mát tuần hoàn.

Ưu tiên cho hệ thống yêu cầu duy trì chênh áp thấp, kéo dài tuổi thọ bơm.

M-Type (Medium Theta Angle) – Cân bằng hiệu suất và áp suất

• Cấu trúc: góc trung bình giữa H và L, thiết kế lai giữa hai loại trên.
• Đặc điểm dòng chảy: cân bằng giữa dòng xoáy và dòng ổn định.
• Ứng dụng: phù hợp với hệ thống có nhu cầu vừa phải về hiệu suất lẫn tiết kiệm năng lượng.
• Điển hình: HVAC dân dụng, bơm nhiệt tải trung bình, máy sấy khí.

Lựa chọn an toàn nếu không chắc hệ thống thiên về lưu lượng hay hiệu suất.

Lưu ý kỹ thuật: Khi chọn model, Danfoss/Sondex sẽ chỉ định loại tấm theo cấu hình đặt hàng. Bạn nên xác định rõ:

• Mức tổn thất áp suất chấp nhận được
• Loại môi chất (nhớt hay loãng)
• Tỷ lệ trao đổi nhiệt / lưu lượng yêu cầu

Thiết kế Dual Circuit & Back-to-Back trong BPHE Sondex

3.1 Dual Circuit – Hai mạch môi chất độc lập

Dual circuit (ký hiệu “D”) là thiết kế sử dụng hai đường môi chất tách biệt trong cùng một bộ trao đổi nhiệt. Mỗi mạch có cổng vào – ra riêng và không trao đổi trực tiếp với nhau, chỉ chia sẻ chung tấm truyền nhiệt.

Mục đích sử dụng:

• Dùng trong hệ thống có hai máy nén hoạt động độc lập hoặc luân phiên.
• Tối ưu hóa hiệu suất trong các hệ thống tải biến thiên (tải một phần hoặc toàn phần).
• Tiết kiệm diện tích và chi phí vật liệu so với việc dùng hai BPHE riêng biệt.

Lợi ích kỹ thuật:

• Giảm chi phí lắp đặt và vận hành.
• Tăng hiệu suất năng lượng khi hệ thống không chạy full load.
• Thiết kế gọn gàng, dễ tích hợp vào máy lạnh, heat pump, máy sấy khí.

Ứng dụng điển hình:

• Heat pump inverter 2 cấp công suất
• Chiller có 2 máy nén độc lập
• Máy sấy khí công nghiệp (điều chỉnh theo tải khí nén)

Back-to-Back Design – Tấm bố trí đối xứng dòng chảy

Back-to-back là cách bố trí các tấm truyền nhiệt sao cho dòng chảy trong hai mạch đối xứng và cân bằng, giúp phân bố nhiệt đều và ổn định áp suất ở cả hai mạch.

Thiết kế này thường kết hợp với dual circuit để đảm bảo hai luồng môi chất hoạt động hiệu quả như nhau.

Đặc điểm kỹ thuật:

• Tấm được chia làm 2 vùng đối xứng dòng (symmetric flow)
• Luồng nhiệt chia đều – tránh quá tải một phần của thiết bị
• Tăng tuổi thọ, giảm rủi ro mất cân bằng áp suất giữa các mạch

Ứng dụng thực tế:

• Hệ thống lạnh công nghiệp cần độ ổn định cao
• Hệ điều hòa trung tâm 2 cấp tải
• Thiết bị tích hợp vận hành 24/7

So sánh: Single vs. Dual Circuit

Lưu ý khi chọn mua:

• Model dual circuit thường có ký hiệu D ở cuối, ví dụ: B3-030D, B3-210D
• Cần xác định rõ tổng công suất thiết kế, tỷ lệ chạy đồng thời, và yêu cầu ổn định áp suất giữa hai mạch

Tính toán sơ bộ chọn bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex (BPHE)

Mặc dù việc chọn BPHE chính xác nên được tính bằng phần mềm hoặc qua nhà cung cấp, người thiết kế hệ thống vẫn cần ước lượng sơ bộ để định hướng đúng model. Dưới đây là một số cách tiếp cận thực tiễn, áp dụng theo dạng tải và môi chất.

Theo công suất trao đổi nhiệt

Dựa vào tài liệu Danfoss B3 Series, ta có thể phân chia theo công suất (Q, kW):

Lưu ý: số lượng tấm cần hiệu chỉnh theo chênh nhiệt và lưu lượng thực tế.

Theo ΔT (chênh lệch nhiệt độ)

Công suất trao đổi nhiệt được tính theo công thức:

Q = m × Cp × ΔT

Trong đó:

• Q: công suất nhiệt (kW)
• m: lưu lượng môi chất (kg/s)
• Cp: nhiệt dung riêng (kJ/kg.°C) – nước: ~4.18
• ΔT: chênh lệch nhiệt độ đầu vào – đầu ra

Ví dụ:

• Hệ nước làm mát: 1.2 m³/h (~0.33 kg/s)
• ΔT = 5°C → Q ≈ 0.33 × 4.18 × 5 ≈ 6.9 kW
• → Có thể chọn B3-018 hoặc B3-020 (20–30 tấm)

Theo loại môi chất

Mỗi loại môi chất có tính chất nhiệt khác nhau → nên dùng model và kiểu tấm phù hợp:

Các yếu tố khác cần xét đến

• Áp suất làm việc: Chọn model có áp cao hơn áp thiết kế hệ thống tối thiểu 25–30%.
• Kích thước vật lý giới hạn: Một số tủ kỹ thuật hoặc khung modul có giới hạn chiều cao/rộng → chọn model phù hợp.
• Kết nối cơ khí: BSP/NPT/DIN, kích thước ren, vị trí kết nối – cần đồng bộ với hệ thống ống dẫn sẵn có.
• Chế độ hoạt động tải từng phần: Cần model dual circuit nếu máy nén hoạt động gián đoạn.

Ghi chú: Với các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao, môi chất đặc biệt hoặc điều kiện hoạt động khắc nghiệt, nên sử dụng phần mềm Hexact hoặc bạn có thể gửi yêu cầu kỹ thuật đến Next Tech để được tính toán cấu hình chính xác.

Các lưu ý khi lắp đặt và vận hành bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex (BPHE)

Mặc dù BPHE Sondex là thiết bị truyền nhiệt có độ tin cậy cao và không yêu cầu bảo trì thường xuyên, việc lắp đặt và vận hành đúng kỹ thuật là điều kiện tiên quyết để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả, bền lâu và an toàn.

Vị trí và hướng lắp đặt

• Ưu tiên lắp đứng (vertical flow): giúp tránh bám cặn và đảm bảo xả khí tự nhiên.
• Không lắp ngang hoặc lộn ngược trừ khi có hướng dẫn riêng từ nhà sản xuất.
• Cổng vào nên ở phía dưới, cổng ra phía trên để tạo dòng cưỡng bức đối lưu thuận chiều.
• Lắp thiết bị trong vị trí dễ tiếp cận để kiểm tra, xả khí và bảo trì hệ thống phụ trợ.

Hệ thống ống và phụ kiện nên có

• Lắp lọc rác chữ Y (Y-strainer) trước BPHE để loại bỏ hạt rắn, cáu cặn – đặc biệt khi dùng nước máy, nước ngầm hoặc glycol công nghiệp.
• Gắn van xả khí ở điểm cao nhất hoặc trên ống ra để tránh hiện tượng air-lock.
• Khuyến nghị lắp van chênh áp (ΔP sensor) để giám sát độ nghẹt của thiết bị theo thời gian.
• Trong hệ thống có khả năng dao động áp suất, nên có van một chiều và van an toàn bảo vệ.

Khởi động và dừng hệ thống đúng cách

• Khi khởi động, bắt buộc mở môi chất lỏng trước, sau đó mới chạy máy nén hoặc máy bơm nhiệt.
  → Tránh hiện tượng “chạy khô” gây sốc nhiệt và nứt hàn.
• Trước khi dừng hệ thống lâu ngày, nên xả hết môi chất, đặc biệt nếu sử dụng nước có độ cứng cao hoặc glycol dễ đóng cặn.

Các lỗi phổ biến

Vệ sinh và bảo trì định kỳ

BPHE Sondex là loại không thể tháo rời (non-serviceable), nhưng vẫn có thể vệ sinh theo phương pháp CIP (Clean In Place) nếu cần:

• Tần suất: 6–12 tháng/lần tùy chất lượng môi chất
• Phương pháp: Dùng bơm tuần hoàn dung dịch tẩy cặn chuyên dụng qua thiết bị từ 20–60 phút
• Dung dịch khuyên dùng: Acid nhẹ (citric acid, phosphoric acid), không dùng hóa chất ăn mòn

Khuyến nghị kỹ thuật:
Lắp đặt BPHE theo sơ đồ có sẵn của nhà sản xuất hoặc yêu cầu thiết kế lại từ đơn vị tư vấn kỹ thuật nếu:

• Hệ thống có dao động áp suất hoặc lưu lượng lớn
• Sử dụng môi chất đặc biệt như CO₂, glycol, dầu

Hướng dẫn chọn kết nối cơ khí cho bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex (BPHE)

Tầm quan trọng của việc chọn đúng kết nối

Bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex không thể tháo lắp hay sửa chữa. Do đó, việc chọn đúng loại và kích thước kết nối ngay từ đầu là bắt buộc để đảm bảo khả năng:

• Tương thích với hệ thống đường ống có sẵn
• Dễ lắp đặt và bảo trì
• Đảm bảo độ kín khít, chống rò rỉ môi chất
• Giảm chi phí phụ kiện chuyển đổi (bầu ren, bích, khớp nối, v.v.)

Các loại kết nối hỗ trợ trong dòng B3 Series

Hướng dẫn chọn kết nối theo hệ thống

Các yếu tố cần xác nhận trước khi đặt hàng

• Loại kết nối: tiêu chuẩn nào? (BSP, NPT, DIN, v.v.)
• Kích thước ren: G1”, G1½”, ¾”...?
• Hướng kết nối: thẳng hàng hay lệch? có cần nối ống mềm?
• Yêu cầu hàn hay nối ren? cần thợ hàn chuyên dụng
• Hệ thống ống hiện có sử dụng loại gì? cần tránh dùng chuyển đổi phức tạp

Hỗ trợ kỹ thuật

·        Bộ trao đổi nhiệt hàn kín Sondex – Danfoss B3 Series là giải pháp truyền nhiệt tối ưu cho nhiều lĩnh vực, từ dân dụng đến công nghiệp, từ hệ HVAC – chiller đến hệ thống CO₂ siêu tới hạn hoặc dầu thủy lực.

·        Với thiết kế linh hoạt, hiệu suất cao, khả năng chịu áp suất lớn và dải kết nối đa dạng, thiết bị đáp ứng tốt cả các yêu cầu kỹ thuật khắt khe lẫn nhu cầu tiết kiệm chi phí và không gian lắp đặt.

Hãy để chúng tôi hỗ trợ bạn chọn đúng model ngay từ đầu

·       Tư vấn chọn thiết bị theo tải nhiệt, lưu lượng, môi chất

• Hỗ trợ bản vẽ lắp đặt, dữ liệu 2D/3D, tài liệu kỹ thuật
• Tính toán sơ bộ hoặc chi tiết bằng phần mềm Hexact
• Giao hàng nhanh, hỗ trợ kỹ thuật suốt vòng đời dự án

Gửi thông số hệ thống hoặc liên hệ với bộ phận kỹ thuật của Next Tech để được tư vấn đúng model trong vòng 24 giờ.