Tháp giải nhiệt nước hiện là một trong những thiết bị quan trọng của ngành sản xuất công nghiệp. Nó giúp cho quá trình hoạt động sản xuất của con người cũng như máy móc được diễn ra một cách hiệu quả. Tuy nhiên không phải ai trong chúng ta cũng biết về tháp làm mát nước. Chính vì vậy trong bài viết này chúng tôi sẽ chia sẻ tháp giải nhiệt nước là gì? Có cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động như thế nào?
Tháp giải nhiệt nước là gì?
Tháp giải nhiệt nước là khái niệm được dùng để chỉ một loại thiết bị chuyên dụng được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất hiện nay, với chức năng là làm mát cho không gian và hệ thống máy móc. Tháp giải nhiệt nước còn được gọi với nhiều tên gọi khác nhau như tháp giải nhiệt, cooling tower, tháp làm mát nước…
Tháp giải nhiệt nước Tashin
Đây là một thiết bị cần thiết để bảo vệ máy móc của nhà xưởng. Trong quá trình vận hành, máy móc sẽ sản sinh ra nhiệt, lượng nhiệt cao vượt quá mức cho phép sẽ khiến máy móc bị hỏng hóc. Việc giải nhiệt kịp thời cho máy móc sẽ giúp cho máy có thể hoạt động một cách ổn định và không xảy ra các sự cố hỏng hóc, chập cháy…
Bên cạnh đó thì tháp nước giải nhiệt cũng có chức năng làm mát cho không gian của nhà xưởng giúp cho người lao động có môi trường làm việc thích hợp nhất.
➥ Xem thêm:
Phân loại tháp giải nhiệt nước
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng hiện nay tháp làm máy được chia thành nhiều loại khác nhau với những tiêu chí khác nhau. Cụ thể như sau:
Phân loại theo cơ chế sử dụng nguồn nước
Dựa theo cơ chế hoạt động sử dụng nguồn nước của tháp chúng ta có 3 loại tháp đó là tháp hạ nhiệt tuần hoàn kín, tháp giải nhiệt không tuần hoàn, tháp giải nhiệt tuần hoàn hở. Cụ thể như sau:
Tháp làm mát nước không tuần hoàn
Kiểu tháp hạ nhiệt này sẽ lấy nước từ những nơi có lượng nước dồi dào như sông, hồ bởi thiết kế của tháp không có chức năng tái sử dụng nước làm lạnh nên cần nguồn nước từ tự nhiên để tiết kiệm chi phí. Do nước được lấy từ sông, hồ, ao suối nên trước khi đưa vào tháp cũng phải được xử lý để ngăn chặn các vi sinh vật, cặn bẩn vào trong tháp.
Phân loại tháp giải nhiệt nước
Tháp giải nhiệt tuần hoàn kín
Đây là dạng tháp không đào thải nguồn nước sau khi làm mát. Trong hệ thống đường ống của tháp vẫn luôn giữ một lượng nước nhất định. Do đó tháp cũng cần được trang bị những giải pháp chống ăn mòn để có thể hoạt động một cách bền bỉ.
Tháp giải nhiệt tuần hoàn hở
Đây là dạng tháp làm mát nước công nghiệp hiện nay được sử dụng phổ biến nhất. Với dạng thiết bị này, nước tuần hoàn bên trong sẽ bị hao hụt do bay hơi. Chính vì vậy hệ thống sẽ bù một lượng nước tương đương cho tháp nên chất lượng nước sẽ có sự thay đổi liên tục. Do tháp có thiết kế dạng hở nên người sử dụng cần theo dõi, kiểm tra và thực hiện vệ sinh một cách thường xuyên.
Phân loại dựa theo kiểu dáng
Khi phân loại dựa trên thiết kế kiểu dáng bên ngoài chúng ta có hai loại tháp giải nhiệt nước đó là tháp làm mát nước vuông và tháp làm mát nước tròn.
Tháp làm mát nước tròn
Đây là loại tháp được thiết kế với dáng tròn được dùng phổ biến cho ngành công nghiệp đông lạnh, ép nhựa, hệ thống điều hòa không khí… Dạng tháp này có độ bền về cơ học cao, có khả năng chống lại sự ăn mòn, oxy hóa tốt. Dạng tháp này có giá thành mềm hơn so với giá thành của tháp vuông.
Phân loại tháp giải nhiệt nước theo kiểu dáng
Tháp làm mát nước vuông
Khi nhìn tổng thể bên ngoài chúng ta thấy tháp có hình khối vuông, chữ nhật. Với dạng tháp giải nhiệt này người dùng có thể liên kết nhiều tháp lại với nhau thành một hệ thống với công suất lớn hơn đảm bảo đáp ứng được nhu cầu làm việc lớn của các xưởng sản xuất.
Phân loại theo nguyên lý hoạt động
Dựa vào nguyên lý hoạt động mà tháp giải nhiệt nước được chia làm hai loại đó là tháp làm mát nước đối lưu cơ học và tháp làm mát nước đối lưu tự nhiên. Cụ thể như sau:
Tháp giải nhiệt nước nóng đối lưu tự nhiên
Đây là loại tháp lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài tháp để làm mát nước. Khi luồng không khí nóng bên trong tháp di chuyển ra bên ngoài thì sẽ có một luồng không khí mát từ ngoài tràn vào thay thế.
Tháp giải nhiệt nước đối lưu cơ học
Đây là loại tháp có sử dụng quạt lớn bên trong để hút khí cưỡng bức, tăng thời gian tiếp xúc của không khí và nước để đạt hiệu quả làm mát. Tỷ lệ hạ nhiệt nước của loại tháp này phụ thuộc vào tốc độ hoạt động, đường kính quạt và khối đệm bên trong tháp.
Phân loại tháp hạ nhiệt theo nguyên lý vận hành
➥ Xem thêm:
Cấu tạo tháp giải nhiệt nước
Để hiểu rõ về một thiết bị chúng ta cần hiểu được kết cấu của nó, đối với tháp giải nhiệt nước cũng vậy. Để giúp các bạn hiểu rõ hơn về thiết bị này, dưới đây chúng tôi sẽ chia sẻ chi tiết cấu tạo tháp làm mát nước.
Thông thường một tháp hạ nhiệt nước (cooling Tower) được kết cấu bởi những bộ phận như sau:
Khung và thân tháp giải nhiệt
Đối với những tháp giải nhiệt nước mini có công suất vận hành từ 5RT đến 25RT thân của tháp cũng chính là khung tháp. Còn đối với những tháp làm mát nước có công suất lớn sẽ có thêm khung tháp bằng kim loại có độ bền cao và được bao bởi một lớp vỏ tháp.
Vật liệu được các nhà sản xuất sử dụng để làm khung tháp thường là thép cao cấp có khả năng chống mài mòn hoặc các sợi thủy tinh với khả năng chống lại sự hình thành của rong rêu có độ bền cao. Với yếu tố này tháp giải nhiệt nước hoàn toàn có thể lắp đặt ngoài trời không cần mái che mà không lo bị hỏng hóc do tác động của thời tiết.
Khối đệm tháp làm mát nước
Chất liệu được sử dụng để làm khối đệm cho tháp hạ nhiệt nước hiện nay chủ yếu là gỗ cứng hoặc bằng nhựa. Khối đệm có chức năng làm cho nước bên trong tháp được tản đều, giúp cho không khí có thể lấy được nhiều nhiệt từ nước nhất có thể. Hiện nay trên thị trường khối đệm của tháp hạ nhiệt nước được chia làm 2 loại đó là khối đệm có dạng phun và khối đệm được thiết kế dạng màng. Cụ thể như sau:
Khối đệm tháp làm mát nước
Khối đệm với thiết kế dạng phun: Cơ chế hoạt động của khối đệm này là cơ chế giải nhiệt đơn giản. Nước nóng sẽ rơi trên các thanh chắn nằm ngang phía trên khối đệm nên sẽ bắn thành những hạt nhỏ hơn từ đó làm tăng diện tích tiếp xúc với không khí.
Khối đệm được thiết kế với dạng màng: Khối đệm dạng này được cấu thành nhờ những màng nhựa mỏng được xếp sát nhau. Khi nước nóng cần tháp làm mát rơi trên đó được chia tách qua các màng và làm tăng diện tích tiếp xúc của nước và không khí.
Vòi phun tháp hạ nhiệt nước
Vòi phun của tháp hạ nhiệt nước hiện nay có 2 loại, một loại được làm từ nhựa ABS và một loại được làm từ hợp kim nhôm. Tùy thuộc vào công suất làm lạnh nước của tháp mà nhà sản xuất sẽ trang bị loại vòi phun tương ứng. Nhiệm vụ của bộ phận này chính là phun phân chia nước, phân chia nước sao cho đồng đều lên bề mặt của khối đệm nhằm đảm bảo hiệu quả trao đổi nhiệt của nước và không khí.
Bể chứa nước mát
Bể chứa nước mát của tháp thường được thiết kế với bộ thu nước hoặc có một điểm trũng xuống để nước đã được làm lạnh đi xuống đường ống dẫn nước tới làm mát cho không khí và hệ thống thiết bị cần hạ nhiệt. Bể chứa nước lạnh được lắp dưới đáy của tháp, nó sẽ hứng nước lạnh từ khối đệm rơi xuống.
Bể chứa nước tháp giải nhiệt
Quạt tháp làm mát nước
Bên trong tháp giải nhiệt nước được lắp quạt để tạo ra hiện tượng thông gió cưỡng bức. Nó sẽ giúp đưa lượng khí mát lớn nhất từ ngoài tự nhiên vào bên trong tháp giúp làm mát nước một cách hiệu quả nhất.
Quạt của tháp hạ nhiệt nước cũng có 2 loại đó là quạt làm bằng nhựa cứng ABS và quạt làm bằng hợp kim nhôm. Đối với tháp giải nhiệt nước mini có công suất từ 50RT trở xuống được trang bị quạt làm bằng nhựa ABS. Còn đối với những tháp có công suất lớn từ 50RT trở lên được trang bị quạt gió bằng hợp kim nhôm.
Một số bộ phận khác
Ngoài những bộ phận chính trên thì tháp giải nhiệt nước còn được cấu tạo bởi nhiều những bộ phận khác như: Động cơ tháp giải nhiệt, hộp số, bộ phận khí vào, bộ chia nước, hộp giảm tốc, hộp số… Ngoài ra thì có một loại tháp đặc biệt được thiết kế thêm một số linh phụ kiện khác.
Nguyên lý hoạt động tháp giải nhiệt nước
Sơ đồ nguyên lý tháp giải nhiệt các loại hầu như đều giống nhau, chỉ khác một số điểm nhỏ. Cụ thể tháp giải nhiệt nước nóng hoạt động để biến nước có nhiệt độ cao thành nước lạnh phục vụ cho hoạt động hạ nhiệt tại các xưởng sản xuất. Do đó sau đây chúng tôi sẽ chia sẻ với các bạn một cách chi tiết về nguyên lý hoạt động của tháp làm mát nước.
Tháp hạ nhiệt nước hoạt động dựa trên hiện tượng trao đổi nhiệt của nước và không khí. Nhiệt lượng của nước sẽ được không khí lưu chuyển ra ngoài môi trường. Cụ thể như sau:
Nguyên lý tháp giải nhiệt nước
Hướng đi của không khí và dòng nước cần làm mát bên trong tháp bao giờ cũng ngược nhau. Khi mới bắt đầu không khí từ bên ngoài môi trường sẽ được vào trong tháp có nhiệt độ thấp hơn nước bên trong tháp.
Khi không khí tiếp xúc với các phân tử nước nóng sẽ hấp thu nhiệt lượng của chúng và nóng lên. Không khí mang nhiệt cao sẽ giãn nở, trở nên nhẹ hơn làm cho khí bay lên và đi ra ngoài với phương thẳng đứng.
Còn nước cần được giải nhiệt khi bắt đầu sẽ được phun xuống do áp suất không khí và tản đều trên đệm hạ nhiệt. Tại đây sau khi trao đổi nhiệt với không khí nước sẽ được đưa đến bồn chứa sau đó đi chuyển qua hệ thống các đường ống để hạ nhiệt có các thiết, bị máy móc công nghiệp…
Trên đây là những thông tin về cấu tạo, nguyên lý và các loại tháp hạ nhiệt nước mà chúng tôi muốn chia sẻ với các bạn. Trong những bài viết sau chúng tôi sẽ chia sẻ thêm về cách lắp đặt tháp giải nhiệt nước và báo giá tháp giải nhiệt nước.
