Nội dung chính [ Ẩn ]
Bên cạnh tháp tản nhiệt nước thì tháp hạ nhiệt khô cũng được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp. Vậy tháp giải nhiệt khô là gì? Nó có cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Có gì khác với loại tháp làm mát nước?
Tháp giải nhiệt khô | Cấu tạo & nguyên lý hoạt động
Tháp giải nhiệt khô là gì?
Tháp giải nhiệt khô (Dry Cooling Tower) là một loại tháp giải nhiệt không sử dụng nước trực tiếp để làm mát, mà hoạt động dựa trên nguyên lý truyền nhiệt qua bề mặt tiếp xúc thông qua các ống trao đổi nhiệt kín.
Hệ thống tháp làm mát dạng khô có đặc điểm là giàn kín, nên sẽ không lợi dụng được độ ẩm sẵn có ngoài môi trường. Vậy nên, loại tháp này sẽ có độ chênh lệch nhiệt trao đổi khoảng 7 độ C và độ ngưng tụ là 55 độ C. Mức nhiệt này cao hơn tháp hạ nhiệt thông thường 13 độ C.
Tháp giải nhiệt khô
Theo các chuyên gia nghiên cứu, nên sử dụng tháp giải nhiệt kiểu khô trong việc làm mát các loại máy móc, động cơ hoạt động ở mức độ cao như lò phản ứng hóa học, động cơ phát điện,...
Tìm hiểu cấu tạo & nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt khô
Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tháp làm giải nhiệt kiểu khô giúp vận hành hiệu quả hơn.
Cấu tạo tháp giải nhiệt khô
Cũng giống như những loại tháp làm mát thông thường, tháp làm mát khô có cấu tạo gồm các bộ phận:
- Vỏ tháp: Được làm từ các sợi thủy tinh có tác dụng chống rỉ sét, ăn mòn cũng như các tác động khác từ môi trường.
- Cánh quạt tháp giải nhiệt: Được làm bằng chất liệu hợp kim nhôm có tác dụng điều chỉnh lượng gió, tốc độ quay theo yêu cầu làm mát.
- Tấm tản nhiệt: Được làm bằng vật liệu PVC cao cấp, có tác dụng phân chia nước giúp giải nhiệt nguồn nước nóng.
- Bộ trao đổi nhiệt: Thường là các ống dẫn kim loại (thường làm từ nhôm, đồng hoặc thép không gỉ) có khả năng truyền nhiệt tốt.
Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt khô
Tháp giải nhiệt khô (Dry Cooling Tower) hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp giữa chất lỏng cần làm mát và không khí môi trường xung quanh. Trong quá trình này, nước hoặc chất lỏng làm mát không tiếp xúc trực tiếp với không khí mà được lưu thông qua các ống trao đổi nhiệt.
Nguyên lý tháp làm mát dạng khô
Dưới đây là mô tả chi tiết nguyên lý hoạt động:
- Chất lỏng cần làm mát (thường là nước hoặc dầu) được bơm vào các ống dẫn bên trong tháp giải nhiệt. Các ống này thường được làm từ vật liệu có khả năng truyền nhiệt tốt và được sắp xếp thành các lớp để tăng diện tích trao đổi nhiệt.
- Không khí được quạt cưỡng bức thổi qua ống trao đổi nhiệt, lúc này không khí lạnh sẽ hấp thụ nhiệt từ chất lỏng nóng thông qua bề mặt ống, khiến chất lỏng giảm nhiệt độ.
- Sau khi trao đổi nhiệt, chất lỏng bên trong ống được làm mát và tiếp tục được dẫn quay lại hệ thống chính để tái sử dụng.
- Không khí nóng sau khi lấy nhiệt được thải ra ngoài qua các khe thông gió hoặc ống xả. Chu trình này lặp đi lặp lại để duy trì nhiệt độ ổn định cho hệ thống.
Tháp giải nhiệt khô có ưu nhược điểm gì?
Ngày nay, tháp tản nhiệt khô được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, như mọi thiết bị khác, tháp giải nhiệt khô cũng có những ưu và nhược điểm riêng.
Ưu điểm
- Tiết kiệm nước: Tháp hạ nhiệt khô hoạt động theo vòng kín, không có sự thất thoát nước do bay hơi như các loại tháp làm nước khác. Điều này giúp tiết kiệm 70% chi phí nước cấp.
- An toàn: Không sử dụng hóa chất xử lý nước, giảm thiểu rủi ro gây hại cho người vận hành và môi trường xung quanh.
- Tiết kiệm chi phí vệ sinh, bảo trì: Do tháp làm mát dạng khô không trao đổi nhiệt trực tiếp với môi trường bên ngoài, giúp hệ thống không bị đóng cặn, rong rêu, bùn,... Từ đó, tiết kiệm tối đa chi phí vệ sinh, bảo trì.
Đánh giá ưu nhược điểm tháp làm mát kiểu khô
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm, tháp giải nhiệt khô cũng còn có một số hạn chế mà người dùng cần lưu ý:
- Hiệu suất làm mát thấp hơn: Nhiệt độ ngưng tụ của tháp giải nhiệt khô cao hơn so với tháp giải nhiệt nước khoảng 13 độ, hiệu suất làm lạnh 15%. Điều này làm tăng chi phí năng lượng tiêu thụ (cụ thể lên tới 58%).
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: So với tháp tản nhiệt nước, tháp giải nhiệt khô có giá thành cao hơn do cấu tạo phức tạp và sử dụng các vật liệu cao cấp.
- Yêu cầu về bảo trì cao: Khi áp suất tháp hoạt động tăng lên gần 40% sẽ gây nguy cơ cao rò rỉ môi chất. Do vậy, cần bảo trì định kỳ, đặc biệt là việc thay dầu để tháp hoạt động ổn định.
- Ô nhiễm môi trường: Lượng khí thải CO2 thải ra mỗi ngày ở mức cao khoảng 11.3 tấn với tần suất 10h/ ngày.
Những ứng dụng của tháp giải nhiệt khô trong thực tế
Tháp hạ nhiệt dạng khô với ưu điểm không sử dụng nước làm mát trực tiếp, ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình:
Tháp giải nhiệt kiểu khô được ứng dụng trong nhiều ngành
Ứng dụng trong ngành công nghiệp
- Ngành dầu khí và hóa chất: Làm mát các hệ thống trao đổi nhiệt, thiết bị phản ứng hóa học, hoặc máy nén khí mà không gây ô nhiễm môi trường.
- Ngành thực phẩm và đồ uống: Giữ nhiệt độ ổn định cho dây chuyền sản xuất và bảo quản thực phẩm mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Công nghiệp dược phẩm: Làm mát các hệ thống sản xuất và nghiên cứu, đảm bảo môi trường ổn định cho quá trình chế tạo thuốc.
Trong ngành nhiệt điện
- Làm mát tuabin: Dùng để làm mát dầu hoặc khí trong hệ thống bôi trơn và làm mát tuabin hơi nước, giúp bảo vệ tuabin tránh quá nhiệt.
- Nhà máy điện ở khu vực khan hiếm nước: Làm mát hệ thống tuần hoàn, giảm nhu giảm nhu cầu sử dụng nước tự nhiên.
Khu dân cư và các tòa nhà
Tháp tản nhiệt khô thường được tích hợp vào các hệ thống HVAC ở khu dân cư hoặc tòa nhà cao tầng. Điều này giúp đảm bảo làm mát cho các khu dân cư mà không cần sử dụng nguồn nước ngầm hoặc nước máy.
Tháp giải nhiệt khô là giải pháp làm mát hiện đại, hiệu quả, đặc biệt phù hợp cho các hệ thống yêu cầu tiết kiệm nước và vận hành khép kín. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả lâu dài, người sử dụng cần lựa chọn thiết bị phù hợp và duy trì bảo dưỡng định kỳ.
>> Xem thêm: Tháp giải nhiệt kho lạnh: #3 Ưu điểm, Tips chọn mua tối ưu chi phí
