Một ống cánh tản nhiệt quấn là một ống kim loại (thường là thép carbon hoặc thép không gỉ) với một dải kim loại mỏng (“cánh”) được quấn xoắn ốc xung quanh bên ngoài.
Bạn có thể hình dung một ống trần đang mặc một dải kim loại được quấn chặt. Dải ruy băng đó tạo ra nhiều hơn diện tích bề mặt bên ngoài, vì vậy ống có thể truyền nhiệt nhiều hơn giữa chất lỏng bên trong và không khí hoặc khí bên ngoài. Điều này làm cho ống cánh tản nhiệt quấn rất phổ biến trong:
Bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí
Bộ làm mát và ngưng tụ khí
Bộ gia nhiệt trước không khí lò hơi và bộ thu hồi nhiệt thải
Sản xuất (đơn giản hóa):
Bắt đầu với một ống thẳng: cắt, làm sạch và kiểm tra.
Cấp một dải vật liệu cánh dài (nhôm, đồng hoặc thép).
Dải này được quấn căng theo hình xoắn ốc xung quanh ống đang quay.
Tùy thuộc vào loại, cánh có thể:
Chỉ cần khóa căng (L-fin, LL-fin)
Uốn hoặc tạo hình để có liên kết cơ học chắc chắn hơn
Hàn hoặc hàn tại chỗ để tăng cường an toàn
Ống được làm thẳng, cắt theo chiều dài, đôi khi uốn chữ U và kiểm tra.
Ưu điểm chính cho người dùng cuối:
Truyền nhiệt cao ở phía không khí (diện tích cánh lớn).
Thiết bị nhỏ gọn – ít ống hơn hoặc bó nhỏ hơn cho cùng một nhiệm vụ.
Tiết kiệm chi phí so với cánh hàn hoàn toàn hoặc đùn trong điều kiện vừa phải.
Thiết kế linh hoạt – kích thước ống, chiều cao cánh, bước cánh, vật liệu ống và cánh có thể được điều chỉnh.
Hạn chế điển hình:
Không lý tưởng cho nhiệt độ rất cao hoặc chu kỳ nhiệt khắc nghiệt.
Cần có khoảng cách cánh và lựa chọn vật liệu phù hợp trong môi trường bẩn hoặc ăn mòn.
Sử dụng ống cánh tản nhiệt quấn khi:
Bạn có chất lỏng hoặc khí bên trong ống và không khí/khí bên ngoài, và phía không khí là lực cản chính đối với việc truyền nhiệt.
Nhiệt độ hoạt động là thấp đến trung bình, và tải trọng cơ học không quá lớn.
Bạn muốn hiệu suất nhiệt tốt với chi phí hợp lý.
Ống trơn tốt hơn khi bên ngoài rất bẩn và khó làm sạch hoặc khi cánh mang lại ít lợi ích. Đối với nhiệt độ rất cao hoặc rung động mạnh, cánh hàn hoặc đùn thường là những lựa chọn an toàn hơn.
Hãy suy nghĩ theo ba bước:
Vật liệu ống
Thép carbon: tiết kiệm, tốt cho nhiều nhiệm vụ dầu, khí và tiện ích.
Thép không gỉ hoặc hợp kim đặc biệt: cho môi trường ăn mòn hoặc nhiệt độ cao.
Vật liệu cánh
Nhôm: phổ biến nhất trong bộ làm mát không khí, nhẹ và có tính dẫn điện cao.
Đồng: độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tốt hơn, nhưng đắt hơn.
Cánh thép / không gỉ: cho môi trường nhiệt độ cao hoặc ăn mòn.
Loại cánh (trong cánh quấn)
L-fin / LL-fin: các tùy chọn quấn căng tiêu chuẩn, cân bằng tốt giữa chi phí và hiệu suất.
KL / KLM và tương tự: khóa cơ học chắc chắn hơn, tiếp xúc tốt hơn và bảo vệ ống, chi phí cao hơn một chút.
Cung cấp cho nhà cung cấp của bạn chất lỏng quy trình, nhiệt độ, thành phần không khí/khí và môi trường (trên bờ/ngoài khơi/ven biển) sẽ cho phép họ đề xuất một sự kết hợp an toàn và tiết kiệm.
Những điểm chính:
Bám bẩn ở phía cánh
Bụi hoặc sợi có thể làm tắc nghẽn các khe hở của cánh và làm giảm công suất. Lên kế hoạch làm sạch thường xuyên bằng cách thổi khí, rửa hoặc hóa chất phù hợp với vật liệu cánh.
Ăn mòn
Trong môi trường ven biển hoặc hóa chất mạnh, hãy cân nhắc cánh nhôm tráng hoặc cánh thép không gỉ/thép và ống chống ăn mòn. Kiểm tra định kỳ xem có hư hỏng cánh hoặc ăn mòn ống không.
Chu kỳ nhiệt và rung động
Khởi động/dừng thường xuyên hoặc rung động mạnh có thể gây căng thẳng cho liên kết cánh. Nếu dịch vụ của bạn khắc nghiệt, hãy thảo luận cẩn thận về loại cánh và thiết kế hỗ trợ với nhà cung cấp của bạn.
Chiến lược thay thế
Thiết kế để dễ dàng thay thế bó và theo dõi hiệu suất theo thời gian (nhiệt độ đầu vào/đầu ra, công suất quạt) để bạn có thể dự đoán thời điểm kết thúc vòng đời thay vì bị bất ngờ.
Một ống cánh tản nhiệt quấn là một ống kim loại (thường là thép carbon hoặc thép không gỉ) với một dải kim loại mỏng (“cánh”) được quấn xoắn ốc xung quanh bên ngoài.
Bạn có thể hình dung một ống trần đang mặc một dải kim loại được quấn chặt. Dải ruy băng đó tạo ra nhiều hơn diện tích bề mặt bên ngoài, vì vậy ống có thể truyền nhiệt nhiều hơn giữa chất lỏng bên trong và không khí hoặc khí bên ngoài. Điều này làm cho ống cánh tản nhiệt quấn rất phổ biến trong:
Bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí
Bộ làm mát và ngưng tụ khí
Bộ gia nhiệt trước không khí lò hơi và bộ thu hồi nhiệt thải
Sản xuất (đơn giản hóa):
Bắt đầu với một ống thẳng: cắt, làm sạch và kiểm tra.
Cấp một dải vật liệu cánh dài (nhôm, đồng hoặc thép).
Dải này được quấn căng theo hình xoắn ốc xung quanh ống đang quay.
Tùy thuộc vào loại, cánh có thể:
Chỉ cần khóa căng (L-fin, LL-fin)
Uốn hoặc tạo hình để có liên kết cơ học chắc chắn hơn
Hàn hoặc hàn tại chỗ để tăng cường an toàn
Ống được làm thẳng, cắt theo chiều dài, đôi khi uốn chữ U và kiểm tra.
Ưu điểm chính cho người dùng cuối:
Truyền nhiệt cao ở phía không khí (diện tích cánh lớn).
Thiết bị nhỏ gọn – ít ống hơn hoặc bó nhỏ hơn cho cùng một nhiệm vụ.
Tiết kiệm chi phí so với cánh hàn hoàn toàn hoặc đùn trong điều kiện vừa phải.
Thiết kế linh hoạt – kích thước ống, chiều cao cánh, bước cánh, vật liệu ống và cánh có thể được điều chỉnh.
Hạn chế điển hình:
Không lý tưởng cho nhiệt độ rất cao hoặc chu kỳ nhiệt khắc nghiệt.
Cần có khoảng cách cánh và lựa chọn vật liệu phù hợp trong môi trường bẩn hoặc ăn mòn.
Sử dụng ống cánh tản nhiệt quấn khi:
Bạn có chất lỏng hoặc khí bên trong ống và không khí/khí bên ngoài, và phía không khí là lực cản chính đối với việc truyền nhiệt.
Nhiệt độ hoạt động là thấp đến trung bình, và tải trọng cơ học không quá lớn.
Bạn muốn hiệu suất nhiệt tốt với chi phí hợp lý.
Ống trơn tốt hơn khi bên ngoài rất bẩn và khó làm sạch hoặc khi cánh mang lại ít lợi ích. Đối với nhiệt độ rất cao hoặc rung động mạnh, cánh hàn hoặc đùn thường là những lựa chọn an toàn hơn.
Hãy suy nghĩ theo ba bước:
Vật liệu ống
Thép carbon: tiết kiệm, tốt cho nhiều nhiệm vụ dầu, khí và tiện ích.
Thép không gỉ hoặc hợp kim đặc biệt: cho môi trường ăn mòn hoặc nhiệt độ cao.
Vật liệu cánh
Nhôm: phổ biến nhất trong bộ làm mát không khí, nhẹ và có tính dẫn điện cao.
Đồng: độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tốt hơn, nhưng đắt hơn.
Cánh thép / không gỉ: cho môi trường nhiệt độ cao hoặc ăn mòn.
Loại cánh (trong cánh quấn)
L-fin / LL-fin: các tùy chọn quấn căng tiêu chuẩn, cân bằng tốt giữa chi phí và hiệu suất.
KL / KLM và tương tự: khóa cơ học chắc chắn hơn, tiếp xúc tốt hơn và bảo vệ ống, chi phí cao hơn một chút.
Cung cấp cho nhà cung cấp của bạn chất lỏng quy trình, nhiệt độ, thành phần không khí/khí và môi trường (trên bờ/ngoài khơi/ven biển) sẽ cho phép họ đề xuất một sự kết hợp an toàn và tiết kiệm.
Những điểm chính:
Bám bẩn ở phía cánh
Bụi hoặc sợi có thể làm tắc nghẽn các khe hở của cánh và làm giảm công suất. Lên kế hoạch làm sạch thường xuyên bằng cách thổi khí, rửa hoặc hóa chất phù hợp với vật liệu cánh.
Ăn mòn
Trong môi trường ven biển hoặc hóa chất mạnh, hãy cân nhắc cánh nhôm tráng hoặc cánh thép không gỉ/thép và ống chống ăn mòn. Kiểm tra định kỳ xem có hư hỏng cánh hoặc ăn mòn ống không.
Chu kỳ nhiệt và rung động
Khởi động/dừng thường xuyên hoặc rung động mạnh có thể gây căng thẳng cho liên kết cánh. Nếu dịch vụ của bạn khắc nghiệt, hãy thảo luận cẩn thận về loại cánh và thiết kế hỗ trợ với nhà cung cấp của bạn.
Chiến lược thay thế
Thiết kế để dễ dàng thay thế bó và theo dõi hiệu suất theo thời gian (nhiệt độ đầu vào/đầu ra, công suất quạt) để bạn có thể dự đoán thời điểm kết thúc vòng đời thay vì bị bất ngờ.
