Nội dung chính
1. Cấu tạo của tháp giải nhiệt
- Vỏ tháp: được làm từ sợi thủy tinh chống han gỉ, chống ăn mòn, trong đó các thanh sắt cố định được xi mạng tráng kẽm, vì vậy độ bền của thiết bị rất cao và ít chịu tác động bởi thời tiết
- Cánh quạt: được cấu thành từ chất liệu hợp kim nhôm; cánh và mâm được thiết kế cân bằng với nhau
- Đế bồn: là bộ phận chứa nước
- Tấm tản nước: sử dụng chất liệu PVC có độ bền cao giúp cản lực gió và giảm thiểu thất thoát nước cũng như giúp người sử dụng hạn chế số lần thêm nước cho thiết bị.
- Hệ thống động cơ: được thiết kế đặc biệt giúp chống thấm nước, ngoài ra chúng có kết cấu gọn nhẹ, gia công tinh tế, chuyển động bằng bánh răng, có chỉ số an toàn cao, thao tác sử dụng khá đơn giản, dễ bảo dưỡng, đặc biệt chi phí bảo dưỡng động cơ thấp nhưng công suất motor vẫn được đảm bảo.
- Tấm giải nhiệt: được làm từ vật liệu PVC và được thiết kế dạng gợn sóng, có chức năng phân chia nước và giải nhiệt cho nguồn nước nóng giúp tối ưu hóa hiệu quả làm mát nước.
- Hệ thống phân nước: có thiết kế theo dạng đầu phun áp thấp, lỗ ống phun lớn nên ít bị ứ đọng nước làm cho khả năng phân nước lên toàn tấm giải nhiệt được đều hơn.
- Thiết bị chống ồn: đây là thiết bị giảm âm giúp giảm âm thanh của tiếng nước nhỏ giọt trong quá trình vận hành của tháp
2. Nguyên lý hoạt động
2.1 Tháp giải nhiệt tròn
Khi khởi động tháp giải nhiệt, nước sẽ được phun từ trên xuống tấm tản nhiệt theo dạng tia qua hệ thống đầu phun và ống chia nước của thiết bị.
Trong lúc đó, nguyên lý tháp giải nhiệt sẽ sử dụng không khí mát từ bên ngoài đưa vào tháp ở cửa vào nằm dưới đáy tháp. Không khí sẽ di chuyển ngược lên, đi qua tấm tản nhiệt, tiếp xúc với nước và cuốn theo hơi nước nóng đưa ra môi trường bên ngoài.
Nước mát còn lại trong tháp giảm từ 5 - 12°C (tùy dòng tháp) so với nhiệt độ ban đầu sẽ được đưa tới các nhà máy, xí nghiệp hoặc tòa nhà lớn để giải nhiệt cho máy móc, khu văn phòng. Sau đó, nước nóng từ các nhà máy lại được đưa đến tháp hạ nhiệt và lặp lại quy trình làm mát như trên.
2.2 Tháp giải nhiệt vuông
Dòng tháp giải nhiệt cooling tower này có thiết kế luồng khí đưa xuống bồn nước theo phương thẳng đứng, cùng chiều với lưu lượng nước chảy thẳng xuống bởi tác động của trọng lực. Khi đó, nước sẽ được dàn đều trên bề mặt màng giải nhiệt qua hệ thống phân phối nước dạng máng hoặc đầu phun. Cùng thời điểm đó, không khí luân chuyển sẽ cuốn theo hơi nước nóng ra môi trường bên ngoài, giúp làm giảm nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hoàn. Cuối cùng, tương tự như tháp giải nhiệt nước dạng tròn, nước mát sẽ được đưa tới nhà xưởng để giải nhiệt cho hệ thống máy móc, trang thiết bị tại đây.
3. Tính toán thiết kế tháp giải nhiệt
3.1 Tính công suất của tháp
Cần xác định các thông số
- Nhiệt độ nước trước khi vào hệ thống
- Nhiệt độ nước sau khi ra hệ thống
- Lưu lượng nước vào, ra hệ thống
Công thức nhiệt học
Q = C*M*(T2-T1)
Trong đó:
+C: Nhiệt dung riêng của nước 4200 (J/kg*K)
+M: Khối lượng của nước (tính thông qua lưu lượng)
+ T2-T1: Nhiệt độ sau trừ đi nhiệt độ lúc đầu
- Ta sẽ có công suất tỏa nhiệt của hệ thống.
- Cùng với yếu tố nhiệt độ môi trường, mặt bằng và tính quan trọng của hệ thống ta sẽ quyết định được công suất suất làm mát của tháp giải nhiệt, cũng như số lượng tháp giải nhiệt
=> Ta chọn được mã tháp giải nhiệt cần thiết cho hệ thống (chú ý chuyển đổi đơn vị trong quá trình tính toán)
3.2 Lựa chọn bơm cho tháp
Cần xác định
- Lưu lương của bơm
- Áp suất của bơm
Quan hệ giữa lưu lượng và áp suất trên cùng một bơm là một hàm nghịch biến (áp suất cao thì lưu lượng thấp và ngược lại)
Lưu lượng của bơm được xác định qua tháp
Áp Suất của bơm được xác định qua vị trí giữa bơm và tháp. Kích thước của đường ống và đường đi của đường ống.
Có đủ các thông số trên ta sẽ chọn đc mã bơm cần thiết.
3.3 Thể tích của bể trung gian
- Bể trung gian của hệ thống luôn phải lơn hơn một thể tích Vmin (Vtg ≥Vmin) . Để đảm bảo tính liên tục của hệ thống bơm cũng như khả năng tuần hoàn của hệ thống.
- Thể tích của bể Vmin được xác định qua 2 yếu tố, thể tích đường ống và công suất làm lạnh của hệ thống:
- Vmin = 6.5 * Q + Vdo ( lít)
Trong đó:
Q: Công suất làm mát của hệ thống tính theo Kw
Vdo: Thể tích của đường ống