Phân loại tháp giải nhiệt

Phần này nói về các loại tháp giải nhiệt: tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên và tháp giải nhiệt đối lưu cơ học được ứng dụng trong các hệ thống máy làm đá công nghiệp.

2.1. Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên

Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên hay còn gọi là tháp giải nhiệt hypebol sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí môi trường xung quanh và không khí nóng hơn trong tháp. Khi không khí nóng chuyển dịch lên phía trên trong tháp (do không khí nóng tăng), không khí mát mới đi vào tháp qua bộ phận khí vào ở đáy tháp. Không cần sử dụng quạt và không có sự luân chuyển của không khí nóng có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất nhờ sơ đồ bố trí của tháp. Vỏ tháp chủ yếu làm bằng bê tông, cao khoảng 200 m. Những tháp giải nhiệt này thường chỉ dùng cho nhu cầu nhiệt lớn vì kết cấu bằng bê tông lớn đắt tiền.

Các loại tháp giải nhiệt

Có hai loại tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên chính:

- Tháp dòng ngang (Hình 2): không khí được hút dọc theo nước đang rơi và khối đệm đặt bên ngoài tháp

- Tháp ngược dòng (Hình 3): không khí được hút qua nước đang rơi và khối đệm được đặt trong tháp, dù thiết kế phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể

2.2. Tháp giải nhiệt đối lưu cơ học

Tháp giải nhiệt đối lưu cơ học có các quạt lớn để hút khí cưỡng bức trong nước lưu thông. Nước chảy xuống dưới trên bề mặt các khối đệm, làm tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và không khí-giúp tối đa hoá quá trình truyền nhiệt giữa nước và không khí. Tỷ lệ giải nhiệt của tháp đối lưu cơ học phụ thuộc vào rất nhiều thông số khác nhau như đường kính quạt và tốc độ hoạt động, khối đệm trở lực của hệ thống.

Tháp đối lưu cơ học hiện nay sẵn có với dải công suất rất rộng. Tháp có thể được xây tại nhà máy hoặc cánh đồng – ví dụ như các tháp bằng bê tông chỉ được xây ở cánh đồng. Rất nhiều tháp được xây dựng theo cách có thể hoạt động cùng nhau để đạt được công suất mong muốn. Vì vậy rất nhiều tháp giải nhiệt được nối với nhau gồm từ hai tháp riêng lẻ trở lên, gọi là “ô” Số lượng ô, v.d tháp gồm 8 ô là để chỉ loại tháp này. Các tháp nhiều ô có thể theo hàng, vuông hoặc tròn phụ thuộc vào hình dạng của ô và tuỳ theo phần lấy khí vào được đặt ở bên cạnh hay đáy của ô.

Có ba loại tháp đối lưu cơ học như tóm tắt trong bảng 1.

Bảng 1. Những đặc điểm chính hoặc các loại tháp giải nhiệt khác nhau (theo AIRAH)

Loại tháp giải nhiệt	Ưu điểm	Nhược điểm
Tháp giải nhiệt đối lưu cưỡng bức (Hình 4): Không khí được hút vào tháp nhờ một quạt đặt ở phần khí vào	Thích hợp với trở lực khí cao nhờ quạt thổi ly tâm. Các quạt tương đối không ồn	Lưu thông nhờ vận tốc khí vào cao và vận tốc khí ra thấp, có thể giải quyết bằng cách đặt các tháp trong buồng của dây chuyền cùng với các ống thải
Tháp giải nhiệt thông khí dòng ngang (Hình 5): Nước đi vào ở trên và đi qua các khối đệm. Không khí đi vào từ một phía (tháp một dòng) hoặc từ các phía đối diện nhau (tháp hai dòng)Một quạt hút lấy khí vào qua khối đệm đi lên lối ra ở phía trên cùng của tháp	Lưu thông kém hơn tháp đối lưu cưỡng bức vì tốc độ khí racao hơn khí vào từ 3-4 lần	Quạt và bộ điều khiển của động cơ cần chống được các điều kiện của thời tiết, độ ẩm và ăn mòn vì chúng đặt trong đường khí ẩm ra
Tháp giải nhiệt thông khí ngược dòng (Hình 6): Nước nóng đi vào phần trên. Không khí đi vào phần đáy và ra ở phần trên. Sử dụng quạt hút và quạt đẩy