Tháp giải nhiệt mạch kín: tìm hiểu kiến thức cơ bản, duy trì sự tối ưu!

 

Với khả năng giảm nhiệt trong hệ thống bằng nhiều cách khác nhau và loại bỏ nhiệt thải ra ngoài trời, tháp giải nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp. Chúng giúp tránh hệ thống quá nóng có thể trở thành thảm họa. Với suy nghĩ này, việc nâng cao kiến thức của bạn về những thiết bị khổng lồ này là điều bắt buộc, đặc biệt là khi bạn phải giải quyết chúng trong công việc. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp những thông tin hữu ích về tháp giải nhiệt dạng kín. Vì vậy hãy đọc tiếp và mở rộng kiến thức của bạn.

Tháp giải nhiệt dạng khép kín là gì?

Đối với cơ chế truyền nhiệt được sử dụng, tháp giải nhiệt dạng mạch kín hay đơn giản là bộ làm mát bằng chất lỏng là một trong những loại tháp giải nhiệt chính làm tiêu tan tải nhiệt của chất lỏng trong quá trình vào không khí xung quanh thông qua cuộn dây trao đổi nhiệt. Điều này cách ly chất lỏng xử lý với không khí bên ngoài, giữ chp chất lỏng sạch và không bị nhiễm bẩn trong một vòng khép kín và tạo ra hai mạch chất lỏng khác nhau.

Một mạch bên ngoài, trong đó nước phun lưu thông qua cuộn dây và trộn với không khí bên ngoài.

Một mạch bên trong, trong đó chất lỏng xử lý lưu thông bên trong cuộn dây.

Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt dạng kín

Không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa nước để làm mát và không khí bên trong các tháp giải nhiệt mach kín, tuy nhiên một bộ trao đổi nhiệt bổ sung vẫn được sử dụng. Tháp giải nhiệt với bộ trao đổi nhiệt đường ống và tấm cũng tồn tại. Các tháp mạch kín hoạt động tương tự như các tháp hở ngoại trừ có một cuộn dây trao đổi nhiệt bên trong tháp tách nước của tháp giải nhiệt ra khỏi nước làm mát tòa nhà.

Trong quá trình vạn hành, nước của tháp giải nhiệt được bơm từ bồn lên đầu phun, sau đó nước được phun lên một cuộn dây chứa nước làm mát tòa nhà do đó làm mát nó. Vì nước làm mát tòa nhà được chứa trong cuộn dây, nó không tiếp xúc với khí quyển và không bị tắt nghẽn do oxy và bụi bẩn.

Các loại tháp giải nhiệt mạch kín khác nhau

Có bốn loại tháp giải nhiệt vòng kín chính.

Bộ làm mát mạch kín bay hơi: loại bộ làm mát mạch kín này loại bỏ sự cần thiết của bộ trao đổi nhiệt giữa vòng lặp quy trình và thiết bị loại bỏ nhiệt. Không giống như tháp giải nhiệt, nơi nước xử lý được sử dụng làm phương tiện truyền năng lượng và mơ ra khí quyển, cuộn dây bên trong bộ làm mát mạch kín sẽ cô lập chất lỏng xử lý.

Những bộ làm mát này cung cấp khả năng vân hành tiết kiệm năng lượng với lượng dấu chân giảm so với các bộ làm mát khô, do quá trình bay hơi được sử dụng làm phương pháp làm mát chính. Bởi vì nước trong lưu vực xả đáy giảm trên các hệ thống vòng kín, nên việc tiết kiệm nước cũng được cải thiệt khi so sánh với các hệ thống vòng hở.

Bộ làm mát Mạch Kín Eco/Hybrid: Bộ làm mát Hybrid kết hợp làm mát khô và bay hơi để tối đa hóa hiệu suất năng lượng đồng thời giảm lượng nước tiêu thụ. Các thiết bị này cung cấp khả năng loại bỏ nhiệt ở chế độ khô cho đến khi tải vượt quá khả năng loại bỏ khô. Tại thời điểm chuyển đổi này, thiết bị sẽ chuyển sang chế độ bay hơi để tăng khả năng làm mát. Chỉ vận hành ở chế độ ướt khi cần thiết có thể giảm đáng kể lượng nước tiêu thụ hàng năm, chi phí thoát nước và loại bỏ khói khi ở chế độ khô.

Bộ làm mát đoạn nhiệt: Bộ làm mát hoạt động tương tự như hệ thống làm mát khô, nhưng có thểm các tấm làm mát trước. Nước chảy qua môi trường xốp trong khi không khí được hút qua các miếng đệm, làm giảm nhiệt độ bầu khô của không khí đi vào. Ảnh hưởng của việc giảm nhiệt độ bầu khô ở cuộn dây giúp loại bỏ nhiệt nhiều hơn. Do đó, các hệ thống đoạn nhiện hiệu quả nhất trong môi trường khô, nóng và sử dụng ít nước hơn tới 80% so với các thiết bị bay hơi truyền thống. Bộ phận đoạn nhiệt cũng cung cấp khả năng làm mát cần thiết trong một diện tích nhỏ hơn và hoặc công suất động cơ quạt thấp hơn so với bộ làm mát khô hoàn toàn.

Bộ làm mát khô: Bộ làm mát khô được chỉ định tốt nhất khi tiết kiêm nước và giảm bảo trì là những cân nhắc chính. Vì máy làm mát khô không sử dụng bất kỳ loại nước hoặc làm mát bay hơi nào, nên máy làm mát khô loại bỏ việc xử lý nước, tất cả các vấn đề về lông và vi khuẩn Legionella. Tuy nhiên, máy làm mát khô sẽ sử dụng nhiều năng lượng hơn và yêu cầu diện tích lớn hơn so với máy làm mát chất lỏng bay hơi hoặc hỗn hợp có cùng công suất.

Trong bộ làm mát khô, nhiệt từ chất lỏng của vòng lặp quy trình sẽ tiêu tán qua bề mặt ống cuổn và ra các cánh tản nhiệt không phả do bay hơi. Không khí xung quanh được hút vào bề mặt cuộn dây bằng một chiếc quạt nằm ở trên cùng của thiết bị. Nhiệt từ chất lỏng được truyền vào không khí thông qua quá trình làm mát hợp lý và thải ra khí quyển.

Tháp giải nhiệt mạch kín Ưu điểm

Mạch làm mát không gây ô nhiễm

Vận hành khô trong mùa đông

Giảm bảo trì hệ thống dẫn đến giảm thời gian ngừng hoạt động, điều này đặc biệt quan trọng đối với các trung tâm dữ liệu và các ứng dụng làm mát quy trình quan trọng.

Chi phí hệ thống tổng thể thấp hơn nhờ tiết kiệm quanh năm về bảo trì, nước, năng lượng và xử lý nước

Mất nước do bay hơi được giảm hoặc loại bỏ, tùy thuộc vào loại thiết bị làm mát vòng kín được chọn

Chúng làm giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu xử lý hóa chất đối với chất lỏng hệ thống

Họ bảo vệ chất lượng của chất lỏng quá trình

Họ cung cấp tính linh hoạt trong hoạt động với chi phí đầu tiên cao hơn một chút

Chúng cũng có thể cung cấp khả năng loại bỏ nhiệt hợp lý khô hoàn toàn, điều này có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ nước chung cho một dự án.

Có thể định cỡ cho thiết kế đầy đủ hoặc tải một phần dựa trên nhiệt độ chuyển đổi bóng đèn khô.

Sự khác biệt giữa tháp giải nhiệt mạch hở và mạch kín

Trong khi các tháp giải nhiệt vòng hở loại bỏ nhiệt trong một diện tích nhỏ hơn so với bộ làm mát chất lỏng vòng kín (do chất lỏng của quá trình được làm mát thông qua truyền nhiệt ẩn trực tiếp), các hệ thống vòng kín được hưởng lợi từ hiệu suất nhiệt bền vững của toàn bộ hệ thống. Đạt được hiệu quả toàn hệ thống cao hơn theo thời gian vì các bề mặt truyền nhiệt ít bị bám bẩn hơn. Các hệ thống vòng kín cũng thường yêu cầu mã lực bơm ít hơn so với các hệ thống vòng hở có công suất tương tự.

Hơn nữa, với hệ thống vòng kín, tiết kiệm đáng kể chi phí lắp đặt nhờ giảm công suất máy bơm cần thiết, loại bỏ bộ trao đổi nhiệt dạng tấm và khung trung gian, đồng thời loại bỏ các van đắt tiền và hệ thống đường ống bổ sung. Điều này được kết hợp với tiết kiệm vận hành trọn đời bao gồm giảm xửa lý nước/hóa chất, giảm tiêu thụ nước và giảm bảo trì. Chỉ so sánh một tháp giải nhiệt hở với một tháp làm mát mạch kín về mặt giá cả không nói lên toàn bộ câu chuyện, khi xem xét chi phí lắp đặt bổ sung trả trước và chi phí vận hành của một hệ thống vòng hở.

Ngoài ra, so với tháp giải nhiệt vòng hở, tháp giải nhiệt mạch kín cung cấp sự linh hoạt hơn về vị trí lắp đặt thiết bị loại bỏ nhiệt. Các hệ thống vòng kín cũng không yêu cầu cân bằng hoặc cân bằng thủy lực. Do đó, bộ làm mát chất lỏng có thể được lắp đặt bằng hoặc thấp hơn mức của đường ống hệ thống được kết nối. Ngược lại, lắp đặt tháp giải nhiệt bên dưới lớp hoặc bên dưới máy bơm có thể dẫn đến ngập tháp khi thiết bị tắt. 

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, thiết bị vòng kín cũng mang lại lợi thế cho hệ thống làm mát hoạt động ở nhiệt độ ngoài trời dưới mức đóng băng. Một số loại thiết bị vòng kín có thể vẫn yêu cầu một số loại bảo vệ đóng băng, nhưng tất cả các tháp giải nhiệt vòng hở phải được trang bị bộ gia nhiệt chậu, thiết kế thoát nước ngược hoặc hệ thống tuần hoàn trong thời gian không hoạt động trong điểu kiện đóng băng. 

Các loại tháp giải nhiệt: hướng dẫn cơ bản để biết các loại khác nhau

Các loại tháp giải nhiệt khác nhau giúp giải quyết một vấn đề lớn trong thế giới hiện đại. Loại bỏ nhiệt dư thừa! Cần loại bỏ một lượng lớn nhiệt sinh ra từ các quy trình công nghiệp và các loại máy khác nhau nếu bạn muốn hệ thống của mình hoạt động hiệu quả và giảm số tiền bạn phải trả cho áp suất phụ mà các hệ thống kém hiệu quả đó sử dụng.

Với ý nghĩ đó, các loại tháp giải nhiêt đã được thiết kế để phù hợp với các nhu cầu khác nhau trong lĩnh vực này và giúp tiết kiệm tiền trong thời gian dài. Trong bài viết hôm nay, tôi muốn nói về các loại khác nhau này và giúp bạn biết từng loại một để chọn loại phù hợp cho hệ thống của mình.

Các loại tháp giải nhiệt khác nhau

Các kích cỡ và loại tháp giải nhiệt khác nhau được điều chỉnh cho các nhu cầu và ứng dụng khác nhau của tháp giải nhiệt. Mặc dù các loại khác nhau có thiết kế tháp giải nhiệt khác nhau, nhưng chức năng cơ bản của tất cả các loại này vẫn giống nhau vì chúng đều có chung một mục đích là tản nhiệt từ hệ thống vào không khí thông qua quá trình bay hơi.

Dưới đây, bạn có thể thấy sự phân loại khác nhau của tháp giải nhiệt:

Phân loại theo công dụng

Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC)

Tháp giải nhiệt công nghiệp

Phân loại theo cấu tạo

Loại gói

Loại dựng trường

Phương pháp tạo luồng không khí

Dự thảo tự nhiên

dự thảo cơ khí

dự thảo cảm ứng

Cưỡng bách

Dự thảo tự nhiên có sự hỗ trợ của quạt

phương pháp truyền nhiệt

Tháp giải nhiệt ướt

Tháp giải nhiệt khô

Tháp giải nhiệt chất lỏng hoặc mạch kín

Tháp giải nhiệt hỗn hợp

Lưu lượng không khí với nước

dòng chảy chéo

ngược dòng

Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC)

Tháp giải nhiệt HVAC (sửa ấm, thông gió và điều hòa không khí) được sử dụng để loại bỏ nhiệt không mong muốn từ máy làm lạnh. Thiết bị làm lạnh làm mát bằng chất lỏng thường tiết kiệm năng lượng hơn thiết bị làm lạnh làm mát bằng không khí do loại bỏ nhiệt đối với nước tháp ở hoặc gần nhiệt độ bầu ướt. Thiết bị làm lạnh làm mát bằng không khí phải loại bỏ nhiệt ở nhiệt độ bầu khô cao hơn, và do đó có hiệu suất chu trình carnot ngược trung bình thấp.

Tháp giải nhiệt HVAC thường nhỏ hơn tháp giải nhiệt công nghiệp và phục vụ nhiều ứng dụng thương mại hơn như làm mát nước tuần hoàn của nhà máy lọc dầu, nhà máy điện và nhà máy hóa chất cũng như làm mát các tòa nhà như tòa nhà văn phòng lớn, bệnh viện và trường học.

Tháp giải nhiệt công nghiệp

Tháp giải nhiệt công nghiệp có thể được sử dụng để loại bỏ nhiệt từ nhiều nguồn khác nhau như máy móc hoặc vật liệu gia nhiệt. Công dụng chính của các tháp giải nhiệt công nghiệp lớp là loại bỏ nhiệt hấp thụ trong hệ thống nước làm mát tuần hoàn được sử dụng trong các nhà máy điện, nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu, nhà máy xử lý khí tự nhiên, nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy bán dẫn và cho các ngành công nghiệp khác. Các thiết bị như trong bình ngưng của cột chưng cất, để làm mát chất lỏng trong quá trình kết tinh, vvv

Phân loại theo cấu tạo

Tháp giải nhiệt có thể khác nhau dựa trên cấu trúc của chúng bao gồm:

Loại gói

Vỏ của loại này được thiết kế bằng các vật liệu như polyester gia cố sợi thủy tinh vì khả năng chịu nhiệt và độ bền cao, ngoài ra, vật liệu được sử dụng để tạo ra vỏ loại này cũng không bị ăn mòn. Loại này được chế tạo sẵn và nhỏ gọn , do đó vận chuyển của nó là dễ dàng. Loại gói được sử dụng trong các cơ sở yêu cầu loại bỏ nhiệt thấp, chẳng hạn như các tòa nhà văn phòng, bệnh viện và trung tâm thương mại. Do chúng được sử dụng thường xuyên trong hoặc gần các khu dân cư nên việc kiểm soát mức độ âm thanh là một vấn đề tương đối quan trọng đối với tháp giải nhiệt loại này.

Loại lắp dựng hiện trường

Không giống như loại trọn gói, loại tháp giải nhiệt công nghiệp này lớn và được sử dụng trong các cơ sở lớn như nhà máy điện, nhà máy luyện thép, nhà máy lọc dầu hoặc nhà máy hóa dầu do khả năng loại bỏ nhiệt lớn hơn. Chúng có thể được điều chỉnh theo nhu cầu công nghiệp của bạn và dựa trên thông số kỹ thuật tùy chỉnh.

Phương pháp tạo luồng không khí

Đối với việc hút không khí qua tháp, có ba loại tháp giải nhiệt: tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên, đối lưu cơ học và đối lưu tự nhiên có sự hỗ trợ của quạt.

Tháp tự nhiên

Hình dạng và thiết kế theo kiểu này cho phép luồng không khí tự nhiên đi khắp toàn tháp. Quy luật về mật độ khác nhau giữa không khí ẩm và không khí xung quanh làm cho quá trình này có thể xảy ra. Không khí ẩm và ẩm sẽ nhảy nhiều hơn không khí mát và sẽ bay lên qua tháp, trong khi không khí khô và mát ở bên ngoài tháp sẽ rơi xuống tháp. Quá trình này xảy ra trong một vòng lặp và kết quả là làm mát nước. Tháp nháp tự nhiên thường được đặt bên ngoài tòa nhà để có luồng không khí thích hợp.

Tháp cơ khí

Loại tháp giải nhiệt này cần một chiếc quạt để đẩy không khí qua hệ thống như một trong những bước cần thiết để làm mát nước chảy trong hệ thống với sự trợ giúp của không khí này. Không khí này được lưu thông với sự trợ giúp của cánh quạt hoặc quạt ly tâm. Tốc độ của quạt có thể được kiểm soát và nhờ đó, việc kiểm soát công suất cũng trở nên dễ dàng.

So với loại giàn phơi tự nhiên, loại giàn phơi này có cấu tạo nhỏ hơn nhiều. hiệu quả của loại gió lùa cơ học cao hơn nhiều so với tháp gió lùa tự nhiên và không giống như gió lùa tự nhiên, chúng có thể được đặt ở bất kỳ đâu bên trong tòa nhà khi được xả can đúng cách. Nhưng một trong những nhược điểm của chúng là tiêu thụ nhiều điện năng hơn loại còn lại và tốn nhiều chi phí hơn để vận hành.

Tháp cảm ứng

Gió lùa cảm ứng là một tháp gió lùa cơ học có quạt ở đầu xả (ở trên cùng) để hút không khí đi qua tháp. Quạt cảm ứng không khí nóng ẩm ra ngoài xả. Điều này tạo ra vận tốc không khí đi vào thấp và đi ra cao, làm giảm khả năng tuần hoàn trong đó không khí thải ra quay trở lại cửa hút khí. Sự sắp xếp quạt/vậy này còn được gọi là kéo qua.

Cưỡng bách

Dự thảo cưỡng bức là một tháp dự thảo cơ học với quạt kiểu thổi gió ở đầu vào. Quạt đẩy không khí vào tháp, tạo ra vận tốc không khí đi vào cao và đi ra thấp. Vận tốc thoát ra thấp dễ bị tuần hoàn hơn nhiều. Với quạt trên cửa hút gió, quạt dễ bị biến chứng hơn do điều kiện đóng băng. Một nhược điểm khác là thiết kế mớn nước cưỡng bức thường yêu cầu nhiều mã lực động cơ hơn so với thiết kế mớn nước cảm ứng tương đương. Lợi ích của thiết kế dự thảo cưỡng bức là khả năng làm việc với áp suất tĩnh cao. Các thiết lập như vậy có thể được cài đặt trong không gian hạn chế hơn và thậm chí trong một số tình huống trong nhà. Hình dạng quạt/vây này còn được gọi là thổi xuyên qua.

Phương pháp truyền nhiệt

Có bốn loại trong danh mục này, bao gồm:

Tháp giải nhiệt ướt hoặc mạch hở

Loại này sử dụng nước để làm mát cơ sở. Sự giảm nhiệt độ quá trình và tăng nhiệt độ bầu ướt và độ ẩm của không khí cho thấy sự truyền nhiệt trong tháp. Chúng thường tạo ra khí thải trôi dạt không nguy hiểm nhưng một số chất khử có thể được sử dụng để giảm thiểu sự trôi dạt. Loại này có giá cả phải chăng, có thể tái tạo và tiết kiệm chi phí và đó là một trong những lý do khiến nó trở nên phổ biến.

Tháp giải nhiệt khô

Bề mặt ngăn cách không khí xung quanh với chất lỏng làm việc chịu trách nhiệm truyền nhiệt. Hoạt động này dựa trên nguyên tắc truyền nhiệt xảy ra nhờ bộ trao đổi nhiệt có cánh tản nhiệt mở rộng. Loại này không hề tốn nước vì quạt sử dụng động cơ điện để chạy.

Tháp giải nhiệt chất lỏng hoặc mạch kín

Chất lỏng được đề cập trong tên của loại này được tạo ra bằng hỗn hợp nước với glycol. Sau đó, chất lỏng lưu thông trong cuộn dây khắp hệ thống để loại bỏ nhiệt dư thừa. Chúng có năng suất cao và thời gian chết thấp hơn. Bạn có thể sử dụng chúng ở những nơi bề mặt không bị nhiễm bẩn.

Tháp giải nhiệt hỗn hợp

tháp giải nhiệt lai là tháp giải nhiệt mạch kín có thể chuyển đổi giữa hoạt động ướt và khô. Điều này giúp cân bằng tiết kiệm nước và năng lượng trong nhiều điều kiện thời tiết.

Lưu lượng không khí với nước

Phân loại tháp giải nhiệt dựa trên lưu lượng không khí-nước bao gồm:

Dòng chảy chéo

Không khí trong loại tháp giải nhiệt này có thể chảy theo chiều ngang và nước nóng chảy xuống theo chiều ngang và nước nóng chảy theo chiều dọc. Nước nóng chảy từ các lưu vực phân phối và luồng không khí làm mát nước để đạt được kết quả mong muốn. Loại này được gọi là kém hiệu quả hơn so với loại ngược dòng vì nó dễ bị đóng băng và tích tụ bụi bận trong chất độn, đặc biệt là ở những khu vực nhiều bụi hoặc cát. Ngoài ra, nó có mức tiêu thụ điện năng cao hơn vì loài này cầj nhiều không khí hơn để hoàn thành quy trình do thời gian tiếp xúc với luồng không khí ít hơn.

Ngược dòng

Đây là một trong những loại tháp giải nhiệt cũng được ưa chuộng. Nước nóng ở loại này đi vào từ trên xuống và không khí đi từ dưới lên thoát ra từ trên xuống. Có các kênh với các đường ống bên và nước được phân phối qua chúng. Trong số các ưu điểm của loại này, có thể kể đến mức tiêu thụ điện năng thấp hơn so với loại crossflow. Thêm vào đó, việc bảo trì dễ dàng và giá cả phải chăng và chúng nhỏ gọn hơn so với đối tác của chúng. Trong các tháp giải nhiệt ngược dòng, sự phân tách nước trong phun làm cho quá trình truyền nhiệt hiệu quả hơn.

Nhược điểm của các tháp giải nhiệt này bao gồm chi phí dài hạn cao hơn, chủ yếu là do yêu cầu về máy bơm. Hơn nữa, chúng thường ồn ào hơn, do chiều cao thác nước lớn hơn từ đáy khối lấp vào bồn nước lạnh.

Đó là tất cả những gì bạn cần biết về các loại tháp giải nhiệt và cách chúng hoạt động. Bây giờ bạn đã có tất cả các thông tin cần thiết, bạn có nhận xét gì để chia sẻ với chúng tôi không? Sau đó, đừng ngần ngại để lại nhận xét bên dưới và viết ra suy nghĩ của bạn. Chúng tôi cũng rất muốn biết liệu bạn có bất kỳ kinh nghiệm nào với các hệ thống này không! Hãy kể cho chúng tôi câu chuyện của bạn ngay bây giờ. Và nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng đăng ký trên Linquip để một trong những chuyên gia của chúng tôi giúp bạn giải quyết vấn đề của mình.

Đó là tất cả những gì bạn cần biết về các loại tháp giải nhiệt và cách chúng hoạt động. Bây giờ bạn đã có tất cả các thông tin cần thiết, bạn có nhận xét gì để chia sẻ với chúng tôi không? Sau đó, đừng ngần ngại để lại nhận xét bên dưới và viết ra suy nghĩ của bạn. Chúng tôi cũng rất muốn biết liệu bạn có bất kỳ kinh nghiệm nào với các hệ thống này không. Hãy kể cho chúng tôi câu chuyện của bạn ngay bây giờ.