Hệ thống làm mát bằng không khí hiện được sử dụng rất phổ biến cho quá trình làm mát các nhà xưởng. Với khả năng giải nhiệt tốt, giá thành hợp lý, dễ dàng lắp đặt và sử dụng nên những hệ thống này là lựa chọn tiên quyết của nhiều nhà xưởng. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về các hệ thống làm mát bằng không khí thông qua những chia sẻ ngay sau đây.
Nội dung chính
Hệ thống làm mát bằng không khí là gì?
Trong các nhà xưởng, xí nghiệp, các khu công nghiệp luôn có số lượng máy móc cũng như lượng nhân công lớn. Những máy móc này vận hành liên tục sẽ khiến cho chúng gia nhiệt, nhiệt độ tăng cao. Kết hợp cùng lượng nhân công lớn khiến cho không gian luôn ngột ngạt, bí bách. Để đảm bảo khả năng vận hành ổn định cho cả máy móc lẫn người lao động thì các nhà xưởng cần được trang bị những hệ thống làm mát phù hợp nhất. Tiêu biểu trong số đó chính là hệ thống làm mát bằng không khí.
Hệ thống làm mát bằng không khí được sử dụng rất phổ biến trong các nhà xưởng
Hệ thống làm mát bằng không khí là hệ thống làm mát sử dụng không khí để làm mát cho nhà xưởng nhờ nhiều thiết bị chuyên dụng như quạt gió, tấm tản nhiệt,… Những bộ phận này hỗ trợ luân chuyển không khí nóng và lạnh giúp không gian trong nhà xưởng luôn ở mức độ mát mẻ, thích hợp cho quá trình sản xuất.
Các hệ thống làm mát không khí thường được sử dụng tại các không gian rộng lớn, yêu cầu không khí mát mẻ như: nhà máy, xí nghiệp, xưởng sản xuất, trang trại chăn nuôi,… Việc sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí trong những không gian rộng lớn sẽ giúp doanh nghiệp tiết kiệm được chi phí so với các hệ thống làm mát khác.
Hệ thống làm mát bằng không khí có mấy loại?
Hiện nay, những hệ thống làm mát bằng không khí trên thị trường được chia thành hai loại chính đó là hệ thống làm mát không khí áp suất dương và hệ thống làm mát bằng không khí áp suất ấm. Nhìn chung, cả hai hệ thống này đều có cấu tạo cũng như nguyên lý tương tự nhau với khả năng làm mát bằng không khí nhờ sự kết hợp giữa tấm tản nhiệt và quạt gió công nghiệp. Tuy nhiên, mỗi hệ thống vẫn có những đặc điểm riêng sao cho phù hợp với từng loại nhà xưởng.
Hệ thống làm mát áp suất dương
Hệ thống làm mát áp suất dương là hệ thống làm mát có khả năng thổi khí lạnh trực tiếp vào xí nghiệp, nhà xưởng,…
Hệ thống áp suất dương tại nhà xưởng
Cấu tạo hệ thống làm mát áp suất dương
Để có thể thổi được không khí lạnh trực tiếp vào trong nhà xưởng, hệ thống này có cấu tạo từ những chi tiết, thiết bị cơ bản như sau:
- Dàn máy làm mát có công suất cũng như lưu lượng gió lớn. Chúng là nguồn cung khí lạnh cho nhà xưởng. Hiện nay có hai loại máy làm mát phổ biến là máy ly tâm và máy hướng trục.
- Hệ thống ống gió có nhiệm vụ dẫn gió lạnh từ dàn máy lạnh đến nhà xưởng.
- Hệ thống cửa gió giúp phân phối luồng khí lạnh từ ống dẫn vào nhà xưởng.
- Hệ thống giá đỡ, bệ máy giúp cố định, nâng đỡ máy móc.
- Bể chứa nước tuần hoàn cung cấp nguồn nước cho quá trình làm mát.
- Dàn máy bơm nước có van tự động có nhiệm vụ cung cấp nước cho các máy làm mát vận hành.
- Tủ điện điều khiển dùng để đóng mở các thiết bị trong hệ thống làm mát dễ dàng.
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống áp suất dương
Nguyên lý vận hành hệ thống
Trong hệ thống làm mát bằng không khí áp suất dương, các máy làm mát công nghiệp sẽ được lắp đặt tại những nơi nhiều máy móc, tập trung đông người để làm mát cục bộ hoặc là trải đều khí lạnh trong nhà xưởng.
Hệ thống cung cấp một lượng lớn không khí tươi mát vào nhà xưởng, đẩy không khí nóng, ô nhiễm ở bên trong nhà xưởng ra ngoài nhà xưởng, tạo ra sự đối lưu không khí.
Hình thức làm mát của hệ thống này bay hơi. Khi chúng ta khởi động hệ thống làm mát, không khí nóng được hút qua tấm giấy trao đổi nhiệt, một phần hơi nước sẽ bay vào không khí, hấp thụ hơi nóng để giảm bớt nhiệt độ, phần hơi nước còn lại quay trở về hệ thống để tiếp tục vòng làm mát tuần hoàn mới. Khí mát đã được lọc sạch sẽ được đưa đến khu vực làm việc thông qua hệ thống ống dẫn khí
Sơ đồ hệ thống làm mát bằng không khí áp suất dương
Hệ thống máy bơm cấp nước sẽ luôn vận hành để đảm bảo có một lượng nước bổ sung cho lượng nước đã bay hơi. Chính vì sự tuần hoàn hơi nước này nên tiết kiệm được lượng nước tiêu thụ, khả năng làm mát, làm sạch không khí nhà xưởng cũng tốt hơn so với nhiều hệ thống làm mát khác.
Đặc điểm của hệ thống làm mát bằng không khí áp suất dương
Hệ thống làm mát này có những ưu điểm cũng như hạn chế như sau:
Ưu điểm:
- Khả năng làm mát tốt, giúp cải thiện môi trường làm việc cho người lao động. Nhiệt độ trong nhà xưởng có thể giảm 3÷6°C khi sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí áp suất dương. Chúng còn liên tục trao đổi không khí tươi mới.
- Tiết kiệm năng lượng vận hành cũng như tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu. Theo một số nghiên cứu, chi phí năng lượng vận hành của hệ thống áp suất dương này chỉ bằng 25%, chi phí đầu tư thấp hơn khoảng 60% so với hệ thống điều hòa.
- Hệ thống phù hợp với những không gian mở, khả năng làm làm mát cục bộ. Khoảng cách làm mát trung bình đạt 20÷30 m tính từ cửa gió.
- Hệ thống còn góp phần bảo vệ môi trường khi chúng không sử dụng khí gas, hạn chế tình trạng bị rò rỉ gây ngộ độc, cháy nổ,…
Hệ thống làm mát áp suất dương
Hạn chế:
- Do đa phần hệ thống làm mát bằng không khí áp suất dương được lắp đặt trong những không gian mở cho nên tổn thất nhiệt lớn.
- Hệ thống này không có cơ chế chủ động điều khiển mức nhiệt cũng như độ ẩm như điều hòa.
- Trung bình chi phí đầu tư cho hệ thống áp suất dương cao gấp 1.5 lần so với hệ thống làm mát bằng không khí áp suất âm. Vì hệ thống này có thêm hệ thống kênh dẫn gió, giá đỡ, bệ đỡ máy làm mát và thi công phức tạp hơn,…
- Còn phát sinh chi phí xử lý chống dột nếu như chúng ta lắp đặt máy làm mát thổi khí lạnh từ trên mái nhà xưởng xuống.
Hệ thống làm mát bằng không khí áp suất âm
Hệ thống làm mát bằng không khí áp suất âm là hệ thống làm mát cho nhà xưởng sử dụng nguyên lý chênh lệch áp suất giữa trong nhà xưởng với ngoài môi trường.
Những tấm tản nhiệt trong hệ thống áp suất âm
Cấu tạo hệ thống làm mát áp suất âm
Hệ thống làm mát này có cấu tạo gồm một số chi tiết chính như sau:
- Hệ thống quạt hút công nghiệp có công suất lớn hỗ trợ hút gió.
- Dàn tấm làm mát cooling pad hay còn gọi là tấm tản nhiệt.
- Khung máng nước được làm từ nhiều loại vật liệu inox, hợp kim nhôm, composite,… cho độ bền bỉ cao.
- Bể lọc khử mùi.
- Tủ điện điều khiển có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho hệ thống.
- Hệ thống đường ống dẫn nước cấp và nước hồi.
- Máy bơm nước có nhiệm vụ bơm để cung cấp nước cho các giàn làm mát.
- Một số bộ phận khác như bể nước, lưới lọc bụi, tấm chắn,..
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống áp suất âm
Nguyên lý vận hành hệ thống
Không khí có nhiệt độ cao, bị ôi nhiễm ở trong nhà xưởng sẽ được hệ thống quạt hút công suất lớn hút ra bên ngoài. Do đó mà tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên trong và bên ngoài nhà xưởng. Vì vậy mà không khí bên ngoài sẽ được hút vào trong nhà xưởng thông qua các tấm làm mát cooling pad. Tấm tản nhiệt cooling pad có thiết kế các ống phun nước bên trong sẽ tiến hành phun nước mát lên các lớp của nó hỗ trợ trao đổi nhiệt.
Khi không khí từ bên ngoài được hút đi qua tấm tản nhiệt này sẽ diễn ra quá trình trao đổi nhiệt, không khí nóng mất đi nhiệt độ trở thành khí mát. Luồng khí này có nhiệt độ thấp hơn không khí bên ngoài môi trường khoảng 3 đến 7 độ C, thấp hơn không khí bên trong nhà xưởng khoảng 4 đến 8.5 độ C. Nguồn khí lạnh này sau đó được lọc sạch và đưa vào bên trong nhà xưởng để làm mát không gian bên trong.
Sơ đồ hệ thống làm mát bằng không khí áp suất âm
Đặc điểm của hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát này có những ưu điểm cũng như hạn chế như sau:
Ưu điểm:
- Làm mát nhà xưởng bằng áp suất âm cho độ yên tĩnh cao nên rất phù hợp với những môi trường làm việc như cơ khí, in ấn, may mặc, da giày,…
- Khả năng làm mát tốt khi tạo môi trường không khí lạnh với mức nhiệt thấp hơn từ 3 ÷ 8°C, hệ thống lọc giúp loại bỏ bụi bẩn.
- Tiết kiệm năng lượng vận hành cũng như chi phí đầu tư ban đầu. Theo nghiên cứu, chi phí cho năng lượng vận hành chỉ bằng 15%, chi phí đầu tư giảm khoảng 80% so với hệ thống điều hòa.
- Đơn giản trong việc bố trí thiết bị, tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Hệ thống cũng góp phần bảo vệ môi trường, đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Hạn chế:
- Nhiệt độ tại các khu vực khác nhau trong nhà xưởng không đồng đều trong những giờ đầu vận hành hệ thống. Nguyên nhân là do sự chênh lệch nhiệt độ giữa vị trí gần tấm tản nhiệt và vị trí gần quạt hút.
- Hệ thống này đòi hỏi nhà xưởng phải kín thì mới có thể tạo được môi trường có áp suất chênh lệch. Lưu lượng gió đi qua tấm cooling pad được đảm bảo.
- Hệ thống áp suất âm cần bổ sung các tấm ngăn PVC để giảm thể tích luồng không khí lưu động trong xưởng.
Trên đây là một số thông tin khái lược về hệ thống làm mát bằng không khí cho nhà xưởng. Mỗi hệ thống lại phù hợp cho những nhà xưởng khác nhau. Nếu nhà xưởng của bạn là không gian mở thì dùng hệ thống áp suất dương còn không gian kín thì sử dụng hệ thống áp suất âm.
