Hệ thống làm mát trong công nghiệp là phương pháp làm giảm nhiệt quan trọng, phổ biến, đặc biệt là trong công nghiệp. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo, sơ đồ khối hệ thống làm mát bằng nước, chắc chắn bạn không nên bỏ qua bài viết sau đây.
Hệ thống làm mát bằng nước là gì?
Hệ thống làm mát bằng nước đó là phương pháp ứng dụng sự bay hơi, cưỡng bức, đối lưu của dòng nước, dưới sự hỗ trợ của các thiết bị: lưới tản nhiệt, quạt gió giúp hạ nhiệt độ nước nhanh chóng. Từ đó mang đến hiệu quả làm mát, giải nhiệt tối ưu cho máy móc, động cơ, đảm bảo quá trình vận hành luôn ổn định.
Sơ đồ cấu tạo cơ bản của hệ thống làm mát bằng nước
Hiện nay, hệ thống làm mát bằng nước đã trở thành một phần không thể thiếu đối với các nhà xưởng, chung cư…Đặc biệt với kiểu thời tiết có nền nhiệt cao nắng nóng vào mùa hè như ở Việt Nam; thì việc ứng dụng các thiết bị làm mát là điều cần thiết. Điều này sẽ giúp cho không gian làm việc mát mẻ, thoải mái; đồng thời còn giúp bảo vệ các trang thiết bị, máy móc có thể hoạt động tốt, hạn chế được tình trạng nóng máy.
Vai trò và chức năng của hệ thống làm mát như thế nào?
Hệ thống làm mát có vai trò hết sức quan trọng đối với nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Nhiệt độ càng ngày càng gia tăng, khi vận hành trong nhà xưởng thường có lượng lớn người tập chung đông, nhiều máy móc sản xuất.
Hơn nữa, sự cộng hưởng của nhiệt độ môi trường ở bên ngoài khiến cho nhiệt lượng trong nhà xưởng tăng cao. Hệ thống làm mát ra đời đã giúp cho vấn đề này được giải quyết, cụ thể:
Hình ảnh hệ thống làm mát trong nhà xưởng hiện nay
Giúp hệ thống máy móc nhà xưởng vận hành bền bỉ
Hệ thống làm mát nhà xưởng bằng nước đang được ứng dụng nhiều trong các xí nghiệp, nhà máy….giúp giảm nhiệt, giúp cho động cơ, máy móc không bị vượt quá ngưỡng cho phép.
Từ đó, hệ thống máy móc, thiết bị có thể vận hành ổn định, đem lại hiệu quả sản xuất cao; đồng thời tiết kiệm được khoản chi phí khắc phục sự cố máy, chi phí bảo dưỡng.
Đem đến không gian sạch sẽ hơn
Việc lắp đặt hệ thống làm mát nước góp phần đem đến bầu không khí sạch, hạn chế được sự ô nhiễm do máy móc thải ra. Nhờ đó, môi trường làm việc trong nhà xưởng thoáng mát; góp phần bảo vệ sức khỏe của người lao động, tránh được những tác nhân gây bệnh, nâng cao hiệu suất lao động, đem đến nguồn lợi nhuận cao cho doanh nghiệp, công ty.
Nhiệm vụ và phân loại hệ thống làm mát bằng nước có mấy loại?
So với hệ thống làm mát bằng không khí thì hệ thống làm mát bằng nước được đánh giá hiệu quả làm mát cao, đồng đều hơn. Vậy đem lại hiệu quả làm mát cao và đồng đều hơn. Vậy hệ thống làm mát được chia làm mấy loại? Để có thể phân loại được hệ thống làm mát bằng nước, ta dựa vào các phương pháp làm mát của chúng, cụ thể:
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức
Hệ thống làm mát nước cưỡng bức nghĩa là sử dụng dòng nước lưu thông nhờ áp lực của máy bơm. Trong hệ thống đó lại chia thành 2 loại là hệ thống tuần hoàn và hệ thống không tuần hoàn.
Làm mát nước tuần hoàn
Đây là phương pháp sử dụng hệ thống tháp giải nhiệt nước, nước được làm mát liên tục, thực hiện theo một vòng tuần hoàn. Khi hệ thống hoạt động, van nhiệt của tháp sẽ được tiến hành đo nhiệt độ của dòng nước.
Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
Nếu nhiệt độ của dòng nước nhỏ hơn 70ºC, nước nóng đi từ két nước, đến ống dẫn nước, rồi bơm trở lại két. Nhưng nếu nhiệt độ nước trên 70ºC, nước mát sẽ được lấy từ két chảy qua van nhiệt, qua hệ thống ống dẫn, làm mát động cơ bên dưới và hạ nhiệt độ xuống mức an toàn.
Nước trong hệ thống làm mát này sẽ không bị chảy ra ngoài, không bốc hơi. Nhiệt độ sôi của nước được nâng cao, lượng nước tiêu hao ít, đồng thời hạn chế được hiện tượng hình thành bọt khí trong lớp áo nước.
Làm mát nước không tuần hoàn
Kết cấu hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức không tuần hoàn thường sẽ không có két nước, van nhiệt, quạt gió. Quá trình hoạt động của hệ thống này là trực tiếp bơm nước hút từ ao, hồ, sông, suối… Sau đó, thông qua lưới lọc sẽ đưa nước vào lớp áo nước. Khi đó, nước nóng ở khoang chứa sẽ được xả ra ngoài nên hệ thống này gọi là hạ nhiệt cưỡng bức tuần hoàn hở.
Ưu điểm của hệ thống này đó là khả năng làm mát rất tốt, nhưng lại không tuần hoàn. Cho nên khi hoạt động chúng sẽ làm hao hụt lượng nước đáng kể cho hệ thống.
Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
Hệ thống này bao gồm các bộ phận chính đó là: quạt gió, két nước, lớp áo nước trong thân, nắp máy. Trong đó, két nước được nối với đường ống dẫn bằng cao su dẫn đến các động cơ làm mát. Còn quạt gió dẫn bằng động cơ puly, từ phần trục khuỷu tới động cơ.
Sơ đồ hệ thống làm mát theo kiểu đối lưu
Ở khu vực có nhiệt độ khác nhau, dẫn đến sự chênh lệch trọng lượng của dòng nước nóng và lạnh. Khi động cơ hoạt động, nguồn nước nóng sẽ di chuyển theo ống vào phía trên két nước.
Sau đó, nước đi theo ống dẫn có tiết lưu nhỏ, phiến tản nhiệt sẽ làm quạt gió hút, đẩy không khí đi qua để làm giảm nhiệt độ nước. Tiếp theo, nước sẽ đi xuống dưới két nước, đi theo ống dẫn quay trở lại áo nước để làm mát động cơ.
Hệ thống làm mát đối lưu tự nhiên sẽ làm cho nước bốc hơi với tốc độ lưu động trong khoảng 0.12 – 0.19m/s. Từ đó, có sự chênh lệch nhiệt độ ở nguồn nước đầu vào và đầu ra lớn; thực tế hệ thống này được thiết kế phức tạp hơn.
Ưu điểm của hệ thống này đó là khả năng tự động điều chỉnh sự lưu thông của nguồn nước; giúp cho việc làm mát đến các bộ phận tốt hơn. Vì thế, hệ thống làm mát bằng nước đối lưu này thường được ứng dụng trong một số loại động cơ tĩnh có xilanh thẳng đứng, công suất vận hành nhỏ.
Hệ thống làm mát nước bốc hơi
Cấu tạo hệ thống làm mát bằng nước bốc hơi rất đơn giản gồm: khoang chứa nước làm mát được lắp ở nắp và phần thân máy, bình chứa nước ở thân máy.
Hệ thống làm mát nước bốc hơi hoạt động khá đơn giản. Khi hoạt động, nhiệt lượng ở lót xi lanh truyền vào nước tại áo nước nằm trên thân máy sẽ tăng lên. Áo nước khi đó được nối thông với thùng chứa nên nước sẽ dẫn nóng lên hoặc có thể sôi.
Sơ đồ hệ thống làm mát kiểu nước bốc hơi
Nước sôi sẽ khiến tỷ trọng của chúng giảm xuống, đồng thời làm cho nước nổi lên trên mặt thoáng của bình chứa, bốc hơi và mang theo lượng nhiệt thoát ra ngoài khí trời. Sau khi bốc hơi đi, nước nóng sẽ giảm nhiệt, tỷ trọng nước lại tăng lên rồi chìm xuống, tạo ra một hệ thống đối lưu tự nhiên.
Mặc dù hệ thống làm mát nước đối lưu không có bơm nước, quạt gió nhưng yêu cầu nước sử dụng phải sạch, ít muối khoáng. Có như vậy mới hạn chế được tình trạng đóng đóng cặn ở mặt của lớp lót xi lanh, giúp việc truyền nhiệt cho nước bị giảm.
Mặt khác, nước làm mát khi bị bốc hơi sẽ tiêu hao nhanh, tốc độ lưu động của nước khi đối lưu tự nhiên rất nhỏ. Từ đó, khả năng làm làm của hệ thống không đồng đều, dẫn đến việc các vùng làm mát bị chênh lệch về nhiệt độ.
Hiện nay, phương pháp làm mát bằng nước đối lưu này không thích hợp sử dụng làm hệ thống làm mát động cơ cho ô tô. Chúng chỉ thích hợp sử dụng ở một số động cơ hoạt động với xi lanh ở vị trí nằm ngang, công suất nhỏ.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm mát bằng nước
Hệ thống làm mát bằng nước có cấu tạo gồm: Thân máy, két nước, van hằng nhiệt, quạt gió, nắp máy, đường nước nóng, dàn ống, ống nước nối tắt, ống phân phối nước lạnh, puli, đai truyền, bơm nước, két làm mát dầu.
Mỗi bộ phận sẽ có một chức năng, nhiệm vụ khác nhau nhưng mục đích cuối cùng là hỗ trợ bơm nước, đưa nước làm mát vào động cơ. Vì thế, nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước được hiểu đơn giản với 3 trường hợp sau:
Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng nước
Trường hợp 1: Nhiệt độ trong nước làm mát thấp hơn nhiệt độ quy định
Khi trường hợp này xảy ra, van hằng nhiệt của hệ thống làm mát sẽ có nhiệm vụ đóng đường ống, không cho nước mát quay lại két nước. Đường ống nước lúc này mở hoàn toàn để nước làm mát quay trở về trước bơm nước, và đưa nước làm mát vào làm mát động cơ.
Trường hợp 2: Nhiệt độ nước làm mát bằng nhiệt độ quy định.
Lúc này van hằng nhiệt của máy làm mát sẽ làm 2 nhiệm vụ. Một là mở đường ống dẫn nước làm mát để nước trở về két làm mát nước. Hai là, mở một phần đường ống cho nước làm mát để nước trở về trước bơm nước. Cuối cùng bơm nước sẽ đưa nước làm mát đi làm mát động cơ khác.
Trường hợp 3: Nhiệt độ nước làm mát lớn cao hơn so với mức nhiệt quy định.
Đối với trường hợp này, van hằng nhiệt sẽ mở hoàn toàn, nước làm mát sẽ theo đường ống về két nước; đến két làm mát để làm mát nước. Sau đó, van đóng lại đường ống nước, không cho nước làm mát quay về trước bơm nước, bơm nước sẽ tiến hành đưa nước làm mát vào làm mát động cơ.
Trên đây là những thông tin liên quan về hệ thống làm mát bằng nước là gì, vai trò, chức năng, nguyên lý hoạt động và các loại hệ thống làm mát bằng nước. Hy vọng, những kiến thức trong bài viết này sẽ giúp bạn hiểu thêm về sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
