Làm mát nhà xưởng bằng máy làm mát như thế nào?

Làm mát nhà xưởng bằng máy làm mát là một yêu cầu tất yếu khi biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, nhiệt độ trái đất ngày càng ấm lên. Tùy vào kết cấu nhà xưởng mà có các giải pháp làm mát khác nhau, với nguyên tắc chung là hiệu quả làm mát cao, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.

Một trong những giải pháp làm mát hiệu quả là sử dụng máy làm mát bằng nước. Với nguyên lý trao đổi nhiệt giữa không khí và nước qua các tấm làm mát sẽ đạt hiệu quả tối ưu, phù hợp với nhiều loại kết cấu nhà xưởng và hoàn toàn thân thiện với môi trường.

1. Khái niệm về trao đổi nhiệt

Trao đổi nhiệt là một quá trình trao đổi năng lượng dưới dạng nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác thông qua ba hình thức là dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Một quá trình trao đổi nhiệt có thể được diễn ra dưới một hình thức hoặc đồng thời nhiều hình thức trên. Navis Group xin giới thiệu những khái niệm cơ bản về trao đổi nhiệt để quý vị tham khảo.

1.1. Dẫn nhiệt

Dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt từ phần tử này đến phẩn tử khác của vật chất khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Thường thì quá trình này xảy ra trong vật thể rắn. Các phần tử nhiệt có nhiệt nhiệt độ cao hơn, có giao động mạnh hơn va chạm vào các phần tử lân cận, truyền cho chúng một phần động năng của mình và cứ như thế nhiệt năng được truyền đi mọi phía của vật thể.

Dẫn nhiệt cũng xảy ra ở môi trường khí và lỏng nếu chất khí và lỏng ở trạng thái đứng yên hoặc chuyển động dòng.

1.2. Nhiệt đối lưu

Nhiệt đối lưu là hiện tượng truyền nhiệt do các phần tử chất lỏng hoặc khí đổi chỗ cho nhau. Hiện tượng đổi chỗ cho nhau là do chúng có nhiệt độ khác nhau nên có khối lượng riêng khác nhau. Các phần tử có nhiệt độ cao hơn thì có khối lượng riêng bé hơn sẽ nổi lên để các phần tử có nhiệt độ thấp hơn thì có khối lượng riêng lớn hơn chìm xuống.

1.3. Nhiệt bức xạ

Bức xạ nhiệt là quá trình truyền nhiệt bằng dạng sóng điện từ, nghĩa là nhiệt năng biến thành tia bức xạ truyền đi, khi gặp các vật thể nào đó thì một phần năng lượng bức xạ sẽ bị vật đó hấp thụ, một phần phản chiếu lại và một phần xuyên qua vật thể.

Trong thực tế trao đổi nhiệt từ vật này sang vật khác không nhất định theo một phương thức truyền nhiệt nhất định nào mà đồng thời truyền đi theo cả hai hoặc ba phương thức.

2. Làm mát nhà xưởng bằng máy làm mát

Có nhiều loại máy làm mát với nguyên lý hoạt động khác nhau như: Máy điều hòa không khí thông thường (sử dụng các môi chất lạnh, hoạt động theo chu trình Carno). Máy làm lạnh kiểu hấp phụ (hoạt động theo nguyên lý hấp phụ). Máy làm lạnh kiểu Tuye (thay đổi áp suất khi đi qua ống Tuye). Máy làm mát bằng nước (hoạt động theo nguyên lý trao đổi nhiệt trực tiếp và chuyển pha của nước).

Máy làm mát bằng nước là giải pháp hiệu quả cho không gian nhà xưởng rộng, nhà xưởng hở. Máy rất thân thiện với môi trường do sử dụng nước để làm mát. Nhược điểm chính của loại máy này là chỉ giảm được từ 4- 7 độ C so với nhiệt độ môi trường, phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ nguồn nước làm mát.

2.1. Nguyên lý hoạt động của máy làm mát bằng nước

Quá trình trao đổi nhiệt được diễn ra theo hai bước, Navis Group giới thiệu sơ bộ như sau:

+ Quá trình trao đổi nhiệt trực tiếp:

Nước được chảy thành màng trên bề mặt các tấm làm mát (Cooling Pad), nhờ đó quá trình tiếp xúc giữa nước có nhiệt độ thấp và không khí có nhiệt độ cao do đó nhiệt lượng từ không khí nóng sẽ được truyền vào nước có nhiệt độ thấp hơn, khí nóng sẽ giảm được nhiệt độ.

+ Quá trình chuyển pha:

Nước ở dạng lỏng khi nhận nhiệt từ không khí nóng sẽ chuyển một phần lỏng thành hơi, quá trình chuyển pha từ lỏng thành hơi là quá trình thu nhiệt từ môi trường. Vì vậy không khí sẽ được lấy đi một phần nhiệt lượng.

Đối với hệ thống làm mát sử dụng các tấm mát thì nhiệt độ nguồn nước quyết định nhiều đến sự giảm nhiệt độ do quá trình trao đổi nhiệt trực tiếp là chủ yếu, nó phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn nước cấp, nhiệt độ không khí, diện tích bề mặt tiếp xúc pha. Vì vậy hệ thống làm mát sử dụng tấm làm mát sẽ giảm được tối đa lượng ẩm mang vào thêm do quá trình bay hơi nước, độ ẩm sẽ tăng thêm khoảng 5-8%, nhiệt độ giảm được từ 5-8 độ C tùy thuộc vào nguồn nước cấp, nhiệt độ của môi trường.

Nếu không có được nguồn nước nhiệt độ thấp thì quá trình chuyển pha là chủ yếu, nhiệt độ giảm được sẽ thấp hơn so với có nguồn nước lạnh và nước sẽ bay hơi nhiều hơn.

2.2. Ứng dụng của máy làm mát cho nhà xưởng công nghiệp

Đối với các nhà xưởng công nghiệp, máy làm mát bằng nước được sử dụng rất rộng rãi do hiệu quả làm mát cao, phù hợp cho nhà xưởng quy mô lớn, nhà xưởng hở…

Có hai dạng máy chính là máy làm mát dùng quạt hướng trục và máy làm mát có dùng quạt ly tâm. Quạt hướng trục tạo ra áp xuất thấp hơn quạt ly tâm, do đó nếu đi đường ống gió không quá dài thì ta có thể sử dụng quạt hướng trục. Đối với vị trí cần làm mát ở xa máy làm mát (khoảng cách đường ống trên 25 mét, hoặc đường ống nhiều gấp khúc), ta sử quạt ly tâm.

Các nhà máy thường sử dụng máy làm mát bằng nước là nhà máy Dệt may, gỗ, mây tre đan, thép, nhựa…và nhiều nhà máy mà tại vị trí con người lao động có nhiệt độ cao.