Nguyên lý làm việc và cấu tạo tháp giải nhiệt Cooling Tower

Nội dung chính

Tháp giải nhiệt(Cooling Tower) là gì

Cooling Tower hay còn gọi là tháp giải nhiệt thiết bị để hạ nhiệt độ nước, từ đó làm mát cho hệ thống Chiller, kho lạnh công nghiệp, làm mát hệ thống. Nước cấp vào Cooling Tower là nước nóng, nước ra khỏi Cooling Tower là nước lạnh hơn nước đầu vào.Tháp giải nhiệt là một thiết bị làm mát nước, dựa theo nguyên tắc tạo mưa và làm mát bằng gió.

Tháp giải nhiệt công nghiệp là một cách hiệu quả để loại bỏ nhiệt không mong muốn từ nơi này sang nơi khác bằng cách sử dụng nước làm phương tiện vận chuyển trong các ứng dụng cần có nguồn nước mát đáng tin cậy quanh năm trong phạm vi nhiệt độ 70 ° F đến 100 ° F . Tháp giải nhiệt thường được sử dụng để làm mát các sản phẩm và máy móc trong nhiều ứng dụng , bao gồm ép phun, dụng cụ và khuôn cắt, thực phẩm và đồ uống, hóa chất, laser, máy công cụ, chất bán dẫn và hơn thế nữa. Mặc dù có một số nhà sản xuất khác nhau sử dụng các thiết kế khác nhau, nhưng tất cả các tháp giải nhiệt đều hoạt động theo nguyên tắc làm mát bay hơi giống nhau.

Tháp giải nhiệt hoạt động như thế nào?

Làm mát bay hơi là một quá trình tự nhiên cung cấp nước làm mát bay hơi vào không khí. Một ví dụ điển hình cho trường hợp này là cảm giác lạnh đột ngột khi chúng ta bước ra khỏi vòi sen nước nóng, hoặc quạt phun sương được sử dụng để giúp các cầu thủ bóng đá mát mẻ bên lề. Khi chúng ta đang tắm, da của chúng ta ướt và không dễ dàng tiếp xúc với không khí, nhưng khi chúng ta bước ra ngoài không khí, nước trên da của chúng ta bắt đầu bốc hơi và kéo nhiệt ra khỏi cơ thể và chúng ta cảm nhận được hiệu quả làm mát. Tháp giải nhiệt sử dụng nguyên lý làm mát bay hơi này để làm mát dòng nước liên tục.

Tháp giải nhiệt thực chất là những hộp lớn được thiết kế để làm bay hơi nước tối đa. Để làm được điều này, chúng chứa vật liệu, điển hình là các tấm nhựa PVC, tạo ra diện tích bề mặt lớn để nước bốc hơi xảy ra. Vật liệu này là thứ lấp đầy bên trong tháp giải nhiệt và được gọi là “chất làm đầy tháp giải nhiệt”.

Các tháp giải nhiệt lớn, giống như ở các nhà máy điện hạt nhân, dựa vào luồng gió tự nhiên hoặc luồng không khí đi qua tháp giải nhiệt; tuy nhiên, điều này chỉ hiệu quả trên một số tháp giải nhiệt rất lớn. Hầu hết các tháp giải nhiệt đều sử dụng động cơ quạt điện để tạo ra một luồng gió hoặc luồng không khí đi qua tháp giải nhiệt. Loại tháp giải nhiệt này được gọi là tháp giải nhiệt “Cảm ứng hoặc Lực hút”.

Tháp giải nhiệt được thiết kế luồng không khí theo hướng ngược với lưu lượng nước. Ban đầu luồng không khí tiếp xúc với môi trường màng giải nhiệt, sau đó luồng không khí kéo lên theo phương thẳng đứng. Lưu lượng nước được phun xuống do áp xuất không khí và lưu lượng nước rơi xuống qua bề mặt tấm giải nhiệt, lưu lượng gió theo hướng ngược lại.

Cooling Tower có cấu tạo như thế nào?

Thành bồn Cooling Tower

Thành bồn thường được làm bằng thép không gỉ, chống ăn mòn hoặc sợi thủy tinh, có khả năng chống gỉ, không bám rêu, có độ bền dài lâu để giúp thiết bị luôn bền bỉ khi đặt ở ngoài trời bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời tiết và dễ vệ sinh sau một thời gian hoạt động.

Các tấm lưới tản nhiệt

Khối đệm hay tấm tản nhiệt thường được làm bằng nhựa cứng hoặc gỗ, có nhiệm vụ tản đều nước để không khí có thể lấy được nhiều nhiệt lượng trong nước để làm mát nước tối ưu. Có 2 loại khối đệm thường được sử dụng phổ biến nhất tháp làm mát nước là: khối đệm dạng phun và dạng màng.

– Khối đệm dạng phun: hoạt động theo cơ chế giải nhiệt đơn giản. Khi nước rơi trên các thanh chắn nằm ngang trên khối đệm thì sẽ được bắn thành những hạt nhỏ hơn, từ đó tăng các diện tích mặt tiếp xúc với không khí nhằm mục đích giải nhiệt nước tốt hơn.

– Khối đệm dạng màng: gồm các màng nhựa mỏng được đặt sát nhau, khi nước rơi trên đó tạo thành một lớp màng mỏng để tăng diện tích tiếp xúc với không khí cho khả năng trao đổi nhiệt khá tốt.

Cánh quạt hút và motor

Bộ phận này làm nhiệm vụ thông gió cưỡng bức trong tháp để đưa lượng không khí lớn nhất vào hệ thống để giúp làm mát nước hiệu quả.

Đường nước vào, đường nước ra

Nước nóng vào Cooling Tower được làm mát bằng 2 quá trình: Quá trình nước truyền nhiệt vào luồng không khí (luồng gió) do cánh quạt hút; Quá trình nước bay hơi làm giảm nhiệt độ.