TÍNH TOÁN THÁP GIẢI NHIỆT

TÍNH TOÁN THÁP GIẢI NHIỆT

I. Phân loại

• Dựa vào những đặc tính, thiết kế mà người ta chia tháp giải nhiệt thành nhiều loại khác nhau. Có 3 cách phân loại tháp giải nhiệt

a. Dựa theo hình dáng thiết kế: Phân tháp giải nhiệt thành hai loại đó là tháp hạ nhiệt tròn và tháp hạ nhiệt vuông.

• Tháp giải nhiệt tròn: Phổ biến trong việc sản xuất điều hòa không khí, công nghiệp đông lạnh hoặc ngành ép nhựa hoặc ứng dụng trong những quy mô nhỏ. Độ bền của tháp cao, chống được ăn mòn và gỉ sét, thích hợp những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt. Quan trọng nhất là dễ lắp đặt cùng với giá thành phải chăng.

• Tháp giải nhiệt vuông: Thiết kế theo cấu trúc hình khối, đơn giản, thuận tiên khi lắp đặt tại các công trường. Tháp hạ nhiệt dạng vuông có thể liên kết để tạo thành một tổ hợp cho hiệu suất giải nhiệt và tối ưu diện tích và linh hoạt trong chế độ vân hành và bảo trì. Tháp giải nhiệt vuông thường đến từ các thương hiệu nổi tiếng như Tashin, Liang Chi và được dùng chủ yếu trong ngành thực phẩm, dược phẩm, điện tử,…

b. Phân loại theo nguyên lý hoạt động: chia ra làm 2 loại

• Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên: Sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và bên trong để làm mát nước. Cụ thể là khí nơi nước nóng trong tháp bay lên trên không thì khí mát ở bên ngoài sẽ đi vào đáy tháp để tiếp tục làm mát nước. Chất liệu thường được làm bằng bê tông, cao tới 200m và được dùng cho nhà máy có công suất lớn, nhu cầu giải nhiệt cao.
• Tháp giải nhiệt đối lưu cơ học: Sử dụng vòng quạt lớn để hút khí cưỡng bức trong nước lưu thông, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và không khí. Tỷ lệ giải nhiệt của thiết bị này phụ thuộc vào đường kính của quạt, tốc độ của quạt và khối đệm trợ lực của hệ thống.

c. Dựa vào cơ chế tuần hoàn nguồn nước: Phân loại thành ba loại tháp: Tháp giải nhiệt không tuần hoàn, tháp giải nhiệt tuần hoàn kín và tháp giải nhiệt tuần hoàn hở

• Tháp giải nhiệt không tuần hoàn: Thiết bị lấy nước từ những nơi có trữ lượng dồi dào như sông, hồ vì được thiết kế không tái sử dụng nước nên cần những nguồn nước rẻ để tiết kiệm kinh phí. Cho nước vào cũng phải xử lý để chống cáu cặn vi sinh gây hỏng tháp.
• Tháp giải nhiệt tuần hoàn kín: Là loại tháp hạ nhiệt không loại bỏ nguồn nước sau khi làm mát mà luông giữ một lượng nước cố định trong đường ống. Thiết bị cũng cần giải pháp chống ăn mòn để ngăn ngừa vi sinh theo thời gian.
• Tháp tuần hoàn hở: Là loại tháp giải nhiệt công nghiệp sử dụng phổ biến. Với thiết bị này, nước tuần hoàn bị hao hụt do bay hơi sẽ liên tục cung cấp bù bằng một lượng tương đương nên chất lượng sẽ thay đổi liên tục. Vì là dạng hở nên người sử dụng cần kiểm tra thường xuyên theo dõi, vệ sinh đảm bảo chất lượng cho thiết bị

II. Nguyên lý làm việc của tháp giải nhiệt

• Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt là trích nhiệt từ hơi nước và thải nhiệt ra ngoài khí quyển. Kết quả của quá trình hạ nhiệt là phần nước còn lại trong tháp được làm mát đáng kể.
• Tháp giải nhiệt nước được thiết kế theo dạng luồng khí trực tiếp theo phương thẳng đứ ng xuống bồn nước. Luồng khí sẽ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt màng của tháp, lưu lượng nước sẽ chảy thẳng xuống bởi trọng lực. Không khí luân chuyển qua màng giải nhiệt và hòa vào không khí bên ngoài. Sơ đồ trạng thái không khí giải nhiệt là làm mát không khí đẳng Etanpi:

III. Tính toán tháp giải nhiệt

a. Lưu lượng nước giải nhiệt:

Trong đó:

• • Qk: Nhiệt lượng ngưng tụ của Chiller và một phần nhiệt gia tăng từ máy nén, Qk = Qo + Qdc, kW với Qdc = 0.25.Qo
  • Gk: Lưu lượng nước giải nhiệt, kg/s
  • Δtgn: Chênh lệch nhiệt độ ra/vào của tháp giải nhiệt, thông thường Δt = 5
  • Cp: Nhiệt dung riêng của nước, Cp = 4.187 kJ/kg.K
• Ngoài ra, chúng ta phải hiệu chỉnh công suất tháp theo WB của môi trường. 

b. Tính lượng nước bù cho tháp (Make up water)

Lưu lượng nước bổ sung cho tháp giải nhiệt:

M = E + C + D

Trong đó:

• • M: Lưu lượng nước bổ sung (Make up water)
  • L: Lưu lượng nước tuần hoàn
  • T1: Nhiệt độ nước vào
  • T2: Nhiệt độ nước ra
  • E: Lượng nước thoát do bay hơi, E=(T1 – T2) / 600 x L
  • Lưu lượng nước thất thoát do lôi cuốn: C = 0.1% x L
  • Lưu lượng thất thoát do tháo nước xả: D = 0.315% x L

Các bạn có thể tham khảo khoá học thiết kế MEPF bằng cách để lại thông tin theo form bên dưới hoặc liên hệ MEPF TEAM để được hỗ trợ: