Giới thiệu chung

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng hàn kín BPHE (Brazed Plate Heat Exchanger) là loại thiết bị trao đổi nhiệt hiện đại, hiệu quả cao, được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh, sưởi, HVAC, công nghiệp thực phẩm, năng lượng và hóa chất. Nhờ kết cấu nhỏ gọn, không gioăng, và hiệu suất truyền nhiệt vượt trội, BPHE ngày càng thay thế các dòng thiết bị truyền thống như ống chùm hoặc tấm ghép gioăng.

1. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng hàn kín BPHE là gì?

BPHE (Brazed Plate Heat Exchanger) là thiết bị trao đổi nhiệt gồm nhiều tấm kim loại mỏng xếp chồng lên nhau, được hàn kín bằng kim loại hàn (thường là đồng hoặc niken) dưới nhiệt độ và áp suất cao trong lò chân không. Cấu trúc này giúp thiết bị có khả năng làm việc ổn định ở áp suất và nhiệt độ cao, đồng thời đảm bảo không rò rỉ lưu chất.

2. Ưu điểm nổi bật của thiết bị BPHE

✅ Kín tuyệt đối: Không sử dụng gioăng, tránh rò rỉ, phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt.
✅ Kích thước nhỏ gọn: Dễ lắp đặt trong không gian hạn chế, giảm chi phí vật liệu và vận hành.
✅ Hiệu suất trao đổi nhiệt cao: Bề mặt tấm dập sóng tăng diện tích truyền nhiệt và tạo dòng chảy rối.
✅ Bảo trì thấp: Không cần thay thế gioăng định kỳ, tuổi thọ cao.
✅ Giá thành cạnh tranh: Sản xuất hàng loạt dễ dàng, giá hợp lý cho các ứng dụng phổ thông.

3. Cấu tạo của thiết bị trao đổi nhiệt BPHE

Tấm trao đổi nhiệt: Làm từ thép không gỉ (Inox 304, 316), được dập sóng nhằm tối ưu diện tích và lưu lượng dòng chảy.
Kim loại hàn: Đồng (Cu) hoặc Niken (Ni), giúp liên kết các tấm bằng hàn nóng chảy chân không.
Các kênh dòng chảy: Lưu chất nóng và lạnh đi xen kẽ giữa các tấm, không tiếp xúc trực tiếp nhưng trao đổi nhiệt qua bề mặt thép.

4. Nguyên lý hoạt động

BPHE hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp:
Hai dòng lưu chất (nóng và lạnh) đi vào thiết bị theo hai đường khác nhau, luân phiên chảy qua các kênh được tạo bởi các tấm kim loại hàn kín. Nhiệt được truyền từ dòng nóng sang dòng lạnh qua bề mặt kim loại với hiệu suất rất cao do:
Dòng chảy rối
Diện tích trao đổi nhiệt lớn
Bề mặt tấm mỏng, dẫn nhiệt tốt

5. Thông số kỹ thuật điển hình của BPHE

Áp suất làm việc tối đa: 30 bar (hoặc cao hơn tùy loại)
Nhiệt độ làm việc: từ -195°C đến 200°C
Số tấm trao đổi nhiệt: Từ 10 đến hơn 300 tấm tùy công suất
Lưu lượng xử lý: Từ vài lít/phút đến hàng chục m³/giờ
Chất liệu phổ biến: Thép không gỉ + Đồng/Niken hàn

6. Ứng dụng thực tế của thiết bị trao đổi nhiệt hàn kín BPHE

Hệ thống HVAC – Chiller: Làm lạnh nước, giải nhiệt gas, trao đổi nhiệt glycol.
Công nghiệp thực phẩm – nước giải khát: Làm nóng/lạnh nhanh, tiệt trùng, giữ hương vị.
Năng lượng tái tạo: Trao đổi nhiệt cho hệ thống năng lượng mặt trời, bơm nhiệt.
Ngành điện – công nghiệp: Giải nhiệt máy biến áp, dầu thủy lực, khí nén.
Hệ thống nồi hơi, heat pump, hệ thống cấp nước nóng gia đình và khách sạn.

7. So sánh BPHE với các loại thiết bị trao đổi nhiệt khác

Tiêu chí	BPHE	Tấm tháo rời (PHE)	Ống chùm (Shell & Tube)
Độ kín	Rất cao (hàn kín)	Trung bình (dùng gioăng)	Cao
Hiệu suất trao đổi nhiệt	Rất cao	Cao	Trung bình
Kích thước	Rất nhỏ gọn	Lớn hơn	Lớn
Khả năng chịu áp suất/nhiệt độ	Cao	Trung bình	Cao
Bảo trì	Ít	Dễ bảo trì	Khó
Giá thành	Hợp lý	Cao hơn	Cao hơn

 

8. Lưu ý khi lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt BPHE

✔ Xác định công suất trao đổi nhiệt yêu cầu (kW hoặc kcal/h)
✔ Loại lưu chất sử dụng (nước, glycol, dầu, gas, môi chất lạnh…)
✔ Chênh lệch nhiệt độ đầu vào – đầu ra
✔ Áp suất hệ thống tối đa
✔ Không sử dụng cho môi chất có tạp chất rắn hoặc chất ăn mòn cao (vì khó vệ sinh trong)

Áp suất làm việc tối đa: 30 bar (hoặc cao hơn tùy loại)
Nhiệt độ làm việc: từ -195°C đến 200°C
Số tấm trao đổi nhiệt: Từ 10 đến hơn 300 tấm tùy công suất
Lưu lượng xử lý: Từ vài lít/phút đến hàng chục m³/giờ
Chất liệu phổ biến: Thép không gỉ + Đồng/Niken hàn