Top 6 cách xử lý cáu cặn hệ thống chiller hiệu quả tiết kiệm

CEO Robert Chinh 2024-06-21 14:53:14

Hệ thống chiller giải nhiệt là giải pháp làm mát hữu hiệu được các doanh nghiệp lựa chọn sử dụng hiện nay. Tuy nhiên, sau một thời gian dài vận hành thì cáu cặn sẽ bám ở trong những đường ống gây ra ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm mát của chiller. Vậy có những phương pháp xử lý cáu cặn hệ thống chiller nào hiện nay? Hãy cùng với Điện máy Yên Phát đi tìm hiểu rõ nhất trong nội dung dưới đây!

Tổng hợp các cách xử lý cáu cặn hệ thống chiller hiệu quả, nhanh chóng

Cáu cặn ở trong tháp giải nhiệt (chiller) là gì?

Tháp giải nhiệt Chiller là thiết bị chuyên dụng có tác dụng làm giảm nhiệt và làm lạnh nước. Nước được dùng để làm chất tải lạnh, là môi chất và là môi trường trung gian giúp truyền nhiệt lạnh đến các khu vực cần được giải nhiệt. Việc sử dụng nước tuần hoàn thời gian dài trong hệ thống chiller tháp giải nhiệt sẽ gây ra hiện tượng cáu cặn bám ở trong đường ống nên làm tắc nghẽn, từ đó làm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc cùng độ bền chiller.

Vậy cáu cặn hệ thống chiller được hiểu là gì? Cáu cặn tháp giải nhiệt hay còn gọi là cacbonat, được hình thành ở trong môi trường nước cứng và kết tủa bao phủ bên trên bề mặt tháp giải nhiệt. Nguyên nhân chủ yếu sinh ra cáu cặn cacbonat là do trong nước có bicarbonat hoặc muối cacbonat thuộc ion Ca2+ và Mg2+.

Cáu cặn tháp giải nhiệt là gì?

Loại cáu cặn trong tháp phổ biến nhất chính là CaCO3; hình thành ở môi trường nước ion Ca2+ kết hợp với các ion bicacbonat (HCO3-) để tạo thành canxi bicacbonat (Ca(HCO3)2) với phản ứng như sau:

Ca2+ + 2HCO3– → Ca(HCO3)­2

Tiếp đến, nước sẽ bốc hơi và gia nhiệt khiến cho cáu cặn kết tủa thành một lớp trên bề mặt của đường ống, bề mặt chiller,... Phản ứng được mô tả như sau:

Ca(HCO3)­2 → CaCO3↓ + H2O + CO2↑

Ngoài ra, cáu cặn trong chiller còn được sinh ra do các thành phần nước cứng chưa được loại bỏ triệt để và chỉ số TDS sẵn có ở trong nước. Khi đó, nước đun sôi khiến cho Mg2+ và ion Ca2+ trở thành cáu cặn và bám trên toàn bộ tháp giải nhiệt. 

Thực tế, trong các nghiên cứu tiến hành kiểm tra về các loại cáu cặn bám trên chiller khi tiếp xúc với nước đã cho thấy rằng: Cáu cặn CaCO3 chiếm đến 78%; những cáu cặn khác như vôi, gỉ sét, bùn, silica, bùn,... sẽ chiếm khoảng 22%. Vì vậy mà người dùng cần phải có phương pháp xử lý cáu cặn chiller hợp lý, đảm bảo hiệu quả để khả năng trao đổi nhiệt của tháp được ổn định và liên tục. 

Tác hại của cáu cặn hệ thống chiller 

Cáu cặn bám cứng vào hệ thống chiller gây ra các tác hại rất lớn như:

  • Gây tắc nghẽn, rỉ sét đường ống; làm mất tác dụng tản nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt và từ đó dẫn đến công suất giải nhiệt của chiller bị giảm đi đáng kể..

  • Gây ăn mòn bề mặt tháp giải nhiệt, làm giảm tuổi thọ của chiller và không đảm bảo an toàn cho người dùng trong quá trình vận hành. Một số sự cố nguy hiểm có thể xảy ra đó là cháy nổ, thủng chiller,...

Cáu cặn chiller gây ra nhiều tác hại cho toàn hệ thống trao đổi nhiệt

  • Làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị; dẫn đến tiêu tốn thêm nhiên liệu, nguyên liệu,... trong quá trình chiller hoạt động.

  • Cáu cặn hình thành quá dày có thể làm tắc hoặc thủng đường ống. Rủi ro này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ thiết bị, nghiêm trọng hơn là ảnh hưởng xấu cho toàn quá trình sản xuất và gây thiệt hại cho doanh nghiệp. 

Như vậy, cáu cặn trong hệ thống chiller gây ra rất nhiều tác hại. Nếu như nhẹ thì giảm hiệu suất làm việc, còn nặng thì gây hư hỏng và tệ hơn nữa là làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống sản xuất. Do đó, khi phát hiện cáu cặn trong tháp giải nhiệt thì người dùng cần nhanh chóng đưa ra giải pháp xử lý cáu cặn chiller để tránh những hậu quả nghiêm trọng về sau.

Giải pháp xử lý cáu cặn trong hệ thống tháp giải nhiệt chiller hiệu quả

Xử lý cáu cặn hệ thống chiller bao gồm những cách nào? Khi lựa chọn phương pháp xử lý cáu cặn hệ thống chiller đòi hỏi cần phải có sự tương thích về thiết bị và hóa chất xử lý cáu cặn tháp giải nhiệt, nhằm đảm bảo cáu cặn được kiểm soát đạt tỷ lệ cao nhất. Dưới đây là 5 giải pháp xử lý cáu cặn chiller phổ biến nhất mà người dùng có thể tham khảo:

1. Phương pháp vệ sinh đường ống công nghiệp đơn giản nhất

Trong công nghiệp, phương pháp vệ sinh đường ống sẽ được thực hiện theo chu kỳ 3 tháng/ 1 lần; sẽ được tiến hành bằng cách tháo đoạn ống để kiểm tra và xem xét tình trạng đường ống. Nếu như phát hiện đường ống bị mài mòn hay bị đóng cáu cặn thì cần điều chỉnh và tiến hành vệ sinh luôn.

Khi xử lý cáu cặn hệ thống chiller, người ta cũng tiến hành phương pháp vệ sinh đường ống nhằm đảm bảo hiệu quả tối ưu và tiết kiệm thời gian, chi phí đầu tư. Quy trình vệ sinh đường ống công nghiệp đối với hệ thống chiller sẽ được thực hiện như sau:

Súc rửa đường ống

Tiến hành súc rửa đường ống, người ta áp dụng theo 3 cách dưới đây:

  • Tẩy rửa bằng nước áp lực: Để làm cách này, người ta sẽ gia tăng tốc độ dòng nước chảy trong ống từ 2.5- 4 lần. Nó được thực hiện thông qua việc đóng mở các van chặn trên đoạn ống cần tẩy rửa. Tẩy rửa bằng nước áp lực có thể giúp tẩy rửa các loại cặn mềm hoặc cặn vi sinh vật.
  • Tẩy rửa bằng nước và khí nén: Phương pháp này dùng nước và áp lực khí nén khiến cho cáu cặn bị đánh bay theo đường ống. Tốc độ hỗn hợp của nước khi được tác động bởi áp lực khí nén ở trong ống khoảng từ 2-5m/s (đối với cặn bám mềm) và 10 m/s (đối với cặn bám cứng). Thời gian để thực hiện cho 1 chu trình súc xả, tẩy rửa vệ sinh đường ống công nghiệp diễn ra khoảng từ 15 - 30 phút.
  • Tẩy rửa bằng thủy lực kết hợp cơ khí: Cách này dùng thủy lực cùng một vài biện pháp tác động vật lý cơ học; nên thường thì chỉ áp dụng với loại cặn cứng. Chẳng hạn như dùng bơm xả áp suất cao kết hợp với thiết bị thông và nạo cáu cặn trên thành ống.

Xử lý cáu cặn hệ thống chiller bằng phương pháp vệ sinh đường ống công nghiệp

Khử trùng cho đường ống cấp nước

Sau khi súc rửa đường ống, người ta sẽ dùng Clo để khử trùng hệ thống đường ống cấp nước nhằm đảm bảo vệ sinh và chất lượng của nguồn nước khi tái hoạt động. Lượng Clo để khử trùng trong đường ống sẽ sử dụng theo định lượng là 40-50mg/l.

Ngâm Clo để khử trùng và loại bỏ vi khuẩn ở trong tháp giải nhiệt

Nước Clo được ngâm trong đường ống nước từ 4 - 6 tiếng để đảm bảo rằng các loại vi khuẩn có hại trên thành ống được loại bỏ. Tiếp đến, nước Clo ngâm trong ống được xả ra ngoài; và tiếp tục rửa lại bằng nước sạch cho đến khi lượng Clo trong nước đạt mức tiêu chuẩn 0,5mg/l thì có thể tái cung cấp sử dụng.

2. Phương pháp vệ sinh đường ống công nghiệp bằng hóa chất chuyên dụng

Xử lý cáu cặn chiller bằng hóa chất chính là phương pháp làm sạch, làm tan, làm lỏng hoặc làm bong tróc được lớp cáu cặn; loại bỏ các ion khoáng chất bám trong tháp nhanh chóng giúp tiết kiệm tối đa thời gian cho người dùng.

Phương pháp vệ sinh đường ống công nghiệp bằng hóa chất đối với hệ thống chiller sử dụng các chất làm sạch như bằng axit, kiềm, chất tạo phức hoặc bằng cách khử trùng với 3 bước bao gồm: Tẩy cáu cặn; ức chế cáu cặn, ăn mòn và tẩy vi sinh vật, rong rêu. Cụ thể từng quy trình như sau:

Bước 1: Tẩy cáu cặn

Việc tẩy cáu cặn được thực hiện với những công việc dưới đây:

  • Tiến hành pha trộn hóa chất tẩy cáu cặn chuyên dụng vào nước tuần hoàn; liều lượng hóa chất sẽ được tính theo tỉ lệ trong hướng dẫn sử dụng của mỗi loại.

  • Chạy tuần hoàn nước trong hệ thống giải nhiệt khi đã ngâm hóa chất được khoảng từ 3 - 4 giờ; rồi thực hiện kiểm tra độ pH định kỳ (cứ cách 1 giờ kể từ khi chạy tuần hoàn nước).

  • Cuối cùng, xả đáy để loại bỏ hết mọi thành phần cáu cặn đã được xử lý.

 

Xử lý cáu cặn hệ thống chiller bằng hóa chất chuyên dụng hiệu quả 

Bước 2: Ức chế cáu cặn, ăn mòn

Quá trình ức chế cáu cặn, ăn mòn bao gồm các công việc:

  • Quá trình xả đáy rửa sạch được hoàn tất, hóa chất tẩy cáu cặn chắc chắn sẽ vẫn còn bị tồn dư làm ăn mòn hệ thống đường ống. Lúc này, ta cần sử dụng thêm 1 hóa chất có khả năng ức chế ăn mòn (tức là làm giảm độ pH trong nước).

  • Tiếp tục dùng hóa chất để ức chế cáu cặn và ăn mòn; dùng bơm định lượng hoặc pha trực tiếp vào nước tuần hoàn theo tỷ lệ nhất định.

  • Đối với quy trình này, hóa chất cần phải được tuần hoàn liên tục trong 1 thời gian dài để ngăn chặn hình thành cáu cặn.

Bước 3: Tẩy vi sinh vật rong rêu

Quá trình tẩy vi sinh vật rong rêu tiến hành với hệ thống làm lạnh tuần hoàn hở như tháp giải nhiệt cooling tower hay hệ thống chiller làm mát thì rong rêu và vi khuẩn. Theo đó, người dùng cần sử dụng 1 loại hóa chất có tính axit nhẹ và tiến hành xử lý giống như cáu cặn để giúp ngăn chặn được sự phát triển của rong rêu, vi sinh vật.

 

Tẩy vi sinh vật, rong rêu trong hệ thống chiller giải nhiệt

3. Sử dụng phương pháp trao đổi ion (cation) 

Phương pháp trao đổi ion là cách xử lý cáu cặn hệ thống chiller hóa học hiện đại. Theo đó, trong nước tồn tại các dạng ion mà mắt thường không thể nhìn thấy được và những ion này có các thành phần chất rắn như Canxi, Magie,... dù rất tốt khi uống nhưng lại là nguyên nhân chính gây hại cho tháp giải nhiệt.

Phương pháp xử lý cáu cặn hệ thống chiller tháp giải nhiệt hoạt động theo nguyên lý trao đổi ion giữa các hạt nhựa. Cụ thể như sau:

  • Thay thế các ion gốc tự do gây hại cho hệ thống đường dẫn nước bằng ion vô hại; các hạt nhựa sẽ trao đổi ion se loại bỏ chất khoáng không cần thiết ở trong nước.
  • Do bản chất của các hạt nhựa này có cấu trúc phân tử; không hòa tan; chứa các gốc bazơ hoặc gốc axit có thể thay thế và đồng thời không gây ảnh hưởng đến tính chất vật lý của hạt.

 

Phương pháp trao đổi ion để loại bỏ cáu cặn hệ thống chiller

Khi đó, quy trình loại bỏ cáu cặn hệ thống chiller như sau: Nước được làm “mềm” bằng cách dùng 1 loại nhựa có chứa ion Na+ liên kết với một cation (ion âm) khác; cation với khả năng liên kết với Ca2+ và Mg2+ mạnh hơn Na+. Với cách này sẽ giúp loại bỏ 2 ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước; tránh tình trạng cáu cặn bám dính đường ống của hệ thống giải nhiệt nước.

Ưu điểm của phương pháp xử lý cáu cặn bằng ion giúp tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp. Vì các hạt nhựa trao đổi ion rất tốt, có thể tái sinh được bằng cách cho muối vào cột lọc chứa hạt.

4. Sử dụng hệ thống lọc RO

Xử lý cáu cặn tháp tản nhiệt bằng hệ thống lọc RO là phương pháp hiện đại nhất hiện nay; được ứng dụng phổ biến để tạo ra nước ngọt trên thế giới.

Sử dụng hệ thống lọc RO tức là cho nước nguồn đi qua hệ thống trước khi đi qua đường ống để thực hiện giải nhiệt và làm mát không khí. Khi đó thì sẽ không xuất hiện cáu cặn bám vào thành tháp.

Có được khả năng này là do hệ thống RO sử dụng màng lọc với các khe lọc có kích thước 0.0001 micromet. Không chỉ có thể lọc các chất rắn, ion kim loại nặng,... mà còn có thể lọc được vi sinh vật, vi khuẩn kích thước siêu nhỏ giúp đảm bảo nguồn nước cung cấp sạch 100%.

 

Hệ thống lọc RO để xử lý cáu cặn hệ thống chiller 

Mặc dù phương pháp xử lý cáu cặn hệ thống chiller bằng hệ thống lọc RO mang lại hiệu quả cao và có thể sử dụng lâu dài; tuy nhiên thì chi phí đầu tư ban đầu lại khá cao. Chính vì vậy mà các doanh nghiệp cần phải cân nhắc kỹ trước khi lựa chọn phương pháp này.

5. Sử dụng thiết bị TWT

Thiết bị xử lý cáu cặn hệ thống chiller bằng sóng tam giác TWT là một thiết bị tiên tiến được ứng dụng phổ biến trong việc chống bám cáu cặn, rong rêu,... thiết kế cho những hệ thống như hệ thống cấp nước một lần, hệ thống trao đổi nhiệt, hệ thống lọc hóa dầu, hệ thống làm lạnh, Cooling Tower,...

Máy xử lý cáu cặn TWT bằng điện tử hoạt động dựa trên phương pháp điều biến tần số, tức là sử dụng một cuộn dây quấn quanh một đoạn ống của hệ thống giải nhiệt nước. Cuộn dây này sẽ được kích hoạt bởi nguồn điện thay đổi liên tục về cực tính; tần số và biên độ của dòng điện được truyền đến cuộn dây.

 

Thiết bị TWT xử lý cáu cặn hệ thống chiller tháp tản nhiệt

Lúc đó, nước đi qua đoạn đường ống được quấn bởi cuộn dây sẽ bị ức chế và mất đi khả năng bám dính; đồng thời giúp làm tan cặn cũ giúp bề mặt thiết bị không còn cáu cặn. Do đó mà làm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt; tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ của chiller.

Một số ưu điểm của phương pháp xử lý cáu cặn TWT có thể kể đến như:

  • Xử lý cáu cặn chiller cực kỳ hiệu quả.
  • Chi phí đầu tư cho phương pháp xử lý cáu cặn thấp.
  • Giúp tiết kiệm tối đa năng lượng và nguồn điện năng trong quá trình sản xuất; thân thiện với môi trường.
  • Dễ dàng lắp đặt; có khả năng thích ứng với mọi điều kiện sản xuất công nghiệp.
  • Thiết bị có thể ứng dụng cho nhiều hệ thống như hệ thống trao đổi nhiệt, lò hơi, bình ngưng,...
  • Khi sử dụng thiết bị xử lý cáu cặn TWT sẽ giúp cho doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng; kéo dài tuổi thọ và tăng hiệu quả trao đổi nhiệt của tháp giải nhiệt chiller.

6. Sử dụng Ewater xử lý cáu cặn

Thiết bị Ewater - Xử lý cáu cặn cho lò hơi công nghiệp không dùng hóa chất nên thích hợp với các ngành công nghiệp như may mặc, dệt nhuộm, chế biến thực phẩm,... giúp tăng hiệu suất trao đổi nhiệt chiller tối đa. Công suất của thiết bị xử lý cáu cặn Ewater phụ thuộc vào công suất lò hơi và đường kính ống nước cấp cho lò hơi.

 

xử lý cáu cặn hệ thống chiller

Theo đó, Ewater xử lý cáu cặn bằng điện từ trường và áp dụng định luật Vật lý để tạo ra một trường điện từ cảm ứng trong lòng ống. Với tần số thay đổi liên tục từ 1,2 - 48 kHz, thiết bị Ewater sẽ cung cấp năng lượng thích hợp để ion hóa nước cùng các chất gây cáu cặn như Ca, Mg, Si, Fe, Mn,... làm cho những chất này mất đi khả năng bám dính ở trên đường ống.

Các ưu điểm của phương pháp xử lý cáu cặn lò hơi bằng từ trường Ewater là:

Hiệu quả xử lý cáu cặn sau 1 tháng đặt thiết bị Ewater 

  • Tiết kiệm chi phí sử dụng năng lượng và chi phí vận hành; do sử dụng điện áp thấp chỉ từ 12Vdc – 28Vdc và điện năng tiêu thụ chỉ từ 2W - 45W (tùy thuộc model).
  • Tăng tuổi thọ của lò hơi và hệ thống đường ống do đã hạn chế được tác hại từ cáu cặn và rỉ sét.
  • Tiết kiệm tối đa chi phí hóa chất châm định kỳ và chi phí vệ sinh cáu cặn định kỳ.
  • Không gây ảnh hưởng đến sản xuất bởi vì đã ngừa được cáu cặn; người dùng không cần dùng lò hơi để vệ sinh cáu cặn định kỳ thường xuyên như khi sử dụng hóa chất.

Trên đây là các phương pháp xử lý cáu cặn hệ thống chiller được chúng tôi tổng hợp sẽ mang lại hiệu quả cực cao cho các doanh nghiệp khi áp dụng. Mọi thắc mắc liên quan đến hệ thống giải nhiệt nước chiller, tháp giải nhiệt nước, linh kiện tháp giải nhiệt,… hãy để thông tin bên dưới bài viết hoặc liên hệ tới hotline 0917 430 282 - 0985 626 307 để được hỗ trợ xử lý cáu cặn nhanh chóng. 

>>> Xem thêm nội dung: Tìm hiểu top 10 tháp giải nhiệt Alpha đang được ưa chuộng nhất hiện nay

Hỏi Đáp

Ăn mòn tháp giải nhiệt là gì? Cách ngăn chặn tình trạng ăn mòn

Ăn mòn tháp giải nhiệt là gì? Cách ngăn chặn tình trạng ăn mòn

Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo, nguyên lý và chức năng

Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo, nguyên lý và chức năng

Cấu tạo cánh quạt tháp giải nhiệt nước

Cấu tạo cánh quạt tháp giải nhiệt nước