Phương pháp làm mát nhà xưởng bằng hệ thống lạnh và hơi nước là phương pháp làm mát hiện đại và phổ biến. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết sơ đồ nguyên lý hoạt động của những hệ thống làm mát bằng nước này. Vì vậy, trong bài viết ngày hôm nay chúng tôi sẽ giúp người đọc hiểu rõ hơn về vấn đề trên.
Hệ thống lạnh công nghiệp là gì?
Tại các khu công nghiệp sản xuất, chế tạo hiện nay thì việc sử dụng hệ thống làm mát công nghiệp là điều cần thiết. Bởi tại các khu nhà xưởng, khu công nghiệp có quy mô vừa và lớn là nơi làm việc của rất nhiều công nhân và chứa đựng các nguyên liệu, sản phẩm,…Do đó, hệ thống làm mát nhà xưởng ngày càng được áp dụng rộng rãi hơn.
Hệ thống làm mát công nghiệp
Xem thêm: Mách bạn cách sử dụng tháp giải nhiệt đạt hiệu suất lớn nhất
Có thể định nghĩa rằng hệ thống làm mát nhà xưởng công nghiệp mà là làm mát không khí hay giảm nhiệt bằng hơi nước. Chúng được hoạt động bởi một thiết bị công nghệ bay hơi không khí hay còn gọi là tháp giải nhiệt.
Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh
Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh kho bảo quản hiện nay được chia thành 2 loại phổ biến là: giải nhiệt bằng gió (dàn ngưng) và giải nhiệt bằng nước (bình ngưng). Trước đây, người ta hay sử dụng kiểu giải nhiệt bằng gió. Tuy nhiên, theo thời gian người ta nhận thấy những ngày hè nắng nóng thì hiệu quả giải nhiệt kém. Vì vậy, ngày nay người ta thường sử dụng hệ thống làm mát bằng nước trong các hệ thống của kho lạnh bảo quản. Dưới đây là nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng hơi nước.
Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp nén
Điểm đặc biệt trong sơ đồ nguyên lý làm việc này là bình ngưng đảm nhiệm chức năng bình chứa cao áp. Đối với loại bình ngưng này thì các ống trao đổi nhiệt chỉ bố trí ở phần trên của bình. Hơn nữa, việc sử dụng bình ngưng – bình chứa có cấu tạo hệ thống đơn giản và giảm chi phí đầu tư. Có rất nhiều thiết bị tham gia quá trình làm mát của hệ thống lạnh, trong đó phải kể đến 4 thiết bị chính trong hệ thống lạnh là: tháp giải nhiệt, máy nén lạnh, bình ngưng và dàn lạnh.
Lợi ích của hệ thống làm mát bằng hơi nước
-Hệ thống làm mát máy móc bằng hơi nước tại các nhà xưởng, khu công nghiệp cung cấp 100% khí tự nhiên đã được làm mát bằng tháp tản nhiệt.
-Góp phần đem lại bầu không khí thêm trong sạch, bớt ô nhiễm bụi từ máy móc thải ra.
-Hiệu quả làm mát khá nhanh chóng, có thể hạ nhiệt độ thấp nhất từ 20-30 độ C.
-Duy trì và cân bằng độ ẩm không khí một cách triệt để, không gây hại đối với con người và môi trường xung quanh.
Hoạt động của hệ thống tháp tản nhiệt
Xem thêm: Lợi ích của hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng nước cho nhà xưởng
–Hệ thống làm lạnh bằng nước có khả năng vận hành với chi phí tiết kiệm điện lên đến 90% so với máy lạnh.
-Mặc dù có kích thước khá lớn nhưng hệ thống làm mát bằng hơi nước được lắp đặt bên ngoài xưởng. Do đó tránh được tình trạng gây ra tiếng ồn khó chịu ảnh hưởng các công việc khác.
-Việc lắp đặt hệ thống làm mát khá đơn giản và nhanh chóng bởi các chi tiết cấu tạo được thiết kế hiện đại, thuận lợi cho việc lắp đặt hay tháo rời.
-Quá trình điều khiển hoàn toàn tự động, góp phần tiết kiệm thời gian và công sức cho doanh nghiệp sử dụng.
Tính toán thiết kế tháp giải nhiệt
Sau khi đã lựa chọn được thiết bị làm mát phù hợp cho nhà xưởng, khu công nghiệp, chủ đầu tư cũng cần tính toán thiết kế tháp giải nhiệt sao cho hợp lý. Có thể dựa vào cách tính toán hệ thống cơ bản như sau:
Tính công suất làm mát của hệ thống
Để xác định được công suất làm mát của tháp giải nhiệt, việc đầu tiên cần xác định được công suất tỏa nhiệt của hệ thống cần làm mát. Dựa vào các thông số như: nhiệt độ nước trước và sau khi ra hệ thống, hưu lượng nước ra, vào của hệ thống.
Khi đã có đủ các thông số trên thì áp dụng công thức của nhiệt động học sau:
Q = C*M*(T2-T1)
Trong đó:
- C là nhiệt dung riêng của nước, đơn vị của C là J/kg*K
- M là khối lượng của nước được tính thông qua lưu lượng
- T2-T1 là nhiệt độ sau trừ đi nhiệt độ ban đầu
Sau khi tính công suất tỏa nhiệt của hệ thống làm lạnh và kết hợp với các yêu tố như: mặt bằng, nhiệt độ môi trường và tính quan trọng của hệ thống nhằm quyết định được công suất làm mát của tháp giải nhiệt cũng như số lượng tháp cần sử dụng.
Xác định nhu cầu sử dụng để tính toán thiết kế tháp giải nhiệt
Chọn lựa bơm cho tháp
Trong bước này, người dùng cần xác định 2 yếu tố đó là: lưu lượng và áp suất của bơm. Trong đó, lưu lượng của bơm được xác định qua tháp còn áp suất của bơm được xác định qua vị trí giữa bơm và tháp, kích thước và đường đi của đường ống. Mối quan hệ giữa các yếu tố này là một hàm nghịch biến (áp suất cao thì lưu lượng thấp và ngược lại). Khi đã có đủ các thông số thì sẽ chọn được mã bơm cần thiết.
Tính thể tích của bể trung gian
Thể tích của bể trung gian có đơn vị luôn phải lớn hơn một thể tích Vmin (Vtg ≥Vmin). Nhằm đảm bảo tính liên tục và khả năng tuần hoàn của hệ thống bơm thì thể tích của bể Vmin phải được xác nhận qua hai yếu tố: thể tích đường ống và công suất làm lạnh của hệ thống. Thể tích của bể trung gian được tính theo công thức sau:
Vmin = 6.5 * Q + Vdo ( lít)
Trong đó:
-Q là công suất làm mát của hệ thống (KW)
-Vdo là thể tích của đường ống
Tiêu chuẩn nước tháp giải nhiệt
Để tháp hoạt động hiệu quả và bộ bền lâu dài thì nước tháp giải nhiệt phải đáp ứng đủ những tiêu chí sau:
Độ PH cân bằng
Độ PH của nước giúp xác định được tính axit hoặc tính kiềm trong nước. Điều này giúp người sử dụng chủ động xử lý nguồn nước dùng cho tháp. Bên cạnh đó, độ PH cao hay thấp cũng ảnh hưởng đến khả năng tăng trưởng của các vi sinh vật. Cho nên hiệu quả của nhiều loại hóa chất tiêu diệt vi sinh vật cũng phụ thuộc lớn và độ PH.
Với tiêu chuẩn nước tháp giải nhiệt thì độ PH tốt nhất là phải ở mức cân bằng (=7) để tránh xảy ra tình trạng ăn mòn hay lắng cặn trong tháp.
Tiêu chuẩn nước đối với tháp giải nhiệt
Chỉ số bão hòa ở mức 0-0,1
Chỉ số bão hòa trong tháp hay còn gọi là chỉ số Langelier Saturation. Đây được coi là thước đo đánh giá sự ổn định của nước liên quan tới nguy cơ ăn mòn hay bám cặn. Có hai trường hợp, một là chỉ số bão hòa ở mức âm thì nước tuần hoàn có xu hướng ăn mòn, hai là chỉ số bão hòa ở mức dương thì nước tuần hoàn có xu hướng bám cặn.
Theo các chuyên gia cho biết, để đảm bảo tháp hạ nhiệt làm việc ổn định nhất thid chỉ số bão hòa nước chỉ nên dao động từ 0-1,0.
Độ dẫn điện của nước thấp
Độ dẫn điện cũng là một trong những tiêu chuẩn nước tháp giải nhiệt. Bởi đây là thước đo khả năng dẫn điện của nước và cho thấy hàm lượng chất rắn hòa tan trong nước, được biểu thị bằng đơn vị đo là microsiemens/cm. Để giảm thiểu sự hình thành cặn bẩn trong hệ thống tuần hoàn của tháp thì tiêu chuẩn độ dẫn điện của tháp cần phải thấp.
Độ cứng của nước thấp
Không chỉ có độ dẫn điện thấp mà cả độ cứng của nước cũng phải thấp. Độ cứng ở đây được biểu thị cho hàm lượng các ion hóa trị có trong nước như: mangan, sắt, thiếc, magie, canxi. Chúng lại được phân thành hai loại khác nhau đó là: độ cứng tạm thời – độ cứng cacbonat thể hiện sự lắng đọng của cặn canxi cacbonat trong đường ống, bề mặt giải nhiệt và độ cứng vĩnh viễn – phi cacbonat.
Trên đây là những thông tin liên quan đến hệ thống làm mát bằng nước. Hy vọng, với những thông tin này phần nào giúp người đọc hiểu rõ hơn về hệ thống này. Mọi thắc mắc xin quý khách vui lòng liên hệ tới số hotline 0989 937 282 để được tư vấn cụ thể hơn.
