CẨM NANG CHỌN THÁP GIẢI NHIỆT
Thân chào bạn đọc!
Chào mừng bạn đến với Chiller Learner - nơi chia sẻ kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu về lĩnh vực HVAC và hệ thống Chiller.
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về chủ đề: "Cẩm nang chọn Tháp giải nhiệt trong hệ thống Chiller".
Trong hệ thống chiller giải nhiệt nước, tháp giải nhiệt đóng vai trò loại bỏ nhiệt thải từ bình ngưng Chiller ra môi trường. Bài viết sau đây cung cấp đến bạn đọc các tiêu chí quan trọng trong việc thiết kế hoặc lựa chọn Tháp giải nhiệt phù hợp. Hãy cùng theo dõi nội dung sau đây.
.png "CT cover")
I. Công suất giải nhiệt và số lượng
- Công suất giải nhiệt của tháp (Heat rejection): giá trị này phải lớn hơn hoặc bằng tải nhiệt từ bình ngưng của Chiller. Đơn vị thường là kW, Btu/h, kcal/h hoặc RT.
Q_giải nhiệt (kW) = Q_lạnh (kW) + CS điện_Chiller (kW), hoặc:
Q_giải nhiệt (kW) = LL_nước giải nhiệt (l/s) * 4.19 * Chênh nhiệt độ nước GN
- Số lượng tháp: Số lượng tùy vào quan điểm của người thiết kế và không gian lắp đặt tại công trình. Không bắt buộc số lượng tháp phải bằng số lượng Chiller. Nên ưu tiên chọn tháp với nhiều cell để tăng khả năng dự phòng.
- Số cell: "Cell" là đơn vị tháp giải nhiệt cơ bản (1 cụm quạt + 1 cụm phân phối nước).
Việc chọn số cell phù hợp với công suất tải nhiệt giúp chúng ta dễ dàng bảo trì mà không cần dừng toàn hệ thống, đồng thời có thể mở rộng công suất sau này bằng cách thêm cell.
Thông thường với công suất từ 300 RT trở lên thì nên chọn tháp dạng vuông, 2 cells trở lên (cell dạng modular lắp ghép giúp tiết kiệm không gian và thời gian thi công).
II. Chủng loại tháp
* Phân loai theo nguyên lý:
- Tháp Giải Nhiệt Hở (Open Cooling Tower): Nước từ hệ thống đi lên tháp, chảy trực tiếp qua bề mặt tản nhiệt (fill), tiếp xúc với không khí → một phần nước bay hơi mang theo nhiệt, phần còn lại được thu hồi và đưa về lại hệ thống.
+ Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ lắp đặt và bảo trì, sử dụng phổ biến.
+ Nhược điểm: Nước tiếp xúc trực tiếp với không khí → dễ bị bẩn, nhiễm khuẩn, rong rêu, cáu cặn, cần xử lý nước định kỳ (chống ăn mòn, rong rêu), tổn thất nước do bay hơi và bốc hơi lớn hơn.
- Tháp Giải Nhiệt Kín (Closed Loop Cooling Tower): Nước giải nhiệt trong hệ thống chạy kín trong ống xoắn hoặc ống trao đổi nhiệt. Bên ngoài ống, nước làm mát chảy tuần hoàn và tiếp xúc với không khí để giải nhiệt cho ống.
+ Ưu điểm: Không tiếp xúc không khí → nước tuần hoàn sạch, không bị ô nhiễm → giảm nguy cơ đóng cặn và vi sinh, ít mất nước hơn nên tiết kiệm chi phí nước bổ sung, phù hợp cho các dự án có nhu cầu giải nhiệt lớn nhưng nguồn nước khan hiếm (đơn giá nước cao) hoặc hệ thống giải nhiệt yêu cầu độ sạch cao như: công nghệ thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, hệ thống điều hòa trung tâm cao cấp.
+Nhược điểm: Giá thành cao hơn tháp hở, kích thước lớn hơn với cùng công suất (do hiệu suất trao đổi nhiệt thấp hơn tháp hở), bảo trì hệ thống trao đổi nhiệt cũng phức tạp hơn.
- Tháp giải nhiệt khô (Dry Cooling Tower): Tháp giải nhiệt khô là loại thiết bị tản nhiệt không sử dụng nước để làm mát, mà hoạt động dựa trên nguyên lý truyền nhiệt qua không khí bằng đối lưu cưỡng bức. Nhiệt được truyền từ chất lỏng nóng (thường là nước hoặc glycol) qua ống trao đổi nhiệt, sau đó được làm mát bằng quạt gió lớn mà không cần bay hơi nước.
+ Ưu điểm: Không tiêu tốn nước → cực kỳ phù hợp cho các khu vực thiếu nước hoặc cần tiết kiệm tài nguyên nước; Không phát sinh rong rêu, cáu cặn → giảm thiểu bảo trì và chi phí hóa chất; Không có khí thải ẩm, không tạo sương mù → tốt cho các khu vực dân cư, bệnh viện, hoặc khu sản xuất sạch.
+ Nhược điểm: Hiệu suất thấp hơn so với tháp ướt, đặc biệt khi nhiệt độ môi trường cao; Kích thước lớn hơn với cùng công suất → tốn diện tích lắp đặt; Chi phí đầu tư cao hơn tháp giải nhiệt hở thông thường; Không phù hợp với khu vực có nhiệt độ ngoài trời cao quanh năm (như miền Nam Việt Nam).
* Phân loại theo hình dạng
- Tháp giải nhiệt dạng tròn (Round Cooling Tower): Hình dáng tròn, gọn, thiết kế tối ưu hướng gió, Quạt đặt trên đỉnh hút gió theo phương đứng.
+ Ưu điểm: Giá rẻ, phù hợp với công suất nhỏ đến trung bình.
+ Nhược điểm: Khó mở rộng công suất, khó thi công trên mặt bằng hẹp hoặc cần đặt nhiều cụm tháp, khó bảo trì nội thất do không gian nhỏ.
- Tháp giải nhiệt vuông (Square / Rectangular Cooling Tower): Thiết kế dạng hình hộp, thường dạng module (có thể lắp ráp nhiều tháp lại với nhau), có thể là dạng đối lưu ngang (cross-flow) hoặc đối lưu ngược dòng (counter-flow).
+ Ưu điểm: Dễ mở rộng công suất bằng cách lắp module, phù hợp với hệ thống lớn (công suất vài trăm đến hàng ngàn RT), không gian bên trong rộng rãi, dễ bảo trì, có thể thiết kế tiết kiệm diện tích theo chiều cao hoặc chiều ngang tùy mục đích.
+ Nhược điểm: Giá cao hơn loại tròn cùng công suất, cần thiết kế cụ thể cho từng công trình (đặc biệt về luồng gió, thoát nước).
III. Vị trí đặt tháp
Tháp cần đặt ở vị trí có khả năng lưu thông gió tốt, không bị chắn gió hồi, đồng thời đảm bảo các điểm sau:
+ Không ảnh hưởng đến khu dân cư (tiếng ồn, hơi nước)
+ Trường hợp tháp đặt trên mái cần lưu ý về trọng lượng hoạt động của tháp ảnh hưởng đến tải trọng nền móng và kết cấu.
Đối với các dự án sử dụng tháp giải nhiệt loại hở, cần lưu ý đặt tháp ở vị trí cao nhất trong mạch nước giải nhiệt.
IV. Lưu lượng nước, nhiệt độ nước vào/ra tháp
- Lưu lượng nước qua tháp: là lưu lượng cần để giải nhiệt cho bình ngưng Chiller, cần cân chỉnh đảm bảo lưu lượng giải nhiệt đủ, tránh quá cao hoặc quá thấp (gây tràn/thiếu nước).
LL_nước giải nhiệt (l/s) = Q_giải nhiệt (kW) / (4.19 * Chênh nhiệt độ nước GN)
- Nhiệt độ nước vào/ ra tháp:
+ Nhiệt độ vào tháp chính là nhiệt độ nước nóng từ bình ngưng Chiller
+ Nhiệt độ ra tháp là nhiệt độ nước sau khi được làm mát, nhiệt độ này sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ bầu ướt (wet bulb - WB) của môi trường xung quanh tháp.
T_out = WB + T_approach. (thông thường T_approach 2.8-3oC).
Ví dụ: Nhiệt độ WB môi trường xung quanh tháp cao nhất là 29oC, chọn T_approach của tháp là 3oC và chênh nhiệt độ nước qua bình ngưng Chiller hoặc tháp là 5oC. Từ đây ta có nhiệt độ thiết kế nước vào/ra tháp là 37/32 oC.
Việc chọn nhiệt độ nước vào/ra tháp cần được cân nhắc kỹ lưỡng vì điều này ảnh hưởng trực tiếp đến công suất và kích thước tháp, hơn nữa là hiệu suất làm lạnh của Chiller (nếu chọn nhiệt độ nước quá cao thì hiệu suất Chiller giảm và ngược lại).
V. Kiểu điều khiển/ khởi động
- Kiểu khởi động:
+ Khởi động trực tiếp (DOL): dùng cho motor nhỏ (thường < 7.5kW).
+ Khởi động sao–tam giác hoặc biến tần: cho motor lớn.
- Điều khiển hoạt động của tháp gồm:
+ On/Off khi đạt nhiệt độ nước ra tháp cài đặt.
+ Tự động điều chỉnh tốc độ quạt bằng biến tần để duy trì nhiệt độ nước ra khỏi tháp không đổi. Ngày nay với mục tiêu tiết kiệm điện cho Chiller, một số thiết kế yêu cầu thay đổi linh hoạt nhiệt độ cài đặt nước ra tháp thay đổi theo nhiệt độ môi trường (cố định T_approach), điều này đặc biệt hiệu quả khi WB môi trường giảm → T_out setpoint giảm → tăng COP Chiller.
VI. Vật liệu, thương hiệu
- Khung: Thép mạ kẽm, thép không gỉ, FRP (chống ăn mòn tốt, nhẹ).
- Tấm tản nhiệt (Fill): PVC, PP, hoặc vật liệu có khả năng chống đóng cặn và dễ vệ sinh.
- Một số thương hiệu phổ biến ở thị trường Việt Nam: BAC, Ocean, TrueWater, Liangchi, ...
VII. Tổng kết
Trên đây là các tiêu chí quan trọng khi thiết kế hoặc lựa chọn Tháp giải nhiệt, tổng hợp lại chúng ta có ví dụ về bảng thống kê các thông số kỹ thuật của Tháp như sau.
Như vậy chúng ta vừa tìm hiểu về "Cẩm nang chọn Tháp giải nhiệt". Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc ý kiến đóng góp về nội dung bài viết, anh/chị hãy để lại bình luận hoặc gửi mail về địa chỉ chillerlearner@gmail.com. Xin cảm ơn!
Thân chào và hẹn gặp lại ở chủ đề tiếp theo!
Chiller Learner.
* Một số bài viết có thể bạn quan tâm:
- Các kiểu thiết kế mạch nước Chiller
- Hiện tượng đọng sương trên lớp vỏ AHU
- Cẩm nang chọn bơm đúng kỹ thuật
.png)
0 comments:
Đăng nhận xét