HỆ THỐNG THÔNG GIÓ LÀM MÁT BẰNG TẤM COOLING PAD

Hệ thống thông gió làm mát bằng tấm Cooling pad hay còn gọi ngắn gọn về tấm cooling pad là tấm trao đổi nhiệt bằng nước, được sản xuất với nhiều chất liệu khác nhau như, sắt, inox, nhựa, và giấy v.v…. Tùy vào mục đích sử dụng và yêu cầu của từng thiết kế đòi hỏi chất liệu khác nhau. ở bài biết này Chúng ta tìm hiểu về tấm cooling pad bằng chất liệu giấy được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng thiết kế hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng, các công trình dân dụng như trang trại chăn nuôi, nhà kính trồng rau va hoa, nhà nuôi chim yến, xưởng sản xuất hạt điều, v.v…..

Tấm cooling pad được cấu tạo thế nào và vật liệu gì?

Tấm giấy cooling pad được cấu tạo theo hình với chất liệu là các lá giấy lượn sóng với khoảng cách nhỏ xếp chồng lên nhau và chếch theo hướng khoảng từ 30 đến 45 độ nghiêng tạo hướng lấy gió, kích thước đa dạng tùy vào hệ khung giàn lạnh để phục yếu tố lưu lượng được tính toán. Thường sẽ có các kích thước thông dụng nhất (Cao x Rộng x Dày)mm lần lượt là: (1800 x 600 x 150)mm, (1500 x 600 x150)mm, (1800 x 300 x 150)mm, (1500 x 300 x 150)mm. v.v…

Nguyên lý hoạt động: tấm giấy được thiết kế để sử dụng theo chiều đứng tương ứng với chiều cao của tấm, tấm có thể đứng độc lập hoặc kết nối với các tấm khác theo chiều ngang thành một bộ khung kéo dài tùy vào mục đích sử dụng. trên đầu những tấm giấy tính theo chiều đứng được thiết kế các giàn phun nước theo chùm hoặc tia ngang để cho nước chảy đều từ trên đỉnh tấm giấy xuống đáy của tấm giấy, khi tấm giấy được phủ lớp nước và dưới tác động của lực hút hấp dẫn tự nhiên hoặc nguyên tắc trao đổi nhiệt hoặc dưới tác động của lực hút của quạt, không khí sẽ đi qua tấm giấy theo chiều nghiêng qua các lỗ nhỏ được tạo thành do các lớp gân sóng của tấm giấy tạo nên, không khí sẽ được màn nước giảm nhiệt và đi vào các điểm hoặc vùng không gian cần làm mát và thông thoáng.

Ứng dụng: ứng dụng rộng rãi dễ thấy và cảm nhận về tác dụng cung như hiệu quả của tấm cooling pad là qua hệ thống làm mát nhà xưởng, hệ thống được thiết kế như sau: với một không gian kín và rộng lớn như nhà xưởng với hàng trăm hoặc hàng ngàn công nhân may, việc làm mát để tạo môi trường thông thoáng và mát mẻ là một điều hết sức nan giải, chưa nói đến đáp ứng được 3 tiêu chuẩn cơ bản cũng như là then chốt để thiết kế hệ thống thông gió làm mát hoàn chỉnh gồm: Nhiệt độ, Độ ẩm, và tốc độ gió. Nếu các chủ đầu tư áp dụng hệ thống điều hòa trung tâm cho những mô hình nhà xưởng như trên thì chi phí sẽ cực kì đắt đỏ, chưa nói đến điện năng tiêu thụ và chi phí vận hành, bảo trì, thay thế vật tư. Do đó giải pháp thiết kế hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng bằng tấm cooling pad là lựa chọn ưu việt.

Thiết kế hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng bằng tấm cooling pad gồm những thành phần gì?

Trước tiên có hai mô hình cũng như những giải pháp tương ứng áp dụng cho từng thiết kế đó là: hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng đóng kín (Áp xuất âm), và hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng mở cửa (Áp suất dương). Với hệ thống làm mát nhà xưởng đóng kín thì được thiết kế hệ thống quạt hút ở một đầu của nhà xưởng, hệ thống tấm cooling pad được đặt ở phần đầu xưởng đối diện, qua đó dưới lực hút của hệ thống quạt trong nhà xưởng đóng kín lập tức tạo ra áp xuất âm trong xưởng bắt buộc không khí bên ngoài sẽ tràn vào qua các hệ thống khung giàn lạnh chứa các tấm giải nhiệt cooling pad, không khí sẽ được làm mát và trải đều khắp không gian kín trong nhà xưởng, trao đổi nhiệt và cũng được thay thế liên tục các khối tích không khí dưới tác động của quạt hút đạt số lần trao đổi không khí tiêu chuẩn theo thiết kế được tính toán.

Hệ thống làm mát bằng tấm cooling pad cho nhà xưởng mở cửa được thiết kế như sau: các tấm cooling pad được tập hợp trong một kết cấu thu nhỏ của thiết kế hệ thống làm mát áp xuất âm, các tấm cooling pad được gắn vào tối đa là 4 mặt vào một hình vuông lập phương, gọi là thùng máy, mặt dưới được thiết kế thùng nước để cung cấp nước cho hệ tấm cooling pad, một mặt của thùng máy sẽ lắp động cơ cánh quạt hút gió để thổi ra ngoài, tùy vào mục đích mà động cơ quạt hút được lắp là hướng thổi lên, thổi ngang hay thổi xuống, thiết kế này được gọi tắt là Máy làm mát Công Nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của máy làm mát là tự hút gió và làm mát không khí trong không gian máy, sau đó dưới tác dụng của quạt hút sẽ hút không khí đã được làm mát trong khoang máy để thổi ra không gian cần làm mát. Nhà xưởng mở cửa sẽ áp dụng nguyên lý làm mát và tạo áp suất dương, đó là dùng máy làm mát thổi luồng không khí mát vào trong xưởng lập tức sẽ tạo áp suất dương để đẩy nguồn không khí vốn có trong xưởng ra ngoài qua đó việc trao đổi không khí được diễn ra hay đơn giản luồng không khí mát được cung cấp sẽ thay thế hoặc trao đổi nhiệt với khối tích không khí trong nhà xưởng.

Hệ thống làm mát bằng tấm cooling ngày nay được ứng dụng cực kì rộng rãi do tính hiệu quả và giá thành hợp lý, chi phí vận hành, cũng như bảo trì thay thế vật tư thấp, dễ dàng lắp đặt vận chuyển, thích hợp với rất nhiều thiết kế cũng như nhiều mô hình kinh doanh như trang trại, nhà vườn, v.v……  

Hướng dẫn tính toán số lượng thiết bị cho Hệ thống thông gió, làm mát 

Sau khi đã tìm hiểu về cơ cấu và cách hoạt động của tấm Cooling pad, sau đây sẽ là phần hướng dẫn tính toán thiết bị cho hệ thống thông gió làm mát bằng tấm Cooling pad kết hợp Quạt Công nghiệp (Hay còn gọi là hệ thống làm mát nhà xưởng áp suất âm). Giải pháp này là một giải pháp thông gió kết hợp làm mát không khí vô cùng hiệu quả hàng đầu hiện nay.

Để dễ hiểu thì chúng ta sẽ chia ra làm 3 phần tính toán chính: 

Phần 1: Xác định thể tích và số lần không khí thay đổi trong nhà xưởng

• Bước 1.1: Tính thể tích nhà xưởng với công thức sau. 

Thể tích nhà xưởng (đơn vị: m3) = Dài x  Rộng x Cao (đơn vị:m)

Ví dụ nhà xưởng có thể tích:  

Thể tích nhà xưởng = Dài x  Rộng x Cao = 60 x 30 x 6 = 10.800 (m3)

• Bước 1.2: Xác định số lần trao đổi không khí trong nhà xưởng.

Theo kinh nghiệm tính toán và thiết kế hệ thống thông gió làm mát bằng tấm Cooling pad thì số lần tuần hoàn (trao đổi) không khí thường từ: 40 – 70 lần/h. Con số này có thể tăng hoặc giảm tùy theo theo quy mô không gian.

Ví dụ:

Xưởng cần lắp đặt hệ thống Cooling pad là xưởng may.

Hình ảnh: Hệ thống làm mát Cooling pad cho xưởng may

Đặc điểm của xưởng may mặc chính là có lượng nhiệt thừa từ nhiều loại máy móc, đèn chiếu sáng, lò hơi, số lượng công nhân nhiều… Để đảm bảo các thông số kỹ thuật thông gió thì số lần tuần hoàn không khí thích hợp là từ 50 đến 70 lần /h.

Ở đây ta chọn số lần trao đổi không khí là 60 lần/h có nghĩa là mỗi 1 phút sẽ có một lần thay đổi không khí sạch cho toàn bộ khu xưởng.

Bước 1.3: Tính Thể tích không khí cần được trao đổi (thông gió) trong vòng 1 giờ với công thức sau: 

Thể tích không khí cần thông gió trong 1 giờ = Số lần trao đổi không khí x Thể tích nhà xưởng

Ví dụ:  

Thể tích không khí cần trao đổi trong 1 giờ = 60 x 10.800= 648.000 (m3)

Tức là trong 1 giờ thì xưởng may cần được thông gió cho 648.000 m3 khí để đảm bảo chất lượng không khí.

Phần 2: Tính số lượng thiết bị quạt công nghiệp

• Số lượng quạt công nghiệp cần trang bị = Thể tích không khí cần trao đổi trong 1 giờ : Lưu lượng không khí 1 quạt trao đổi được. 
• Để tính được số lượng quạt, thì ta phải chọn model quạt phù hợp và xác định được lưu lượng không khí của quạt đó.
• Theo các chuyên gia, với mô hình nhà xưởng thì loại quạt có lưu lượng gió 36.000 (m3/h), 40.000 (m3/h)  hoặc 46.000 (m3/h) thường được sử dụng nhiều nhất, bởi kích thước phù hợp và có giá thành hợp lý so với hiệu suất của nó mang lại.
• Có thể chọn quạt có khung thép mạ kẽm hoặc quạt thông gió composite. 

Ví dụ:

– Xưởng quyết định chọn sử dụng loại quạt công nghiệp có các thông số sau: lưu lượng gió 46.000 m3/h, công suất điện 1,1 kW, kích thước của quạt: 1380 x 1380 x 400(mm)

– Số lượng quạt cần thiết cho hệ thống = 648.000 : 46.000= 14 (Quạt)

Vậy xưởng may này cần 14 quạt (hút gió vuông công nghiệp) có lưu lượng 46.000 m3/h; Kích thước quạt cụ thể: 1380 x 1380 x 400(mm)

Phần 3. Tính số lượng tấm làm mát Cooling pad

• Bước 3.1: Tính tổng diện tấm làm mát cần cho việc lắp đặt bằng công thức: 

Tổng diện tấm làm mát cần lắp đặt  = Thể tích không khí cần trao đổi trong 1 giờ : Vận tốc gió đi qua tấm cooling pad trong 1 giờ. 

• Bước 3.2: Tính diện tích 1 tấm làm mát (Chọn theo kích thước thị trường có sẵn).

Từ đó chủ đầu tư có thể tính được số lượng tấm làm mát Cooling pad cần.

Ví dụ thực tế cho bài toán này:

Bước 3.1: Tính tổng diện cần lắp đặt tấm làm mát Cooling pad. 

Đầu tiên, ta phải xác định được vận tốc gió đi qua tấm Cooling pad là bao nhiêu. 

Theo kinh nghiệm thiết kế, lắp đặt của Gia Vũ Teco thì tốc độ gió đi qua tấm làm mát cooling pad là từ 1.5 – 2.5m/s là phù hợp (Lưu ý: Chọn tốc độ gió hợp lý để quá trình trao đổi nhiệt giữa nước và không khí đạt hiệu suất tốt nhất)

Ở đây, ta chọn tốc độ gió đi qua tấm làm mát là 2.2m/s tương đương 7920 m/h. Vậy chúng ta có tổng diện tích tấm làm mát cooling pad = 648.000 /7920 = 82 (m2).

Bước 3.2: Tính số lượng tấm làm mát cooling pad cần cho nhà xưởng. 

Lựa chọn tấm làm mát phù hợp dựa theo kích thước sẵn có trên thị trường, chủ đầu tư có thể tham khảo bảng sau: 

–  Gỉa sử nếu bạn chọn loại tấm Cooling pad có kích thước 1800x600x150 (mm) – tức là tấm có: chiều cao = 1800; dài = 600; dày = 150.

– Ta sẽ tính được Diện tích 1 tấm làm mát ( chính là diện tích bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí tuần hoàn ) = cao x dài = 1800×600 = 1080000 (mm2) = 1.08 (m2)

Tổng số lượng tấm làm mát cần thiết cho nhà xưởng của bạn = Tổng diện tích cần lắp đặt tấm làm mát : Diện tích 1 tấm = 82 : 1.08 = 76 tấm làm mát Cooling pad loại 1806. 

Vậy để lắp Hệ thống thông gió làm mát sử dụng áp suất âm (Tấm làm mát cooling pad kết hợp với Quạt hút gió vuông), cho xưởng may rộng 1.800 m2 thì cần tổng cộng 76 tấm làm mát (loại 1806) và 14 quạt (loại 1380).

Với số lượng 76 tấm làm mát sẽ tương đương với 12 bộ khung có kích thước (Cao x Dài x Dày) = 1800x3600x150mm và 1 bộ khung có kích thước 1800x2400x150mm. 

Số bộ khung cần thiết = Tổng chiều rộng của 76 tấm : chiều rộng của 1 khung. 

Ngoài ra để hoàn thành một hệ thống thông gió làm mát bằng tấm cooling pad hoàn chỉnh chúng ta cần trang bị thêm các thiết bị hỗ trợ như: Bồn chứa nước, hệ thống phân phối nước, hệ thống điện và hệ thống điều khiển…

Bạn đang tìm một nhà cung cấp với kinh nghiệm thiết kế cũng như thi công các giải pháp về hệ thống thông gió làm mát hãy liên hệ ngay với chúng tôi, Giavuteco – nơi mang đến cho bạn những giải pháp thông gió và làm mát cho mọi công trình hiệu quả, tiết kiệm chi phí lắp đặt tối đa.