Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo, nguyên lý tháp giải nhiệt từ A-Z

Tháp giải nhiệt hiện là thiết bị dùng để làm mát không thể thiếu được trong nhiều khu công nghiệp, nhà máy, các tòa nhà,... Nó ảnh hưởng không hề nhỏ đến hiệu quả vận hành, chất lượng của hệ thống máy móc. Vậy tháp giải nhiệt là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về dòng thiết bị này qua những chia sẻ ngay sau đây nhé.

Tháp giải nhiệt là gì?

Tháp giải nhiệt hay tháp làm mát, tháp tản nhiệt hay tháp giải nhiệt có tên tiếng Anh là Cooling Tower. Đây là một bộ trao đổi nhiệt chuyên dụng trong đó không khí và nước nóng được tiếp xúc trực tiếp với nhau để giảm nhiệt độ của nước. Khi quá trình này xảy ra, một lượng nhỏ nước nóng sẽ bốc hơi, làm giảm nhiệt độ của dòng nước lưu thông qua tháp.

Tháp giải nhiệt là gì?

Tháp tản nhiệt cho khả năng làm mát máy móc tối ưu hơn so với phương pháp không khí để làm mát. Do đó mà tháp giải nhiệt được sử dụng phổ biến tại các nhà máy, khu công nghiệp, tòa nhà cao tầng,... những khu vực sử dụng nhiều hệ thống máy móc với chức năng làm mát.

Cấu tạo tháp giải nhiệt

Tháp tản nhiệt là thiết bị dùng để làm mát nước. Hiện nay có nhiều loại tháp giải nhiệt khác nhau, nhưng nhìn chung cấu tạo tháp giải nhiệt đều có chung những bộ phận chính như:

• Vỏ tháp: đây là bộ phận bao bọc toàn bộ tháp. Phần vỏ tháp hầu hết đều được làm từ composite cho khả năng chống ăn mòn, han gỉ, nên có độ bền chắc cao, bảo vệ tốt những chi tiết bên trong.
• Tấm tản nhiệt: được làm từ nhựa PVC cao cấp cho độ bền lâu dài. Bộ phận này có thiết kế đặc thù với bề mặt dạng sóng giúp cho việc phân bổ nước đều hơn. Nhiều tấm ghép lại tạo thành các khối tấm tản nhiệt.

Cấu tạo tháp giải nhiệt

• Hệ thống phân phối nước: gồm có đường ống chia nước và đầu phun. Đầu phun sẽ phun nước xuống tấm tản nhiệt dưới dạng tia. Ống phun đi tới đâu thì nước sẽ được phun tới đó.
• Cánh quạt: được lắp trên đỉnh tháp, được làm từ hợp kim nhôm nên khối lượng nhẹ. Quạt nhận cơ năng từ động cơ để quay tạo ra luồng gió lớn giúp hỗ trợ quá trình làm mát của tháp.
• Động cơ: được lắp trên đỉnh tháp cùng với quạt, giúp truyền cơ năng cho quạt quay.
• Máy bơm: dùng để bơm nước nóng vào tháp, luân chuyển đi đến hệ thống đường ống. Máy bơm đều được thiết kế chắc chắn để chống nước.
• Hệ thống giảm âm: giúp hạn chế tiếng ồn trong quá trình tháp vận hành.
• Bể chứa nước lạnh: nó nằm dưới đáy tháp giúp chứa nước lạnh sau khi làm mát để cung cấp cho những loại máy móc khác.

Ngoài ra, cấu tạo của tháp giải nhiệt còn gồm nhiều bộ phận khác như chân tháp, cửa sổ, ống dẫn khí, lưới xám,...

Vỏ tháp giải nhiệt khi chưa lắp ghép

Phân loại tháp giải nhiệt

Hiện nay có nhiều tiêu chí để phân loại tháp giải nhiệt. Mỗi một tiêu chí lại chia thành những loại tháp riêng, cụ thể như sau:

Theo hình dạng thiết kế

Dựa theo thiết kế bên ngoài của tháp tản nhiệt thì chúng sẽ được chia thành 2 loại.

Tháp giải nhiệt tròn

Dòng tháp này có thiết kế dạng trụ tròn, phổ biến nhất trong việc sản xuất, điều hòa không khí, công nghiệp đông lạnh hay ngành ép nhựa. Dòng tháp này có cả những model nhỏ từ 5RT trở lên nên phù hợp cho nhiều đơn vị. Tháp giải nhiệt tròn dễ lắp đặt cùng với giá thành phải chăng.

Tháp tản nhiệt tròn

Tháp giải nhiệt vuông

Thiết kế theo cấu trúc hình khối, nên rất thuận tiện khi lắp đặt. Tháp hạ nhiệt dạng vuông có khả năng liên kết nhiều tháp lại để tạo thành một tổ hợp cho hiệu suất làm mát cực lớn, phù hợp cho những đơn vị cần hệ thống tháp lớn. Hệ thống tháp giải nhiệt vuông được dùng phổ biến trong ngành thực phẩm, dược phẩm, điện tử,...

Theo sự tuần hoàn của nước

Dựa theo sự tuần hoàn nước thì tháp làm mát lại được chia thành 3 loại, gồm:

Tháp giải nhiệt tuần hoàn kín

Đây là dòng tháp giải nhiệt nước bằng cách ngăn chặn không cho nước nóng tiếp xúc trực tiếp với không khí, vì thế mà các chất gây ô nhiễm không thể xâm nhập vào trong vòng tuần hoàn. Tháp vì vậy mà hạn chế tình trạng cáu cặn, rong rêu.

Tháp giải nhiệt vuông

Tháp giải nhiệt tuần hoàn hở

Tháp giải nhiệt tuần hoàn hở làm lạnh nước bằng cách cho nước nóng tiếp xúc trực tiếp với luồng không khí lạnh. Cấu tạo và nguyên lý tháp giải nhiệt nước tuần hoàn hở đơn giản nên dễ lắp đặt, giá thành rẻ. Tuy nhiên có nguy cơ gặp tình trạng rong rêu, cặn,...

Tháp giải nhiệt không tuần hoàn

Loại tháp này dùng các nguồn nước sẵn có như sông, suối, có nhiệt độ đầu vào thấp. Sau khi làm mát xong sẽ xả bỏ chứ không tái sử dụng. Nhờ đó tiết kiệm chi phí vận hành hiệu quả. Tuy nhiên, nước đầu vào cần được xử lý để tránh tình trạng vi sinh vật phát triển thành rong rêu, cáu cặn.

Theo nguyên lý làm việc

Dựa theo tiêu chí nguyên lý làm việc của tháp giải nhiệt thì dòng thiết bị này cũng được chia thành một số loại như sau:

Nước lạnh rơi xuống bể chứa dưới đáy

Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên

Loại tháp hạ nhiệt này lợi dụng sự chênh lệch về nhiệt độ giữa dòng khí ở bên trong và bên ngoài để làm mát nước. Dòng khí mát từ bên ngoài sẽ đi vào tháp từ phía dưới sẽ được đẩy thẳng lên phía trên để tác động trực tiếp với tấm tản nhiệt giúp làm mát nước.

Tháp giải nhiệt đối lưu cơ học

Loại tháp giải nhiệt này dùng quạt cơ học để tạo luồng gió có lực hút khí cưỡng bức trong dòng nước. Do đó mà thời gian tiếp xúc giữa khí lạnh và nước nóng sẽ tăng lên khả năng làm mát nước cũng lớn hơn.

Theo thương hiệu

Trên thị trường hiện nay có nhiều dòng tháp giải nhiệt chiller khác nhau. Tiêu biểu trong số đó phải kể đến tháp giải nhiệt Kumisai. Thương hiệu Kumisai chuyên sản xuất tháp giải nhiệt, có thâm niên lâu năm, các sản phẩm được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, sử dụng những vật liệu cao cấp nên tháp bền bỉ, hoạt động tốt.

Đặc biệt, Kumisai cung ứng đa dạng các dòng tháp, cả dòng tháp giải nhiệt tròn lẫn vuông. Công suất đa dạng từ 5RT đến cả nghìn RT, phù hợp cho nhiều đơn vị khác nhau.

Tháp giải nhiệt Kumisai

Nguyên lý làm việc của tháp giải nhiệt

Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt phổ biến nhất là sự trích nhiệt từ dòng nước nóng sau đó xả ra ngoài. Cụ thể, dòng nước quá nhiệt từ quy trình công nghiệp sẽ được bơm đến tháp giải nhiệt thông qua đường ống. Nước đi đến các đầu phun rồi phun dạng tia xuống tấm tản nhiệt. Điều này làm chậm dòng nước qua tháp giải nhiệt và để tăng bề mặt nước nóng càng nhiều càng tốt giúp sự tiếp xúc của không khí và nước nóng trở nên tối đa.

Đồng thời quạt trên đỉnh tháp sẽ quay tạo ra luồng gió mạnh, không khí bên ngoài được hút vào trong tháp sau đó được đẩy thẳng lên. Khi nước nóng và không khí gặp nhau, sự sốc nhiệt khiến một lượng nhỏ nước nóng bay hơi, tạo ra tác dụng làm mát. Nước làm mát sẽ rơi xuống bể chứa dưới đáy, sau đó được bơm trở lại để làm mát cho hệ thống máy móc.

Khi nước nóng lên, nó sẽ được bơm trở lại tháp tản nhiệt để làm mát lại một lần nữa, từ đó tạo nên một vòng tuần hoàn.

Chức năng của tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt đang từng bước trở thành thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Sở dĩ chúng được sử dụng ngày càng phổ biến vì mang lại nhiều lợi ích trong quá trình sử dụng, cụ thể như sau:

Chức năng tháp giải nhiệt là gì

• Tại các khu công nghiệp, nhà xưởng, hệ thống máy móc vận hành thường xuyên ở cường độ liên tục khiến máy móc gia nhiệt. Nếu tình trạng này kéo dài sẽ khiến máy móc nhanh hỏng hóc, quá trình vận hành, sản xuất sẽ bị gián đoạn. Do tháp giải nhiệt nước rất quan trọng vì nó cho khả năng cấp nước mát để làm mát máy móc, từ đó cho hệ thống máy móc vận hành ổn định, hiệu suất cao.
• Tháp tản nhiệt còn góp phần nâng cao tuổi thọ của máy móc, hạn chế sự cố từ đó góp phần tiết kiệm được chi phí cho việc sửa chữa, bảo trì máy.

Khi nào thì các doanh nghiệp nên sử dụng tháp giải nhiệt?

Hệ thống cooling tower được sử dụng ngày càng phổ biến nhờ khả năng làm mát dòng nước để đưa đi làm hạ nhiệt cho hệ thống máy móc. Do đó, bạn nên đầu tư, lắp đặt hệ thống tháp hạ nhiệt trong các trường hợp sau:

Lắp đặt tháp giải nhiệt là cần thiết

• Lắp tháp giải nhiệt cho những nhà xưởng, xí nghiệp, khu công nghiệp có hệ thống máy móc tỏa ra lượng nhiệt lớn, yêu cầu cần giải nhiệt cho các thiết bị, máy móc. Nhằm đảm bảo hiệu suất vận hành, an toàn cho thiết bị lẫn người vận hành.
• Lắp đặt tản giải nhiệt để đáp ứng nhu sử dụng ở trong các hệ thống điều hòa không khí trong những tòa nhà cao tầng. Hoặc sử dụng trong những xưởng sản xuất sản phẩm đông lạnh như chế biến thủy hải sản, thịt,...
• Các khu vực có nhiệt độ môi trường xung quanh cao, đặc biệt là vùng khí hậu khô cằn và nóng chiếm ưu thế cũng cần lắp tháp hạ nhiệt. Những tháp này duy trì khả năng làm mát hiệu quả, ngay cả trong điều kiện nắng nóng.

Những vấn đề gặp phải khi sử dụng tháp giải nhiệt

Trong quá trình sử dụng, hệ thống cooling tower có thể gặp phải một số sự cố như sau:

• Các chi tiết bị ăn mòn: Sau một thời gian sử dụng các chi tiết kim loại bên trong tháp có thể bị ăn mòn. Nguyên nhân thường là do chất lượng nước không đảm bảo. Giải pháp tối ưu là xử lý nước trước khi cấp vào tháp, đồng thời sử dụng hóa chất chuyên dụng để khắc phục.
• Cáu cặn trong tháp giải nhiệt: Nguồn nước quá nhiều khoáng chất cũng dễ gây tình trạng cáu cặn, lâu dần làm tắc đường ống, giảm hiệu suất tản nhiệt trên tấm tản nhiệt. Bên cạnh xử lý nguồn nước thì chúng ta cũng cần sử dụng hóa chất chuyên dụng.

Tháp có nhiều rong rêu

• Phát triển rong rêu: Nếu nguồn nước có nhiều vi sinh vật, sau khi đi vào tháp kết hợp cùng môi trường nóng ẩm dễ phát sinh rong rêu. Lâu dần có thể gây tắc nghẽn, giảm hiệu quả tản nhiệt, gây mùi hôi. Rong rêu có thể được làm sạch bằng hóa chất chuyên dụng.
• Tháp giải nhiệt quá ồn: Có thể là do cánh quạt va chạm với tháp, quạt lắp đặt không cân bằng hay do hộp giảm tốc hết mỡ bôi trơn. Tùy từng nguyên nhân mà chúng ta có những biện pháp khắc phục khác nhau.
• Tháp giải nhiệt quá nóng: Có thể là do nước quá nhiều quá nhiều mà lưu lượng gió thấp. Hoăc do tấm tản nhiệt bị cáu cặn, nhiều rong rêu làm giảm hiệu quả tản nhiệt. Tùy từng nguyên nhân mà bạn có thể điều chỉnh lượng nước, tốc độ quạt, vệ sinh hoặc thay mới tấm tản nhiệt.

Cách làm tăng hiệu suất của tháp tản nhiệt

Tháp giải nhiệt dùng để làm gì? Tháp dùng để làm mát dòng nước, và để tăng hiệu suất vận hành của tháp, bạn có thể tham khảo một số điểm như sau:

• Vệ sinh và duy trì chất lượng nước: Tháp được làm sạch, chất lượng nước đầu vào sẽ hạn chế được tình trạng rong rêu, cáu cặn, ăn mòn. Biện pháp đơn giản nhất là cung cấp nước sạch, sử dụng các hệ thống xử lý nước chuyên dụng,...

Sử dụng hóa chất chuyên dụng

• Dùng tháp chất lượng tốt: Bạn nên sử dụng những tháp có vật liệu chuyên dụng như nhựa FRP, thép không gỉ, hợp kim nhôm. Chúng cho khả năng chịu áp lực cao, chống ăn mòn, tăng tuổi thọ và hiệu quả của hệ thống cooling tower.
• Điều chỉnh lưu lượng khí và nước: Nếu lưu lượng nước nóng đưa vào quá ít, hay quá nhiều, tháp giải nhiệt sẽ hoạt động không hiệu quả. Vì vậy, việc điều chỉnh lưu lượng nước nóng và khí là rất quan trọng giúp đạt được hiệu quả tối đa của tháp giải nhiệt.
• Định kỳ bảo dưỡng: Việc kiểm tra, thay thế các bộ phận hư hỏng và làm sạch,... định kỳ giúp đảm bảo chức năng tháp giải nhiệt hoạt động tốt nhất có thể. Bảo dưỡng định kỳ cũng ngăn ngừa sự tích tụ của chất bẩn và ổn định chất lượng nước.

Quy trình bảo dưỡng tháp giải nhiệt

Để tiến hành bảo dưỡng tháp giải nhiệt nước thì quý vị có thể tham khảo các bước như sau:

Vệ sinh tháp định kỳ

• Bước 1: Tắt máy bơm để bắt đầu quy trình bảo dưỡng.
• Bước 2: Tẩy cáu cặn bẩn trong tháp. Hãy giữ lại một lượng nước nhất định ở trong tháp, đổ hóa chất chuyên dụng vào. Đảm bảo nồng độ hóa chất, sau đó mở các van trên tháp và đường ống. Bật bơm nước để hóa chất chạy tuần hoàn trong đường ống và trên tháp làm tan cáu cặn, bụi bẩn.
• Bước 3: Sau một thời gian chạy tuần hoàn hóa chất, hãy xả hóa chất tẩy rửa ra khỏi hệ thống. Khi xả cần phải cho hóa chất trung hòa trước khi xả ra môi trường để tránh làm ảnh hưởng tới môi trường.
• Bước 4: Tháo rời các tấm, ống phân chia nước để xịt rửa vệ sinh thật sạch. Sau khi vệ sinh xong hãy lắp các ống lại như ban đầu.
• Bước 5: Kiểm tra dầu bôi trơn ở động cơ, hộp số giảm tốc,... Nếu dầu ở mức dưới quy định, thì cần phải bổ sung dầu ngay.
• Bước 6: Kiểm tra hệ thống điện máy bơm, kiểm tra khởi động từ aptomat, độ cách điện mô tơ quạt, những thiết bị điều khiển, cảm biến nhiệt độ nếu có.
• Bước 7: Vệ sinh cánh quạt, lưới bảo vệ, thân tháp và vỏ tháp.

Trên đây là những thông tin tổng hợp chi tiết để giúp bạn hiểu tháp giải nhiệt là gì. Đây thực sự là một thiết bị cần thiết cho các nhà xưởng, khu công nghiệp, tòa nhà lớn,... Để được tư vấn chi tiết hơn về tháp giải nhiệt, quý vị vui lòng liên hệ Hotline 0972 882 886.