CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO CỦA THÁP GIẢI NHIỆT
*** CÔNG TY TNHH TM DV KỸ THUẬT ĐIỆN LẠNH KT
Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh ngưng tụ tỏa ra. Lượng nhiệt này được thải ra môi trường nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước. Nước vào bình ngưng có nhiệt độ , nhận nhiệt ngưng tụ tăng lên khoảng 50C, ra khỏi bình ngưng có nhiệt độ . Nước sau khi ra khỏi bình ngưng được đưa sang tháp giải nhiệt và phun thành các giọt nhỏ. Nước nóng chảy theo khối đệm xuống, trao đổi nhiệt và chất với không khí đi ngược dòng từ dưới lên trên nhờ quạt gió cưỡng bức. Quá trình trao đổi nhiệt và chất chủ yếu là quá trình bay hơi một phần nước và không khí. Nhiệt độ nước giảm 50C và xuống nhiệt độ ban đầu .
Tháp được làm bằng vật liệu nhựa composit khá bền, nhẹ và thuận lợi lắp đặt. Bên trong có các khối nhựa có tác dụng làm tơi nước, tăng diện tích và thời gian tiếp xúc. Nước nóng được bơm tưới từ trên xuống, trong quá trình phun, ống phun quay quanh trục và tưới đều lên trên các khối nhựa. Không khí được quạt hút từ dưới lên và trao đổi nhiệt cưỡng bức với nước. Quạt được đặt ở phía trên của tháp giải nhiệt. Phía dưới thân tháp có các tấm lưới có tác dụng ngăn không cho rác bên ngoài rơi vào bên trong bể nước của tháp và có thể tháo ra để vệ sinh đáy tháp. Thân tháp được lắp ghép từ các tấm rời, vị trí lắp ghép tạo thành gân làm cho thân tháp vững chắc hơn
Các bộ phận chính của một tháp giải nhiệt bao gồm một khung và thân tháp, khối đệm, bể nước lạnh, tấm chắn nước, bộ phận khí vào, cửa không khí vào, vòi và quạt. Những bộ phận này được miêu tả dưới đây.
Khung và thân tháp. Phần lớn các tháp có khung kết cấu giúp hỗ trợ cho phần thân bao bên ngoài (thân tháp), động cơ, quạt và các bộ phận khác. Ở các thiết kế nhỏ hơn, như các thiết bị làm bằng sợi thuỷ tinh, thân tháp có thể là khung luôn.
Khối đệm. Hầu hết các tháp đều có khối đệm (làm bằng nhựa hoặc gỗ) để hỗ trợ trao đổi
nhiệt nhờ tối đa hoá tiếp xúc giữa nước và không khí. Có hai loại khối đệm:
- Khối đệm dạng phun: nước rơi trên các thanh chắn nằm ngang và liên tiếp bắn toé thành những giọt nhở hơn, đồng thời làm ướt bề mặt khối đệm. Khối đệm dạng phun bằng nhựa giúp tăng trao đổi nhiệt tốt hơn so với khối đệm bằng gỗ.
- Khối đệm màng: bao gồm các tấm màng nhựa mỏng đặt sát nhau, nước sẽ rơi trên đó, tạo ra một lớp màng mỏng tiếp xúc với không khí. Bề mặt này có thể phẳng, nhăn, rỗ tổ ong hoặc các loại khác. Loại màng của khối đệm này hiệu quả hơn và tạo ra mức trao đổi nhit tương tự với lưu lượng nhỏ hơn so với khối đệm dạng phun.
Bể chứa nước lạnh. Bể nước lạnh được đặt gần hoặc ngay tại đáy tháp, bể nhận nước mát chảy xuống qua khối đệm trong tháp. Bể thường có một bộ phận thu nước hoặc một điểm trũng để nối xả nước lạnh. Với rất nhiều thiết kê tháp, bể nước lạnh được đặt ngay dưới khối đệm. Tuy nhiên, ở các thiết kế đối lưu ngược dòng, nước ở đáy khối đệm được nối với mộtvành đai đóng vai trò như bể nước lạnh. Quạt hút được lắp dưới khối đệm để hút khí từ dưới lên. Với thiết kế này, tháp được lắp thêm chân, giúp dễ lắp quạt và động cơ .
Tấm chắn nước. Thiết bị này thu những giọt nước kẹt trong dòng không khí, nếu không chúng sẽ bị mất vào khí quyển.
Bộ phận khí vào. Đây là bộ phận lấy khí vào tháp. Bộ phận này có thể chiếm toàn bộ một phía của tháp (thiết kế dòng chảy ngang) hoặc đặt phía dưới một phía hoặc dưới đáy tháp (thiết kế dòng ngược).
Cửa không khí vào. Thông thường, các tháp dòng ngang có cửa lấy khí vào. Mục đích của các cửa này là cân bằng lưu lượng khí vào khối đệm và giữ lại nước trong tháp. Rất nhiều thiết kế tháp ngược dòng không cần cửa lấy khí.
Vòi phun. Vòi phun nước để làm ướt khối đệm. Phân phối nước đồng đều ở phần trên của khối đệm là cần thiết để đạt được độ ướt thích hợp của bề mặt khối đệm. Vòi có thể được cố định hoặc phun theo hình vuông hoặc tròn, hoặc vòi có thể là một bộ phận của dây chuyền quay như thường gặp ở một số tháp giảin nhiệt đối lưu ngang.
Quạt. Cả quạt hướng trục (quạt đẩy) và quạt ly tâm đều được sử dụng trong tháp. Thông thường quạt đẩy được sử dụng trong thông gió và cả quạt ly tâm và quạt đẩy đều được sử dụng để thông gió cưỡng bức trong tháp. Tùy theo kích thước, có thể sử dụng quạt đẩy cố định hay độ nghiêng cánh biến đổi. Quạt với cánh nghiêng điều chỉnh không tự động được sử dụng trong dải kW rộng vì quạt có thể được điều chỉnh để luân chuyển lưu lượng khí mong muốn ở mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất.
Ống nước vào ra tháp bao gồm: Ống nước nóng vào, ống bơm nước đi, ống xả tràn, ống xả đáy và ống cấp nước bổ sung.
Cấu tạo tháp giải nhiệt.
1 – Động cơ quạt gió; 2 – Vỏ tháp; 3 – Chắn bụi nước; 4 – Dàn phun nước;
5 – Khối đệm; 6 – Cửa không khí vào; 7 – Bể nước; 8 – Đường nước lạnh cấp làm mát bình ngưng; 9 – Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lên; 10 – Phin lọc nước;
11 – Phễu chảy tràn; 12 – Van xả đáy; 13 – Đường cấp nước với van phao; 14 – Bơm nước.
Tính chọn tháp tải nhiệt:
Công suất giải nhiệt của tháp xác định theo công thức:
Qk = Gn.Cn.tn , W
Trong đó:
Gn– Lưu lượng nước của tháp, kg/s.
Cn – Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4,186 kj/kg.K
tn– Độ chênh lệch nhiệt độ của nước vào và ra tháp giải nhiệt.
Lưu lượng nước qua tháp giải nhiệt:
Dựa vào lượng nhiệt thải ra của môi chất lạnh NH3 ở thiết bị ngưng tụ ta chọn tháp giải nhiệt. Trước hết ta quy năng suất nhiệt ra Ton.
Theo tiêu chuẩn CTI 1 Ton tương đương với 3900 kcal/h.
Tra bảng 8-22, [TL2, 318], ta chọn tháp giải nhiệt kiểu FRK-15 của hãng Rinki với các thông số kỹ thuật sau:
Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt Rinki kiểu FRK-15
|
Lưu lượng nước định mức |
3,25 l/s |
|
Chiều cao tháp |
1665 mm |
|
Đường kính tháp |
1170 mm |
|
Đường kính ống nối nước vào |
50 mm |
|
Đường kính ống nối nước ra |
50 mm |
|
Đường chảy tràn |
25 mm |
|
Đường kính đường xả |
25 mm |
|
Đường kính ống van phao |
15 mm |
|
Lưu lượng quạt gió |
140 m3/ph |
|
Đường kính quạt gió |
630 mm |
|
Môtơ quạt |
0,37 kW |
|
Khối lượng tĩnhz |
52kg |
|
Khối lượng khi vận hành |
165 kg |
|
Độ ồn của quạt |
50,5 dBA |