Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết nhất

Tháp giải nhiệt là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết nhất
1. Tháp giải nhiệt là gì?
Tháp giải nhiệt (Cooling Tower) là thiết bị dùng để làm mát nước tuần hoàn bằng cách trao đổi nhiệt giữa nước nóng và không khí môi trường.
Nó hoạt động dựa trên nguyên lý bay hơi: một phần nước nóng sẽ bốc hơi, mang theo nhiệt ra ngoài, phần nước còn lại giảm nhiệt độ và quay trở lại hệ thống.
Ứng dụng thực tế:
Nhà máy nhựa, cơ khí, thực phẩm
Hệ thống Chiller HVAC
Trung tâm thương mại
Nhà máy điện
Dây chuyền sản xuất công nghiệp
Nói thẳng: không có tháp giải nhiệt thì nhiều hệ thống máy móc sẽ quá nhiệt và ngừng hoạt động.

2. Cấu tạo tháp giải nhiệt chi tiết
Một tháp giải nhiệt tiêu chuẩn gồm các bộ phận chính sau:

2.1 Vỏ tháp (FRP)
Làm bằng sợi thủy tinh gia cường (FRP)
Chống ăn mòn, chịu thời tiết
Nhẹ nhưng rất bền

2.2 Tấm tản nhiệt (Fill / Cooling Fill)
Đây là bộ phận quan trọng nhất.
Thường làm bằng nhựa PVC
Có dạng sóng hoặc tổ ong
Tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí
Nếu fill bẩn hoặc đóng cặn → hiệu suất giảm mạnh.

2.3 Quạt (Fan)
Gắn phía trên đỉnh tháp
Có nhiệm vụ hút không khí từ dưới lên
Tạo luồng gió cưỡng bức
Motor quạt thường có công suất từ 0.75kW đến vài chục kW tùy công suất tháp.

2.4 Hệ thống phân phối nước
Bao gồm:
Ống phân phối
Đầu phun
Khay chia nước
Chức năng: phân bố nước nóng đều trên bề mặt fill.
Nếu đầu phun tắc → nước chảy không đều → giảm hiệu suất làm mát.

2.5 Bể chứa nước (Basin)
Nằm phía dưới cùng
Thu nước sau khi đã được làm mát
Có lưới lọc rác và đường xả đáy

2.6 Hệ thống khung và phụ kiện
Khung đỡ
Van xả
Ống cấp – thoát nước
Lưới chắn rác
Hộp giảm tốc (gearbox) ở tháp công suất lớn

3. Nguyên lý hoạt động của tháp giải nhiệt
Hiểu đơn giản nhưng phải đúng kỹ thuật:
Bước 1: Nước nóng đi vào tháp
Nước từ hệ thống (chiller, máy ép nhựa, trao đổi nhiệt…) có nhiệt độ cao khoảng 35–45°C được bơm vào tháp.

Bước 2: Phân phối nước
Nước được phun đều lên tấm tản nhiệt.
Nó chảy thành màng mỏng qua các lớp fill.

Bước 3: Quạt hút không khí
Quạt hút không khí từ môi trường vào tháp theo chiều ngược dòng với nước.
Không khí tiếp xúc trực tiếp với nước nóng.

Bước 4: Bay hơi và trao đổi nhiệt
Khoảng 1–3% lượng nước sẽ bay hơi.
Quá trình bay hơi này hấp thụ nhiệt (ẩn nhiệt hóa hơi) → làm nước còn lại giảm nhiệt độ.
Đây chính là cơ chế làm mát chính.

Bước 5: Nước mát được thu lại
Nước sau khi giảm xuống còn khoảng 28–32°C sẽ rơi xuống bể chứa.
Sau đó được bơm quay lại hệ thống sản xuất.
Chu trình lặp lại liên tục.

4. Các loại tháp giải nhiệt phổ biến
Tháp tròn (Counter Flow)
Thiết kế dạng trụ
Gió đi ngược chiều nước
Phổ biến trong nhà máy vừa và nhỏ
Tháp vuông (Cross Flow)
Dạng khối vuông
Lưu lượng lớn
Dùng cho hệ thống công suất cao

5. Thông số kỹ thuật quan trọng cần hiểu
Công suất RT (Refrigeration Ton)
Lưu lượng nước (m³/h)
Nhiệt độ vào – ra
Chênh nhiệt (ΔT)
Tốc độ gió
Tổn thất bay hơi
Nếu chọn sai công suất → hệ thống không đủ lạnh hoặc tiêu tốn điện.

6. Ưu điểm của tháp giải nhiệt
✔ Tiết kiệm chi phí vận hành
✔ Làm mát hiệu quả cao
✔ Tuổi thọ dài nếu bảo trì đúng
✔ Hoạt động ổn định 24/7

7. Các vấn đề thường gặp
Đóng cặn canxi
Rêu tảo
Rung quạt
Hao nước nhiều
Motor quá tải
=> 80% sự cố do không bảo trì định kỳ.

8. Kết luận
Tháp giải nhiệt là thiết bị quan trọng trong hệ thống làm mát công nghiệp. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động sẽ giúp:
Chọn đúng công suất
Vận hành hiệu quả
Giảm chi phí điện
Tăng tuổi thọ thiết bị