Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo, Nguyên lý, Ứng dụng

Là mắt xích quan trọng trong hệ thống làm mát công nghiệp, nhưng vẫn còn nhiều người chưa thực sự hiểu tháp giải nhiệt là gì. Thiết bị này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành, độ bền của máy móc. 

• Tháp giải nhiệt kín
• Tháp hạ nhiệt Chiller

1. Tháp giải nhiệt là gì?

Tháp giải nhiệt hay còn gọi tháp làm mát nước, tháp hạ nhiệt, tháp tản nhiệt,... có danh pháp tiếng Anh là cooling tower.

Đây là thiết bị chuyên dụng với khả năng hạ nhiệt dòng nước nóng, thu hồi nước lạnh để làm mát các hệ thống máy móc.

Tháp giải nhiệt nước là thiết bị trọng yếu hàng đầu trong mọi hệ thống làm mát công nghiệp hiện nay. 

Nhờ sự phong phú về chủng loại và công suất, tháp giải nhiệt dễ dàng đáp ứng nhu cầu của nhiều lĩnh vực khác nhau.

2. Vai trò, lợi ích của tháp giải nhiệt trong làm mát công nghiệp

Không khó để bắt gặp tháp làm mát nước trong các tòa nhà cao tầng, khu chế xuất hay nhà máy sản xuất. 

Sự phổ biến này đến từ chính những lợi ích vượt trội mà thiết bị mang lại trong quá trình vận hành.

• Tản nhiệt nước: Tháp làm mát dòng nước nóng bằng cách trao đổi nhiệt, tạo ra nước lạnh để cung cấp cho hệ thống.
• Tiết kiệm nước: Tháp giải nhiệt là đỉnh cao trong quy trình tái sử dụng nước nóng cho quy trình làm mát máy móc. Từ đó, giúp tiết kiệm nước, tối ưu chi phí cho quá trình làm mát công nghiệp.
• Đảm bảo chất lượng máy móc: Hệ thống máy móc được làm mát liên tục sẽ chạy ổn định, phát huy hết hiệu suất. Từ đó, nâng cao gấp nhiều lần hiệu quả làm việc.
• Tối ưu bảo dưỡng: Máy móc chạy ổn định sẽ giảm hư hỏng, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, bảo trì.

3. Cấu tạo đặc trưng của tháp giải nhiệt 

Dù có nhiều loại khác nhau nhưng nhìn chung mọi dòng tháp tản nhiệt đều có các bộ phận cơ bản như:

• Khung vỏ: Định hình tổng thể cho tháp, tạo khung đỡ, đứng chắc chắn. Thường làm bằng FRP, độ bền bỉ cao.
• Động cơ: Gắn trên đỉnh tháp với nhiệm vụ chạy cánh quạt tháp giải nhiệt.
• Quạt: Quay liên tục để tạo luồng gió, hỗ trợ quá trình trao đổi nhiệt và làm mát nước hiệu quả.
• Tấm tản nhiệt: Có dạng tấm mỏng với bề mặt gợn sóng, giúp phân tán nước, tăng tiết diện tiếp xúc để tản nhiệt hiệu quả. Nhiều tấm hợp lại tạo thành khối đệm.
• Máy bơm: Bơm nước vào - ra tháp.
• Hệ thống ống nước: Dẫn truyền dòng nước in - out, luân chuyển khắp tháp.
• Đầu phun: Tưới nước dạng tia xuống khối đệm để hạ nhiệt.
• Bể chứa: Chứa nước lạnh sau khi hạ nhiệt.
• …

4. Phân loại tháp giải nhiệt phổ biến hiện nay

4.1 Theo hình dạng kết cấu

Nhìn nhận từ kiểu dáng bên ngoài, tháp làm mát nước được chia thành 2 loại:

• Tháp giải nhiệt tròn: Nổi bật với kết cầu hình tròn, chia thành từng đơn vị độc lập. Dòng tháp này có công suất từ 5RT đến vài trăm RT, tối ưu cho những hoạt động nhỏ, vừa và lớn.
• Tháp giải nhiệt vuông: Mỗi đơn vị được thiết kế vuông vức, nhiều cell có thể kết nối lại để thành 1 hệ thống lớn vài trăm đến vài nghìn RT. Phân loại này lý tưởng cho các hoạt động lớn.

4.2 Theo nguyên lý vận hành

Dựa theo cơ chế làm mát nước, tháp hạ nhiệt được chia thành 2 nhóm chính:

• Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên: Dòng tháp này vận hành dựa trên cơ chế khí động học và nhiệt học. Tháp tận dụng sự chênh lệch của nhiệt độ giữa không khí trong và nhiệt độ môi trường xung quanh để làm mát nước.
• Tháp tản nhiệt đối lưu cơ học: Phân loại này có lắp quạt lớn để tạo gió, hút khí lạnh nhằm trao đổi nhiệt với dòng nước quá nhiệt.

4.3 Theo cơ chế tuần hoàn nước

Với cơ chế tuần hoàn nước, tháp hạ nhiệt nước lại được chia thành 3 nhóm:

• Tháp giải nhiệt không tuần hoàn: Không tuần hoàn tái sử dụng mà dùng nước từ các nguồn giá rẻ như: sông, hồ với nhiệt đầu vào thấp.
• Tháp giải nhiệt tuần hoàn kín: Nước nóng được tuần hoàn để tái sử dụng. Lượng nước sẽ không bị thất thoát, luôn có mức nhất định trong đường ống để làm mát cho máy móc.
• Tháp giải nhiệt tuần hoàn hở: Phân loại này sẽ có 1 lượng nước bị hao hụt khi làm mát, phần còn lại tiếp tục lưu thông tuần hoàn. Lượng hao hụt được bổ súng bằng 1 lượng nước tương đương, nước được thay mới liên tục. 

5. Nguyên lý làm mát nước của tháp giải nhiệt

5.1 Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên

Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên làm việc dựa trên cơ chế dịch chuyển của luồng khí trong và ngoài tháp. 

Khi luồng khí nóng di chuyển đi lên đỉnh tháp và thoát ra ngoài, lượng khí mát bên ngoài môi trường sẽ đi vào đáy tháp. Không cần tới năng lượng hút hay đẩy từ quạt. 

5.2 Tháp giải nhiệt đối lưu cưỡng bức

Đây là dòng tháp giải nhiệt phổ biến nhất hiện nay. Với thiết kế quạt lớn, khi quay sẽ hút không khí lạnh đi vào tháp để len lỏi khắp khối đệm

Nước nóng được bơm lên cao, qua đầu phun rơi xuống khối đệm. Sự “sốc nhiệt” giữa nước nóng và khí lạnh gây ra sự trao đổi nhiệt. 

1 phần hơi nóng bay hơi ra ngoài, phần nước đã được làm mát sẽ rơi xuống bể chứa để tiếp tục phục vụ cho các nhu cầu sử dụng.

6. Ứng dụng thực tiễn của tháp tản nhiệt nước

Tháp giải nhiệt nước được ứng dụng trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực cụ thể như:

• Hệ thống làm mát HVAC: Đây là 1 trong những ứng dụng phổ biến nhất của tháp. Nó là 1 mắt xích chính trong hệ thống điều hòa công nghiệp trong các tòa nhà, bệnh viện, chung cư, trường học,...
• Sản xuất, chế biến: Ứng dụng trong hệ thống làm kho lạnh bảo quản thịt, hải sản, làm đá viên,...
• Nhà máy điện: Làm mát tuabin, hệ thống đầu phát,... của thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân.
• Ngành công nghiệp: Tháp hạ nhiệt dùng trong luyện kim, sản xuất nhựa, hóa dầu, dệt may,...
• …

7. Tiêu chí chọn mua tháp làm mát nước phù hợp

7.1 Xác định nhu cầu, định hướng công suất tháp

Người dùng cần tính toán kỹ nhu cầu sử dụng để chọn được công suất tháp phù hợp.

Trong đó, cần tính tổng số công suất các máy móc trong hệ thống cần làm mát. Lượng nước mát cần cung cấp mỗi giờ. 

Đặc biệt là sự biến thiên nhiệt độ trước và sau khi làm mát máy móc rất cần thiết.

Từ những chỉ số tính toán được, căn cứ vào đó để chọn loại tháp có công suất phù hợp.

7.2 Lựa tháp theo môi trường lắp đặt

Tùy khu vực lắp đặt, bạn cũng nên chọn size tháp phù hợp. Địa điểm phải đủ rộng để lắp được cả hệ thống ống nước.

Khu vực phải bằng phẳng và có nhiều gió. Tránh xa những nơi gần nguồn nhiệt lớn, ảnh hưởng tới hiệu suất làm mát nước của tháp.

7.3 Chọn mua những sản phẩm vật liệu cao cấp

Ưu tiên tháp làm mát nước thế hệ mới, ứng dụng vật liệu cao cấp để đảm bảo độ bền.

Nên chọn mua tháp có vỏ bằng sợi thủy tinh composite để chống ăn mòn, kháng hóa, ức chế UV,... Tấm tản nhiệt và đường ống nên dùng PVC để chịu được nhiệt độ cao của nước,...

7.4 Chốt đơn các brand lớn, đơn vị uy tín

Để yên tâm về chất lượng, bạn nên ưu tiên chọn mua tháp giải nhiệt từ những thương hiệu lớn như: Kumisai, Alpha, Tashin, Liang Chi,... Đây đều là những dòng máy có lượng tiêu thụ cao và nhận được nhiều đánh giá tích cực.

Ngoài ra, việc lựa chọn nhà cung cấp uy tín cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng. Chỉ khi mua tại đại lý chính hãng, bạn mới được đảm bảo về chất lượng sản phẩm, giá thành hợp lý.

Hãy ưu tiên những đơn vị có dịch vụ vận chuyển và lắp đặt tận nơi. Bởi tháp giải nhiệt thường có kích thước lớn, khó tự di chuyển và lắp đặt.

7.5 Lưu tâm đến giá thành, đánh giá của người dùng

Trước khi mua, hãy dành thời gian “lượn một vòng thị trường” để khảo giá. Việc này giúp bạn tránh bị “hớ”, dễ dàng lọc ra những địa chỉ bán tháp giải nhiệt giá tốt nhất.

Tuy nhiên, đừng quá chạy theo mức giá rẻ, vì “tiền nào của nấy” – chất lượng luôn tỉ lệ thuận với chi phí đầu tư.

Để có lựa chọn chuẩn xác hơn, nên tham khảo kinh nghiệm và đánh giá từ người dùng trước. 

Qua bài viết,  Điện máy Yên Phát hy vọng bạn đã có cái nhìn rõ ràng hơn về vai trò thiết yếu của tháp giải nhiệt trong sản xuất. Đây là giải pháp tối ưu giúp kiểm soát nhiệt độ, nâng cao hiệu suất và bảo vệ máy móc. Đừng chần chừ – chọn ngay thiết bị phù hợp để tối ưu vận hành cho doanh nghiệp của bạn.