Tháp giải nhiệt là một phần không thể thiếu của nhiều tòa nhà và ngành công nghiệp, chẳng hạn như nhà máy điện hạt nhân và nhà máy chế biến thực phẩm, để hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ tối ưu. Theo thời gian, nhiều loại và thiết kế tháp giải nhiệt đã được giới thiệu, với các tính năng hiện đại để thực hiện tối đa trong khoảng thời gian ngắn.

Trong bài đăng trên blog chi tiết này, chúng tôi sẽ thảo luận về cách thức hoạt động của tháp giải nhiệt, loại tháp giải nhiệt tốt nhất, các thành phần thiết yếu và phương pháp hoạt động của chúng, cũng như những yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của tháp giải nhiệt. Để biết thông tin chi tiết, hãy theo dõi chúng tôi cho đến hết.

Hãy bắt đầu!

Tháp giải nhiệt hoạt động như thế nào?

Có nhiều loại tháp giải nhiệt, chẳng hạn như tháp giải nhiệt gió cơ học, tháp giải nhiệt gió tự nhiên, tháp giải nhiệt gió cưỡng bức, tháp giải nhiệt gió cảm ứng, tháp dựng tại hiện trường, dòng chảy ngang, dòng chảy ngược, v.v., dựa trên vật liệu sử dụng, hướng dòng khí và nước và cấu trúc.

Ở đây, chúng tôi sẽ giải thích từng bước về cách thức hoạt động của các tháp giải nhiệt lớn truyền thống.

lượng nước nóng hấp thụ

Công việc của tháp giải nhiệt bắt đầu bằng việc lấy nước nóng từ các quy trình công nghiệp hoặc thiết bị công nghiệp để làm mát công nghiệp. Nước nóng này, có nhiệt thừa và nhiệt tiềm ẩn, được truyền đến tháp giải nhiệt và phân phối đều trên đỉnh với sự trợ giúp của hệ thống đường ống nước và vòi phun.

Hệ thống phân phối nước nóng này phân phối nước một cách hiệu quả trên vật liệu làm đầy và đảm bảo tiếp xúc tối đa giữa không khí và nước. Đây là bước đầu tiên và quan trọng nhất để làm mát tháp vì nếu không có sự trao đổi nhiệt cần thiết trong bước này, sẽ có sản lượng tối thiểu. Bằng cách thực hiện bước này một cách hiệu quả, tháp giải nhiệt có thể làm mát khối lượng nước khổng lồ một cách nhanh chóng, giúp hoạt động trơn tru.

Truyền nhiệt bằng cách phun nước

Sau khi phân phối thành công nước nóng trên vật liệu làm đầy, đã đến lúc trao đổi nhiệt giữa nước ấm và không khí lạnh. Vật liệu làm đầy tháp giải nhiệt thường được làm bằng PVC, nhựa hoặc gỗ giúp tăng bề mặt nước để thúc đẩy quá trình mất nhiệt tối đa từ nước nóng.

Khi nước rơi từ vòi phun thành những giọt nhỏ, nhiệt thừa từ nước sẽ được không khí di chuyển bên trong tháp giải nhiệt rút ra. Đó là thời điểm mà quá trình bay hơi cũng diễn ra khi nước tương tác với không khí lưu thông; làm mát bay hơi là cần thiết để truyền nhiệt, làm mát nước ấm và hấp thụ nhiệt.

Lưu lượng không khí

Sau bộ trao đổi nhiệt, chúng ta sẽ thảo luận về luồng không khí và quá trình thông gió. Quạt tháp giải nhiệt hoặc luồng gió tự nhiên đẩy không khí vào tháp giải nhiệt từ đáy hoặc hai bên tháp. Khi không khí di chuyển ngang hoặc hướng lên trên lớp đệm, nó sẽ loại bỏ nhiệt dư thừa từ nước nóng và truyền vào nước đã làm mát. Không khí ấm và ẩm di chuyển lên trên (do trọng lượng nhẹ) và thoát ra khỏi tháp giải nhiệt.

Làm mát và bốc hơi

Tháp giải nhiệt hoạt động theo nguyên lý làm mát bay hơi. Trong quá trình tương tác giữa nước ấm và không khí, quá trình bốc hơi xảy ra và nước chuyển thành hơi có thể thoát ra và thoát ra khỏi tháp. Những hơi nước này hấp thụ một lượng lớn nhiệt và làm mát lượng nước còn lại. Nước đã làm mát này sau đó được đẩy vào quy trình công nghiệp.

Các bộ thu nước đã làm mát nằm ở đáy tháp giải nhiệt trong bể tháp lạnh và tuần hoàn trở lại hệ thống chính. Chu trình này được lặp lại nhiều lần để đảm bảo quy trình công nghiệp hoạt động trong môi trường và nhiệt độ lý tưởng.

Tháp giải nhiệt Crossflow hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của hệ thống tháp giải nhiệt crossflow cũng giống như đã thảo luận ở trên. Sự khác biệt chính là nước di chuyển theo chiều dọc bởi vật liệu làm đầy, và không khí di chuyển theo chiều ngang qua dòng nước rơi xuống. Khi nước và không khí giao nhau, đây là tháp giải nhiệt crossflow.

Không khí không phải di chuyển qua hệ thống truyền động vì đặc tính dòng chảy giao nhau của nó. Do đó, có một dòng nước nóng liên tục chảy trên vật liệu làm đầy bởi các thùng chứa trọng lực hoặc thùng chứa chất thải. Mẫu tiêu chuẩn của tháp giải nhiệt crossflow là các thùng chứa chất thải.

Ngoài ra, nguyên lý hoạt động khác cũng giống như nguyên lý hoạt động của các loại tháp giải nhiệt. Chúng có kích thước lớn hơn, dễ bảo trì và tiếp cận các thành phần của tháp giải nhiệt, và mức độ tiếng ồn cũng thấp do luồng không khí theo chiều ngang.

Hệ thống tháp giải nhiệt ngược dòng hoạt động

Trong các tháp giải nhiệt ngược dòng, luồng khí thường hướng thẳng đứng lên trên do dòng nước trong môi trường làm đầy; mặt khác, nước chảy xuống dưới. Quạt thường được đặt ở phía trên cùng để kéo không khí lên trên. Giống như trong các luồng khí tháp giải nhiệt ngược dòng theo chiều dọc, không cần trọng lực của thùng chứa để tiếp tục các hoạt động thiết yếu.

Thay vì trọng lực của thùng chứa, kỹ thuật phun áp suất hoặc bình ngưng điều hòa không khí được sử dụng để khuếch tán các giọt nước vào môi trường làm đầy. Chúng tương đối nhỏ so với tháp giải nhiệt dòng chéo và do thiết kế phức tạp của chúng, rất khó để bảo trì và tiếp cận các thành phần của nó.

Hoạt động của tháp giải nhiệt gió lùa

Trong hệ thống tháp giải nhiệt gió lùa, một quạt được đặt ở phía trên cùng của tháp để kéo không khí lên hệ thống tháp giải nhiệt và tạo ra luồng gió mạnh. Quạt tháp giải nhiệt tạo ra không khí nóng và ẩm và được hút ra khỏi tháp.

Tháp giải nhiệt dạng bản nháp hoặc tháp kéo qua cung cấp mức không khí thoát ra cao và mức không khí vào thấp, giảm thiểu khả năng lưu thông, trong đó không khí thoát ra sẽ quay trở lại cửa hút khí.

Cuối cùng, nước lạnh được tập trung tại chân tháp giải nhiệt trong bể nước lạnh và một lần nữa được tuần hoàn trở lại hệ thống trung tâm để tái sử dụng. Ngoài những điểm khác biệt nhỏ này, các chức năng còn lại giống như chức năng của hệ thống làm mát truyền thống. Tháp giải nhiệt dạng bản nháp cưỡng bức và tự nhiên cũng hoạt động theo cùng một nguyên tắc ngoại trừ một số thay đổi nhỏ.

Các bộ phận chính của tháp giải nhiệt và vai trò của chúng

Một hệ thống tháp giải nhiệt hiệu quả và hoạt động có một số thành phần và bộ phận về cấu trúc, điện và cơ khí tham gia vào toàn bộ quá trình hoạt động của nhà máy điện hoặc tháp giải nhiệt bay hơi. Sau đây, chúng tôi sẽ giải thích các thành phần quan trọng nhất của tháp giải nhiệt và vai trò của chúng:

Bộ loại bỏ trôi: Chúng làm giảm lượng nước bị mất do trôi và ngăn các giọt nước thoát ra không khí. Chúng có tác dụng tiết kiệm nước, ngăn ngừa mất nước quá mức và ngăn ngừa khu vực xung quanh bị hư hỏng hoặc ăn mòn. Chúng được đặt cạnh vật liệu làm đầy và thường được làm từ polyvinyl clorua (PVC).

Vòi phun: Vòi phun được sử dụng để phân phối nước đồng đều và đều, chẳng hạn như các giọt nhỏ trên vật liệu làm đầy dưới dạng tấm mỏng. Đây là thành phần quan trọng của tháp giải nhiệt vì chúng thực hiện quá trình trao đổi nhiệt. Vòi phun có thể được làm từ các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như PVC hoặc ABS.

Động cơ quạt tháp giải nhiệt: Tốt hơn nên gọi động cơ quạt là nguồn năng lượng tối thượng của tháp giải nhiệt, chủ yếu được sử dụng để tạo luồng không khí bằng cách xoay các cánh quạt sắc nhọn để hút không khí ra ngoài tháp giải nhiệt. Quạt tháp giải nhiệt được sử dụng trong các hệ thống tuần hoàn cưỡng bức, kéo không khí mát từ các bộ lọc và buộc chúng di chuyển lên trên. Dây đai hoặc ròng rọc cũng được sử dụng trong một số tháp giải nhiệt để tạo luồng không khí thay vì hộp số. Tốc độ của chúng có thể điều chỉnh được.

Vỏ: Vỏ bảo vệ bên ngoài giữ và bảo vệ tất cả các bộ phận và thành phần thiết yếu của tháp giải nhiệt. Mục đích chính của nó là bảo vệ các thành phần hoạt động và mỏng manh bên trong khỏi môi trường khắc nghiệt và tác động của chúng.

Vật liệu làm đầy: Đây cũng là thành phần quan trọng của tháp giải nhiệt vì nó làm tăng khả năng truyền nhiệt giữa không khí và nước. Khi nước từ vòi phun rơi xuống vật liệu làm đầy, hãy trải đều để đảm bảo tiếp xúc với nước và không khí để truyền nhiệt hiệu quả. Chúng cho phép không khí lạnh mang đi toàn bộ nhiệt và độ ẩm dư thừa bằng cách bốc hơi. Vật liệu làm đầy cũng được gọi là sàn ướt. Có thể sử dụng hai loại vật liệu làm đầy chính, vật liệu làm đầy dạng phun và dạng màng, tùy theo yêu cầu.

Hệ thống phân phối nước: Mạng lưới ống nước và vòi phun phân phối hiệu quả các giọt nước nhỏ trên vật liệu làm đầy.

Cửa chớp: Cửa chớp là một trong những thành phần quan trọng nhất vì chúng kiểm soát sự xâm nhập của các mảnh vụn, hạt bụi và ánh sáng mặt trời vào hệ thống tháp giải nhiệt. Chúng cũng kiểm soát lượng khí nạp, rất quan trọng đối với hoạt động hiệu quả của tháp giải nhiệt.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của tháp giải nhiệt

Sau khi giải thích kỹ lưỡng các thành phần thiết yếu và vai trò của chúng trong hoạt động hiệu quả của nhà máy điện, đã đến lúc thảo luận về các yếu tố chung có thể ảnh hưởng đến công suất tối đa của tháp giải nhiệt. Vì chúng liên tục tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt như thời tiết nóng hoặc lạnh và vi khuẩn, nên hiệu suất của chúng sẽ giảm dần theo thời gian. Để khắc phục mọi sự cố nghiêm trọng, nên bảo dưỡng và sửa chữa thường xuyên các hệ thống tháp giải nhiệt để đạt được công suất tối đa và kịp thời.

Sau đây là một số yếu tố phổ biến nhất có thể ảnh hưởng trực tiếp đến công suất làm việc của tháp giải nhiệt.

Tốc độ luồng khí: Nó chịu trách nhiệm trực tiếp cho quá trình trao đổi nhiệt; luồng khí thích hợp dẫn đến quá trình làm mát popper và giải phóng hiệu quả nhiệt không mong muốn và nhiệt thừa từ nhà máy điện. Mặt khác, nếu không có cơ chế luồng khí thích hợp bên trong tháp giải nhiệt, sẽ không đủ khả năng làm mát và tăng mức tiêu thụ điện năng. Lưu lượng quá mức (nhiều hơn mức cần thiết) và liên tục có thể là kết quả của việc mất nước do trôi dạt. Kiểm tra kỹ lưỡng tốc độ luồng khí để giữ ở mức vừa phải.

Tốc độ dòng nước: Giống như tốc độ dòng khí, tốc độ dòng nước cũng là một yếu tố thiết yếu để hệ thống làm mát hoạt động bình thường và giảm lượng nước tiêu thụ, tốc độ nước không đủ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ trao đổi nhiệt và làm mát công nghiệp.

Chất lượng nước: Nước kém chất lượng có thể gây ra sự ăn mòn, đóng cặn hoặc vi khuẩn phát triển bên trong tháp chỉ trong chốc lát. Các tạp chất khoáng và sinh học có thể làm tắc vật liệu làm đầy và làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa không khí và nước, cuối cùng làm giảm khả năng làm mát của hệ thống tháp giải nhiệt. Nước kém chất lượng cũng có thể làm hỏng hoặc làm tắc các vòi phun nhỏ. Do đó, sẽ không có sự phân phối nước trong dòng nước. Để tránh tất cả những vấn đề này và duy trì hiệu quả làm mát, hãy kiểm tra độ cứng, độ pH (6,5-7,75) và tạp chất trước khi sử dụng. Hóa chất xử lý nước được sử dụng để làm sạch nước.

Kiểm tra thường xuyên: Kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên các nhà máy điện nhiệt hoặc hệ thống tháp giải nhiệt là điều cần thiết để có hiệu suất tối ưu. Bỏ qua các dấu hiệu kích hoạt nhỏ, chẳng hạn như tiếng ồn lạ của động cơ, rò rỉ có thể nhìn thấy, mức tiêu thụ năng lượng tăng hoặc các yếu tố khác, có thể gây ra tổn thất lớn về tiền bạc và máy móc. Kiểm tra và bảo dưỡng tháp giải nhiệt hàng tuần, hàng tháng và hàng quý là cần thiết để làm mát bay hơi và làm việc tối đa.

Vật liệu làm đầy và tình trạng của nó: Theo dõi vật liệu làm đầy và tình trạng của nó, vì nó chịu trách nhiệm trực tiếp cho quá trình làm mát của hệ thống tháp và hoạt động như một bộ trao đổi nhiệt. Nếu có bất kỳ hư hỏng, tắc nghẽn hoặc tạp chất nào trên vật liệu làm đầy, hãy quản lý tháp giải nhiệt đúng cách để loại bỏ chúng, thay thế hoặc sửa chữa chúng để tránh hư hỏng thêm hoặc lãng phí nhiệt.

Kết luận

Có thể kết luận rằng tháp giải nhiệt là cần thiết để khai thác nhiệt dư thừa từ các ngành công nghiệp hoặc nhà máy điện như nhà máy hóa dầu và nhà máy chế biến thực phẩm bằng cách sử dụng cơ chế làm mát bay hơi. Chúng tôi đã thảo luận về các quy trình làm việc từng bước của các loại tháp giải nhiệt khác nhau, các sản phẩm tháp giải nhiệt thiết yếu và các yếu tố ảnh hưởng đến công suất làm việc của tháp giải nhiệt.

Sau khi có kiến ​​thức toàn diện về các loại tháp giải nhiệt và hệ thống làm việc của chúng, chúng ta cũng cần biết về các biện pháp bảo dưỡng và phòng ngừa để giữ chúng ở điều kiện tối ưu nhằm tránh sự chậm trễ không cần thiết trong hệ thống hấp thụ nhiệt của chúng.