Tháp giải nhiệt kín là gì? Phân loại, Cấu tạo, Ưu điểm nổi bật

Tháp giải nhiệt kín vận hành theo cách rất thông minh: trao đổi nhiệt qua con đường gián tiếp để duy trì độ sạch của dung môi làm mát. Ngoài ưu điểm trên, thiết bị còn nhận được nhiều lời khen về thiết kế tiện dụng.

1. Tìm hiểu cơ bản về tháp giải nhiệt kín

Tháp giải nhiệt kín (hay tháp giải nhiệt tuần hoàn kín) là thiết bị làm mát nước bằng cách truyền nhiệt qua một lớp màng ngăn cách.

Nước nóng (cần giải nhiệt) không tiếp xúc trực tiếp với không khí, luồng nước bên ngoài.

Khi tháp giải nhiệt kín hoạt động luôn có sự hiện diện đồng thời của 2 mạch chất lỏng riêng biệt. 

Mạch bên trong là nước nóng cần làm mát, lưu thông trong 1 cuộn dây. Mạch bên ngoài là nước phun, có nền nhiệt thấp, tiếp xúc gần với không khí lưu thông.

Sự tiếp xúc gián tiếp giữa 2 mạch nước và sự tiếp xúc trực tiếp của nước phun với không khí đã giúp tối ưu hiệu quả làm mát của hệ thống.

2. Cấu tạo chính của tháp tản nhiệt kín

Tháp giải nhiệt kín được cấu tạo từ 5 bộ phận chính, đó là:

• Vỏ tháp: thường được làm từ thép, đúc dày trên 4 ly, làm thành bộ khung hình hộp chữ nhật rất chắc chắn. Bên ngoài phủ thêm lớp chống oxy hóa, giúp tăng cường hiệu quả bảo vệ khi tiếp xúc mưa nắng thường xuyên.

• Cuộn dây trao đổi nhiệt: Là bộ phận dẫn nước nóng di chuyển trong hệ thống. Thành phần này được làm bằng chất liệu dẫn nhiệt tốt, tạo thế thuận tiện cho quá trình trao đổi nhiệt của nước.

• Hệ thống phun nước bên ngoài: Giúp phân phối nước làm mát cho hệ thống tản nhiệt, tạo ra lớp nước mỏng bao quanh cuộn dây (chứa nước nóng).

• Quạt hút gió: Tạo luồng không khí lưu thông ngược chiều với dòng nước phun để gia tăng diện tích tiếp xúc, tối ưu hiệu quả truyền nhiệt.

• Bể chứa: là nơi đựng nước phun sau khi đã hạ nhiệt.

Ngoài ra, tháp hạ nhiệt còn có thêm các chi tiết hỗ trợ khác như: hệ thống điều khiển, ống dẫn, đầu phun,...

3. Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt kín

Tháp giải nhiệt kín vận hành dựa trên nguyên lý tiếp xúc gần và truyền nhiệt (từ nơi có nền nhiệt cao sang nơi có nền nhiệt thấp).

Khi tháp vận hành, nước nóng sẽ đi theo đường ống, di chuyển từ nhà máy về tháp giải nhiệt. Tại đây, nước di chuyển trong cuộn dây, tiếp xúc gần với nước phun bên ngoài.

Khi đó, quá trình trao đổi nhiệt sẽ diễn ra trên bề mặt cuộn dây làm cho nước phun tăng nhiệt. Nước trong cuộn dây hạ nhiệt dần dần.

Tiếp theo, nước phun tiếp xúc với luồng khí di chuyển ngược chiều và nhiệt lượng được truyền sang không khí. Kết quả là nước bay hơi, hạ nhiệt cực nhanh sau quá trình trao đổi nhiệt.

Nước trong cuộn dây sẽ được tuần hoàn trở lại hệ thống cần làm mát. 

Nước phun rơi xuống bồn chứa sẽ được bơm lên trở lại để bắt đầu chu kỳ tản nhiệt mới.

XEM TIẾP: Tìm Hiểu Sơ Đồ Nguyên Lý Hoạt Động Của Tháp Giải Nhiệt

4. Ưu điểm nổi bật của tháp giải nhiệt kín

Ngày nay, tháp giải nhiệt kín càng ngày càng được sử dụng rộng rãi vì những ưu điểm sau:

• Do nước trong cuộn dây không tiếp xúc gần với không khí và nước phun bên ngoài. Giúp ngăn chặn tốt các thành phần gây ô nhiễm. Nước làm mát luôn có độ sạch cao, giảm bớt tần suất xả tràn, thay nước định kỳ.

• Giúp hạ nhiệt nhanh nguồn nước làm mát, giữ cho hệ thống máy móc vận hành ổn định, không bị hư hại.

• Tốn ít công vệ sinh, bảo trì toàn hệ thống, giảm bớt sức người khi vận hành tháp giải nhiệt.

• Phù hợp với những nhà máy, khu chế xuất có yêu cầu khắt khe về nguồn nước làm mát (sạch, an toàn, không nhiễm bẩn).

5. Hạn chế chí mạng của tháp giải nhiệt kín

Bên cạnh những điểm cộng vừa nêu, tháp tản nhiệt kín vẫn tồn tại 1 số điểm trừ:

• Tiêu thụ nhiều điện năng khi vận hành, phí đầu tư, phí hoạt động đều cao hơn hẳn tháp giải nhiệt hở.

• Do nước nóng trong cuộn dây và nước phun chỉ tiếp xúc gián tiếp, hiệu suất trao đổi nhiệt thấp hơn tháp giải nhiệt hở có cùng công suất. Nếu muốn đạt được hiệu suất tương đương, tháp tản nhiệt kín cần dùng đến nhiều năng lượng hơn.

6. Tháp giải nhiệt kín được dùng ở đâu?

Bạn có thể bắt gặp tháp giải nhiệt kín ở những môi trường làm việc sau:

• Tại các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp có yêu cầu cao về chất lượng nước làm mát để tránh gây ô nhiễm cho nguyên liệu, hàng hóa sản xuất.

• Dùng trong hệ thống làm mát của các cơ sở kinh doanh thường xuyên làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao. Ví dụ: Nhà máy nhiệt điện, luyện kim, sản xuất đồ nhựa, sản xuất hóa chất, dược phẩm, thực phẩm.

• Tại các hệ thống tuần hoàn nước kín, nơi cần ngăn ngừa ô nhiễm và bảo vệ môi trường.

7. So sánh tháp giải nhiệt kín và tháp giải nhiệt hở

Nếu đang phân vân giữa 2 lựa chọn: tháp giải nhiệt kín và tháp giải nhiệt hở, hãy tham khảo bảng so sánh sau để đưa ra quyết định:

Tháp giải nhiệt kín không phải là sản phẩm toàn năng vì có cả những ưu điểm và hạn chế. Hãy dựa vào những thông tin mà Đặng Gia vừa cung cấp và nhu cầu thực tế để cân nhắc về lựa chọn này!