Tìm hiểu chung về tháp giải nhiệt nước tuần hoàn
21 thg 11, 2016 | 10:21

Tìm hiểu chung về tháp giải nhiệt nước tuần hoàn

Trong các hệ thống lạnh và điều hoà không khí cũng như các hệ thống Nhiệt-Lạnh trong các công nghiệp thường rất hay sử dụng nước để làm mát bình ngưng và các thiết bị sinh nhiệt khác. Về nguyên tắc, nước dùng để làm mát bình ngưng và các thiết bị có thể lấy từ mạng nước máy hoặc từ các nguồn nước tự nhiên để sử dụng một lần và sau đó thải ra ngoài mà không tuần hoàn. Tuy nhiên, điều đó chỉ thực hiện được ở những nơi có nguồn nước dồi dào như ở nơi có ao hồ lớn hay gần biển.Do vậy, để tiết kiệm nước và giảm giá thành khi vận hành thì các hệ thống nhiệt - lạnh người ta thường hay sử dụng hệ thống tuần hoàn nước và có tháp giải nhiệt nước đi kèm. Sau khi được làm mát bằng tháp giải nhiệt (TGN), nước được đưa quay về tiếp tục làm mát bình ngưng trong vòng tuần hoàn khép kín. 


Quá trình trao đổi nhiệt trong TGN diễn ra một cách hỗn hợp. Ngoài quá trình trao đổi nhiệt đối lưu thông thường còn diễn ra quá trình trao đổi chất rất  phức tạp. Lượng nhiệt nước truyền cho không khí bao gồm: nhiệt ẩn là lượng nhiệt do hơi nước mang đi khi nước bay hơi vào không khí, nhiệt hiện là lượng nhiệt trao đổi khi có độ chênh nhiệt độ giữa nước và không khí.

Quá trình trao đổi nhiệt bằng đối lưu phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ của không khí và nước. Độ chênh nhiệt độ này càng lớn hiệu quả trao đổi nhiệt càng cao và ngược lại. Trong khi đó, quá trình bay hơi lại phụ thuộc vào độ ẩm không khí. Độ ẩm không khí càng thấp quá trình bay hơi diễn ra càng mãnh liệt và ngược lại. Hiệu quả làm mát của TGN chịu ảnh hưởng bởi mọi yếu tố gây nên quá trình TĐN - TĐC trong tháp. Khi nước tiếp xúc trực tiếp với không khí, một phần nhiệt lượng được lấy đi bởi nhiệt hiện, phần lớn lượng nhiệt nước thải đi là do quá trình bay hơi (truyền chất) của nước vào không khí. Quá trình truyền chất của nước xảy ra từ dòng nước đến dòng khí theo chiều từ nước đến khí và tuân theo định luật FICK. Tuy nhiên, quá trình này sẽ xảy ra ngược lại nếu nhiệt độ nước vào tn1 nhỏ hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí vào tư1. Trong trường hợp này, không khí cũng như nước đều được làm mát bởi TGN. Các tính toán TGN trong thực tế cho thấy, lượng nhiệt trao đổi bởi bay hơi nước chiếm 60 - 95% tổng lượng nhiệt.

Định nghĩa:

TGN là một thiết bị trao đổi nhiệt tương đối đặc biệt, đây là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tiếp xúc, trong đó chất mang nhiệt là nước truyền nhiệt cho chất nhận nhiệt là không khí không qua bề mặt ngăn cách mà bằng tiếp xúc trực tiếp. TGN có nhiệm vụ thải toàn bộ lượng nhiệt do chất tải nhiệt trung gian là nước mang đến và cung cấp nước lạnh tuần hoàn.

Phân loại tháp giải nhiệt: 

Có 3 hình thức phân loại như sau:

+ Theo hướng chuyển động tương đối giữa không khí và nước:

 - TGN chuyển động cùng chiều. Đây là loại tháp trong đó không khí và nước cần làm mát chuyển động cùng chiều. Loại này hiện nay ít được sử dụng do hiệu quả trao đổi nhiệt thấp và không kinh tế.
- TGN chuyển động ngược chiều. Trong tháp này, không khí và nước cần làm mát chuyển động ngược chiều. Loại này hiện nay được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật lạnh, điều hoà không khí do hiệu quả trao đổi nhiệt cao.
- TGN chuyển động giao nhau. Ở loại tháp này, không khí chuyển động cắt ngang  nước cần làm mát. Ưu điểm của loại tháp này là dễ tháo lắp khối đệm, dễ vận hành, bảo dưỡng nhưng hiệu quả trao đổi nhiệt không cao bằng loại ngược chiều nên chúng ta ít gặp trong kỹ thuật lạnh và điều hoà không khí ở Việt Nam.

+ Theo cấu tạo 

- TGN không có khối đệm, không có vật làm tơi chất lỏng. Đây là loại tháp không có phần tiếp xúc giữa nước và không khí và không có phần xé tơi chất lỏng. Chất lỏng sau khi phun ra rơi tự do theo lực trọng trường và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với không khí. Loại này ít được sử dụng do hiệu quả truyền nhiệt kém.
- TGN không khối đệm, có vật làm tơi chất lỏng. Loại tháp này có bộ phận làm cho các hạt chất lỏng sau khi phun ra sẽ được xé tơi thành các hạt nhỏ hơn. Loại này có hiệu quả trao đổi nhiệt cao hơn loại trên.
- TGN có khối đệm. Loại tháp này có một lớp khối đệm kiểu lượn sóng hoặc dạng tổ ong được bố trí phía trong tháp. Chất lỏng chuyển động dích dắc từ trên xuống trong khối đệm nên thời gian lưu lại trong tháp tăng lên. Không khí chuyển động từ dưới lên sẽ tạo ra dòng chảy rối. Nhờ khối đệm, diện tích tiếp xúc giữa không khí và nước tăng lên dẫn đến kích thước tháp giảm xuống.

+ Theo cách bố trí quạt gió

- TGN có quạt đẩy, bố trí ở đáy tháp. Loại này đòi hỏi quạt phải có công suất lớn, khi làm việc gây rung và ồn, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
- TGN có quạt hút, bố trí ở đỉnh tháp. Loại này khắc phục được nhược điểm của loại tháp trên, công suất yêu cầu của quạt không cần quá lớn, khi làm việc giảm rung và ồn. Mặt khác, vì quạt gió bố trí ở đỉnh tháp nên nước ít bị cuốn ra ngoài.

Cấu tạo và nguyên lý của tháp giải nhiệt


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Cấu tạo của tháp giải nhiệt





Nguyên lý làm việc: 

Nước nóng từ bình ngưng được bơm và phun đều lên khối đệm nhờ có dàn phun quay. Nhờ khối đệm mà nước được lưu lại khá lâu trong tháp và diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí tăng lên rất nhiều dẫn đến quá trình TĐN - TĐC được tăng cường. Không khí được hút từ phía dưới lên nhờ quạt. Ngoài ra, khối đệm cũng tạo được dòng chảy rối cho không khí đi ngược chiều với cấu tạo dích dắc của mình. Khi nước chảy xuống, các màng nước và các giọt nước gặp dòng không khí chuyển động ngược chiều từ dưới lên. Nước bay hơi vào không khí và vì quá trình bay hơi gắn liền với quá trình thu nhiệt nên nhiệt độ nước giảm xuống. Sau khi làm mát, nước được đưa trở về bình ngưng.
Các hệ thống lạnh và điều hoà không khí ở Việt Nam hiện nay sử dụng rất rộng rãi các loại TGN kiểu ngược chiều của hãng LIANGCHI (Đài Loan) và RINKI (Hồng Kông). Các tháp này có công suất nhiệt 100 - 1500 kW, chiều cao 1,5 - 6 m, đường  kính 0,9 - 8 m tuỳ thuộc vào nhu cầu tiêu thụ lạnh của cơ sở sản xuất.






Chúc các bạn thành công!

Trong các hệ thống lạnh và điều hoà không khí cũng như các hệ thống Nhiệt-Lạnh trong các công nghiệp thường rất hay sử dụng nước để làm mát bình ngưng và các thiết bị sinh nhiệt khác. Về nguyên tắc, nước dùng để làm mát bình ngưng và các thiết bị có thể lấy từ mạng nước máy hoặc từ các nguồn nước tự nhiên để sử dụng một lần và sau đó thải ra ngoài mà không tuần hoàn. Tuy nhiên, điều đó chỉ thực hiện được ở những nơi có nguồn nước dồi dào như ở nơi có ao hồ lớn hay gần biển.Do vậy, để tiết kiệm nước và giảm giá thành khi vận hành thì các hệ thống nhiệt - lạnh người ta thường hay sử dụng hệ thống tuần hoàn nước và có tháp giải nhiệt nước đi kèm. Sau khi được làm mát bằng tháp giải nhiệt (TGN), nước được đưa quay về tiếp tục làm mát bình ngưng trong vòng tuần hoàn khép kín. 


Quá trình trao đổi nhiệt trong TGN diễn ra một cách hỗn hợp. Ngoài quá trình trao đổi nhiệt đối lưu thông thường còn diễn ra quá trình trao đổi chất rất  phức tạp. Lượng nhiệt nước truyền cho không khí bao gồm: nhiệt ẩn là lượng nhiệt do hơi nước mang đi khi nước bay hơi vào không khí, nhiệt hiện là lượng nhiệt trao đổi khi có độ chênh nhiệt độ giữa nước và không khí.

Quá trình trao đổi nhiệt bằng đối lưu phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ của không khí và nước. Độ chênh nhiệt độ này càng lớn hiệu quả trao đổi nhiệt càng cao và ngược lại. Trong khi đó, quá trình bay hơi lại phụ thuộc vào độ ẩm không khí. Độ ẩm không khí càng thấp quá trình bay hơi diễn ra càng mãnh liệt và ngược lại. Hiệu quả làm mát của TGN chịu ảnh hưởng bởi mọi yếu tố gây nên quá trình TĐN - TĐC trong tháp. Khi nước tiếp xúc trực tiếp với không khí, một phần nhiệt lượng được lấy đi bởi nhiệt hiện, phần lớn lượng nhiệt nước thải đi là do quá trình bay hơi (truyền chất) của nước vào không khí. Quá trình truyền chất của nước xảy ra từ dòng nước đến dòng khí theo chiều từ nước đến khí và tuân theo định luật FICK. Tuy nhiên, quá trình này sẽ xảy ra ngược lại nếu nhiệt độ nước vào tn1 nhỏ hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí vào tư1. Trong trường hợp này, không khí cũng như nước đều được làm mát bởi TGN. Các tính toán TGN trong thực tế cho thấy, lượng nhiệt trao đổi bởi bay hơi nước chiếm 60 - 95% tổng lượng nhiệt.

Định nghĩa:

TGN là một thiết bị trao đổi nhiệt tương đối đặc biệt, đây là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tiếp xúc, trong đó chất mang nhiệt là nước truyền nhiệt cho chất nhận nhiệt là không khí không qua bề mặt ngăn cách mà bằng tiếp xúc trực tiếp. TGN có nhiệm vụ thải toàn bộ lượng nhiệt do chất tải nhiệt trung gian là nước mang đến và cung cấp nước lạnh tuần hoàn.

Phân loại tháp giải nhiệt: 

Có 3 hình thức phân loại như sau:

+ Theo hướng chuyển động tương đối giữa không khí và nước:

 - TGN chuyển động cùng chiều. Đây là loại tháp trong đó không khí và nước cần làm mát chuyển động cùng chiều. Loại này hiện nay ít được sử dụng do hiệu quả trao đổi nhiệt thấp và không kinh tế.
- TGN chuyển động ngược chiều. Trong tháp này, không khí và nước cần làm mát chuyển động ngược chiều. Loại này hiện nay được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật lạnh, điều hoà không khí do hiệu quả trao đổi nhiệt cao.
- TGN chuyển động giao nhau. Ở loại tháp này, không khí chuyển động cắt ngang  nước cần làm mát. Ưu điểm của loại tháp này là dễ tháo lắp khối đệm, dễ vận hành, bảo dưỡng nhưng hiệu quả trao đổi nhiệt không cao bằng loại ngược chiều nên chúng ta ít gặp trong kỹ thuật lạnh và điều hoà không khí ở Việt Nam.

+ Theo cấu tạo 

- TGN không có khối đệm, không có vật làm tơi chất lỏng. Đây là loại tháp không có phần tiếp xúc giữa nước và không khí và không có phần xé tơi chất lỏng. Chất lỏng sau khi phun ra rơi tự do theo lực trọng trường và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với không khí. Loại này ít được sử dụng do hiệu quả truyền nhiệt kém.
- TGN không khối đệm, có vật làm tơi chất lỏng. Loại tháp này có bộ phận làm cho các hạt chất lỏng sau khi phun ra sẽ được xé tơi thành các hạt nhỏ hơn. Loại này có hiệu quả trao đổi nhiệt cao hơn loại trên.
- TGN có khối đệm. Loại tháp này có một lớp khối đệm kiểu lượn sóng hoặc dạng tổ ong được bố trí phía trong tháp. Chất lỏng chuyển động dích dắc từ trên xuống trong khối đệm nên thời gian lưu lại trong tháp tăng lên. Không khí chuyển động từ dưới lên sẽ tạo ra dòng chảy rối. Nhờ khối đệm, diện tích tiếp xúc giữa không khí và nước tăng lên dẫn đến kích thước tháp giảm xuống.

+ Theo cách bố trí quạt gió

- TGN có quạt đẩy, bố trí ở đáy tháp. Loại này đòi hỏi quạt phải có công suất lớn, khi làm việc gây rung và ồn, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
- TGN có quạt hút, bố trí ở đỉnh tháp. Loại này khắc phục được nhược điểm của loại tháp trên, công suất yêu cầu của quạt không cần quá lớn, khi làm việc giảm rung và ồn. Mặt khác, vì quạt gió bố trí ở đỉnh tháp nên nước ít bị cuốn ra ngoài.

Cấu tạo và nguyên lý của tháp giải nhiệt


"Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn"

Cấu tạo của tháp giải nhiệt





Nguyên lý làm việc: 

Nước nóng từ bình ngưng được bơm và phun đều lên khối đệm nhờ có dàn phun quay. Nhờ khối đệm mà nước được lưu lại khá lâu trong tháp và diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí tăng lên rất nhiều dẫn đến quá trình TĐN - TĐC được tăng cường. Không khí được hút từ phía dưới lên nhờ quạt. Ngoài ra, khối đệm cũng tạo được dòng chảy rối cho không khí đi ngược chiều với cấu tạo dích dắc của mình. Khi nước chảy xuống, các màng nước và các giọt nước gặp dòng không khí chuyển động ngược chiều từ dưới lên. Nước bay hơi vào không khí và vì quá trình bay hơi gắn liền với quá trình thu nhiệt nên nhiệt độ nước giảm xuống. Sau khi làm mát, nước được đưa trở về bình ngưng.
Các hệ thống lạnh và điều hoà không khí ở Việt Nam hiện nay sử dụng rất rộng rãi các loại TGN kiểu ngược chiều của hãng LIANGCHI (Đài Loan) và RINKI (Hồng Kông). Các tháp này có công suất nhiệt 100 - 1500 kW, chiều cao 1,5 - 6 m, đường  kính 0,9 - 8 m tuỳ thuộc vào nhu cầu tiêu thụ lạnh của cơ sở sản xuất.






Chúc các bạn thành công!

M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: