Trong hệ thống lạnh công nghiệp, bên cạnh máy nén và bình ngưng tụ, thì thiết bị bay hơi (evaporator) cũng đóng một vai trò vô cùng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm lạnh và chất lượng vận hành. Vậy thiết bị bay hơi là gì? Cấu tạo, đặc điểm và vai trò cụ thể của thiết bị này ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

1. Thiết bị bay hơi là gì?

Thiết bị bay hơi (Evaporator) là một bộ phận trong hệ thống lạnh, có nhiệm vụ chính là hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh, nhờ vào quá trình bay hơi của môi chất lạnh (gas lạnh) ở áp suất thấp. Khi môi chất lạnh lỏng đi qua thiết bị bay hơi, nó sẽ hóa hơi bằng cách lấy nhiệt từ môi trường xung quanh (như không khí trong phòng, nước hoặc sản phẩm cần làm lạnh). Nhờ đó, nhiệt độ môi trường được hạ xuống, tạo hiệu quả làm lạnh.

2. Phân loại thiết bị bay hơi phổ biến

Tùy theo ứng dụng và môi chất làm lạnh, thiết bị bay hơi được chia thành nhiều loại khác nhau. Dưới đây là 3 loại phổ biến:
» Thiết bị bay hơi ống chùm (Shell & Tube Evaporator): Thường sử dụng trong các hệ thống chiller công nghiệp. Môi chất lạnh bay hơi bên trong ống, nước cần làm lạnh chảy trong vỏ ngoài.
» Thiết bị bay hơi dạng dàn lạnh (Air-cooled evaporator): Dùng phổ biến trong kho lạnh, tủ lạnh, máy lạnh… Không khí được quạt hút qua dàn ống chứa gas lạnh để làm mát.
» Thiết bị bay hơi tấm (Plate Heat Exchanger): Thiết kế nhỏ gọn, hiệu suất cao, phù hợp cho các hệ thống cần trao đổi nhiệt nhanh.

3. Nguyên lý hoạt động của thiết bị bay hơi

Môi chất lạnh sau khi đi qua van tiết lưu sẽ giảm áp suất và nhiệt độ. Khi vào thiết bị bay hơi, nó hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh và bắt đầu bay hơi, chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí. Trong quá trình bay hơi, môi chất lạnh hút nhiệt từ môi trường, làm giảm nhiệt độ khu vực cần làm lạnh. Hơi môi chất sau đó được đưa về máy nén để tiếp tục chu trình làm lạnh.

4. Vai trò của thiết bị bay hơi trong hệ thống lạnh

» Tạo ra hiệu quả làm lạnh thực tế
Thiết bị bay hơi là nơi trực tiếp diễn ra quá trình làm lạnh – nơi môi chất lạnh hấp thụ nhiệt từ môi trường. Do đó, đây chính là “trạm cuối” quyết định hiệu suất làm lạnh.
» Ảnh hưởng đến độ ổn định và hiệu quả toàn hệ thống
Nếu thiết bị bay hơi hoạt động kém hiệu quả (bám bẩn, tắc nghẽn hoặc thiết kế không phù hợp), hệ thống sẽ không làm lạnh đúng công suất, gây quá tải cho máy nén và tiêu tốn năng lượng.
» Bảo vệ môi chất lạnh và máy nén
Một thiết bị bay hơi được thiết kế đúng chuẩn giúp gas lạnh bay hơi hoàn toàn, tránh hiện tượng gas lỏng quay về máy nén, gây hỏng hóc nghiêm trọng.

5. Một số đặc điểm kỹ thuật cần lưu ý

» Vật liệu chế tạo: thường là đồng, inox hoặc hợp kim nhôm để dẫn nhiệt tốt.
» Thiết kế nhỏ gọn nhưng diện tích trao đổi nhiệt lớn.
» Cần được bố trí ở nơi có luồng khí/nước lưu thông tốt để tăng hiệu quả hấp thụ nhiệt.
» Phải được cách nhiệt kỹ càng để tránh mất mát nhiệt ra môi trường ngoài.

6. Lưu ý khi vận hành và bảo trì thiết bị bay hơi

» Vệ sinh định kỳ dàn lạnh để tránh bụi bẩn và cáu cặn ảnh hưởng đến hiệu suất.
» Kiểm tra áp suất đầu vào và đầu ra của thiết bị để phát hiện sự cố sớm.
» Đảm bảo môi chất lạnh bay hơi hoàn toàn trước khi quay lại máy nén.
» Bảo trì các cảm biến nhiệt độ và van điều khiển để đảm bảo chính xác quá trình làm lạnh.

7. Kết luận

Thiết bị bay hơi là mắt xích quan trọng trong chu trình làm lạnh, quyết định đến khả năng hấp thụ nhiệt, hiệu quả làm lạnh và độ ổn định của toàn hệ thống. Việc lựa chọn đúng loại thiết bị bay hơi, kết hợp vận hành và bảo trì hợp lý, sẽ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng, tiết kiệm chi phí và kéo dài tuổi thọ thiết bị.