Hệ thống làm mát bằng nước – Nguyên lý hoạt động

➣ Nhắc đến các hệ thống làm mát trong công nghiệp thì không thể bỏ qua hệ thống làm mát bằng nước. Đây được đánh giá là một trong những hệ thống làm mát hiện đại nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất tại các nhà máy, xí nghiệp, xưởng sản xuất,… Vậy hệ thống làm mát bằng nước là gì? Cấu tạo, cơ chế hoạt động của chúng như thế nào? Tất cả thông tin cần thiết sẽ được chúng tôi đề cập trong bài viết dưới đây. Mời bạn cùng theo dõi!

Hệ thống làm mát bằng nước cho nhà xưởng
Hệ thống làm mát bằng nước cho nhà xưởng

1. Hệ thống làm việc bằng nước là gì?

➣ Hệ thống làm mát bằng nước chính là phương pháp ứng dụng sự bốc hơi, cưỡng bức, đối lưu của dòng nước và sự hỗ trợ của các bộ phận như lưới tản nhiệt, quạt gió để hạ nhiệt lượng nước. Từ đó mang tới khả năng làm mát cho động cơ, máy móc, giúp động cơ vận hành ổn định và hiệu quả. 

Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước

Để có thể sở hữu khả năng hạ nhiệt, điều hòa nhiệt độ tuyệt vời như vậy thì hệ thống làm mát bằng nước cũng phải sở hữu các bộ phận cấu tạo đặc biệt bao gồm:

  • Thân máy
  • Nắp máy
  • Đường nước nóng
  • Van hằng nhiệt
  • Két nước
  • Dàn ống
  • Quạt gió
  • Ống nước nối tắt
  • Puli và đai truyền
  • Bơm nước
  • Két làm mát dầu
  • Ống phân phối nước lạnh

Trong đó mỗi bộ phận này đều có chức năng và nhiệm vụ khác nhau. Thế nhưng chúng vẫn chung mục đích cuối cùng là hỗ trợ bơm nước để đưa nước làm mát vào động cơ một cách hiệu quả.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng nước

➣ Hiện nay, các hệ thống làm mát bằng nước đã và đang hoạt động với 3 nguyên lý tương ứng với 3 điều kiện (trường hợp) như sau:

Khi nhiệt độ của nước làm mát thấp hơn so với mức nhiệt độ quy định

  • ✔️ Van hằng nhiệt của hệ thống làm mát có nhiệm vụ đóng đường ống không cho nước làm mát về két nước, đồng thời mở hoàn toàn đường ống nước cho nước làm mát về trước bơm nước. 
  • ✔️ Sau đó bơm nước đưa nước làm mát vào làm mát động cơ.

Khi nhiệt độ nước làm mát bằng với mức nhiệt quy định

  • ✔️ Van hằng nhiệt của máy làm mát thực hiện 2 nhiệm vụ vừa mở một phần đường ống cho nước làm mát về két nước giúp làm mát nước lại vừa mở một phần đường ống nước cho nước làm mát về trước bơm nước. 
  • ✔️ Cuối cùng bơm nước đưa nước làm mát vào làm mát động cơ. 

Khi nhiệt độ nước làm mát lớn hơn lượng nhiệt quy định

  • ✔️ Vai trò của van hằng nhiệt ở đây sẽ giúp mở hoàn toàn đường ống cho nước làm mát về két nước để làm mát nước, đồng thời đóng đường ống nước không cho nước làm mát về trước bơm nước.
  • ✔️ Cuối cùng bơm nước đưa nước làm mát vào làm mát động cơ.

3. Hệ thống làm mát bằng nước gồm mấy loại?

Hiện nay để phân loại các hệ thống làm mát bằng nước người ta sẽ dựa vào phương pháp làm mát của chúng. Cụ thể hiện nay có 3 loại hệ thống làm mát bằng nước chính là: 

Hệ thống làm mát cooling pad
Hệ thống làm mát cooling pad

3.1 Hệ thống làm mát cưỡng bức

➣ Đây là hệ thống làm mát bằng cách sử dụng dòng nước lưu thông qua áp lực của máy bơm. Trong hệ thống này lại chia thành 2 loại hệ thống tuần hoàn và hệ thống không tuần hoàn.

3.2 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn 

Theo đó, nước trong hệ thống sẽ được thực hiện theo một vòng tuần hoàn và diễn ra liên tục. Đồng thời khi hệ thống hoạt động thì van nhiệt sẽ được tiến hành đo nhiệt độ của nước. 

  • ✔️ Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 70 độ thì nước nóng sẽ đi từ két nước, qua ống dẫn nước, bơm rồi trở về két.
  • ✔️ Nếu nhiệt độ ở mức trên 70 độ thì nước mát sẽ được lấy từ két qua van nhiệt. Đồng thời hệ thống ống dẫn để thực hiện quá trình làm mát cho động cơ bên dưới, giảm nhiệt độ xuống mức độ an toàn.

Ưu điểm của hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn chính là: 

  • ✔️ Nước sẽ không bị chảy ra ngoài và không bốc hơi.
  • ✔️ Nhiệt độ sôi của nước được nâng cao. 
  • ✔️ Lượng nước tiêu hao ít và hạn chế được hiện tượng hình thành bọt khí trong lớp áo nước.
  • ✔️ Động cơ vận hành ở những vùng trên cao như núi tốt hơn.

3.3 Hệ thống làm mát bằng nước không tuần hoàn

➣ Kết cấu của hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức không tuần hoàn thường không có két nước, không có van nhiệt và không có quạt gió. 

➣ Trong quá trình động cơ làm việc thì bơm sẽ thực hiện chức năng hút nước từ ao, hồ, sông, suối… thông qua lưới lọc để đưa vào lớp áo nước. Nước nóng ở khoang chứa nước được xả ra ngoài. Vì thế, hệ thống làm mát này sẽ gọi hạ nhiệt cưỡng bức tuần hoàn hở.

➣ Ưu điểm của phương pháp này đó là khả năng làm mát rất tốt. Tuy nhiên, do không tuần hoàn nên chúng cũng hao hụt đáng kể lượng nước cho hệ thống.

3.4 Hệ thống tản nhiệt bằng nước đối lưu 

➣ Hệ thống này sẽ bao gồm các bộ phận chính là: két nước, quạt gió, lớp áo nước trong thân và nắp máy. Trong đó, két nước sẽ được nối với động cơ thông qua đường ống dẫn bằng cao su. Đồng thời, các chi tiết quạt gió cũng dẫn bằng động cơ puly, từ phần trục khuỷu tới động cơ. 

➣ Nhờ sự chênh lệch trọng lượng giữa dòng nước lạnh và nước nóng tại khu vực có nhiệt độ khác nhau. Nên khi động cơ hoạt động thì nguồn nước nóng từ lớp áo nước sẽ di chuyển theo ống vào phía trên két nước. Sau đó nước sẽ đi theo ống dẫn có tiết lưu nhỏ. Các phiến tản nhiệt ở xung quanh sẽ làm quạt gió hút và đẩy không khí qua. Đồng thời lúc này nước cũng được giảm nhiệt,xuống dưới két nước, rồi men theo ống dẫn và quay trở lại áo nước để làm mát bộ phận động cơ.

➣ Hệ thống làm mát bằng nước đối lưu là làm cho nước bốc hơi với tốc độ lưu động của nước nhỏ trong khoảng 0,12 – 0,19m/s. Từ đó, dẫn tới sự chênh lệch nhiệt độ ở nguồn nước đầu vào và đầu ra lớn. Thế nhưng, thông thường hệ thống này được thiết kế phức tạp hơn.

➣ Với ưu điểm là khả năng tự động điều chỉnh sự lưu thông của nguồn nước từ đó đảm bảo làm mát các bộ phận tốt hơn. Nên hệ thống làm mát bằng nước đối lưu thường được sử dụng ở một số loại động cơ tĩnh, có công suất vận hành nhỏ và xilanh thẳng đứng.

3.5 Hệ thống làm mát bằng nước bốc hơi

Hệ thống làm mát bằng nước bốc hơi có cấu tạo đơn giản. Bộ phận chứa nước sẽ bao gồm: khoang chứa nước làm mát ở phần thân và nắp máy, cùng bình chứa nước được lắp ở thân máy.

➣ Khi động cơ hoạt động thì nhiệt lượng ở các chi tiết khác như: lót xi lanh truyền vào nước ở áo nước trên thân máy. Vì áo nước được nối thông với thùng chứa nên nước sẽ bị nóng dần lên, thậm chí có thể sôi. Khi nước sôi thì tỷ trọng giảm, đồng thời làm cho chúng nổi lên trên mặt thoáng của bình chứa và bốc hơi, tiếp đó mang theo lượng nhiệt thoát ra ngoài khí trời. Sau khi bốc hơi thì nước nóng sẽ bị mất nhiệt, tỷ trọng tăng lên rồi chìm xuống. Từ đó, tạo thành hệ thống đối lưu tự nhiên.

➣ Bên cạnh đó, hệ thống làm mát nước đối lưu này mặc dù không có quạt gió và bơm nước. Tuy nhiên, lại yêu cầu nước cần phải sạch và ít muối khoáng để giúp hạn chế tình trạng đóng đóng cặn ở mặt ngoài của lớp lót xi lanh và giúp việc truyền nhiệt cho nước bị giảm. Mặt khác, trong quá trình làm mát, nước làm mát bị bốc hơi nên chúng tiêu hao nhanh khá nhanh. Bên cạnh đó, tốc độ lưu động của nước khi thực hiện đối lưu tự nhiên rất nhỏ, do vậy khả năng làm mát không đồng đều và dẫn tới tình trạng các vùng làm mát bị chênh lệch về nhiệt độ.

➣ Hiện nay, hệ thống làm mát bằng nước bốc hơi không thích hợp để tản nhiệt cho động cơ ô tô, mà nên sử dụng chúng ở một số động cơ hoạt động với công suất nhỏ. Đồng thời, xilanh đặt nằm ngang.

4. Ưu và nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước

➣ Việc nắm được những ưu và nhược điểm cả hệ thống làm mát bằng nước sẽ giúp người dùng lựa chọn, cũng như ứng dụng hệ thống này một cách hiệu quả nhất.

Về ưu điểm: 

➣ So với phương pháp làm mát bằng không khí thì hệ thống làm mát bằng nước có những ưu điểm nổi trội như:

  • ✔️ Hiệu quả làm mát cao hơn.
  • ✔️ Kết cấu chi tiết làm mát đồng đều hơn. 
  • ✔️ Giới hạn tỷ số nén về kích nổ sẽ cao hơn các chi tiết mài mòn. 
  • ✔️ Tổn thất công suất cho hệ thống làm mát ít hơn. 
  • ✔️ Lợi thế về chiều dài động cơ ngắn hơn, do không phải bố trí các gân tản nhiệt giữa các xi lanh nên động cơ khỏe hơn.

Về nhược điểm:

  • ✔️ Động cơ làm mát bằng nước phức tạp hơn với cấu tạo gồm có nhiều bộ phận như: két nước, bơm, các đường ống,…
  • ✔️ Quạt gió có công suất lớn hơn nên khi làm việc tạo ra tiếng ồn lớn hơn.
  • ✔️ Nguyên lý làm việc phức tạp, phụ thuộc vào lưu lượng nước trong hệ thống. 
  • ✔️ Các doanh nghiệp hay người dùng lần đầu sử dụng thì cần sự giúp đỡ của các chuyên gia kỹ thuật 

Xem thêm: Các loại hệ thống làm mát nhà xưởng, khu công nghiệp hiện nay

5. Ứng dụng của hệ thống làm mát bằng nước

➣ Hiện nay tại các nhà xưởng, nhà máy, xí nghiệp,…hệ thống làm mát bằng nước được ứng dụng để giảm nhiệt và giữ cho nhiệt độ của các chi tiết trong động cơ, nhà máy không vượt quá ngưỡng cho phép. Từ đó, giúp cho động cơ, hệ thống máy móc, thiết bị trong các không gian này được vận hành ổn định để đem lại hiệu quả cao trong sản xuất.

➣ Đồng thời, việc lắp đặt hệ thống này cũng góp phần đem lại bầu không khí sạch. Để đảm bảo môi trường làm việc thoáng mát và hạn chế sự ô nhiễm từ máy móc thải ra. 

6. Đơn vị cung cấp hệ thống làm mát bằng nước uy tín

GTECO là một trong những đơn vị hàng đầu trong sản xuất, cung cấp các hệ thống làm mát bằng nước chất lượng cao.

➣ Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong nghề và đã thi công, lắp đặt hệ thống làm mát cho rất nhiều các nhà máy, xưởng sản xuất, các khu vực trên toàn quốc. GTECO tự hào vì luôn làm hài lòng mọi khách hàng sử dụng dịch vụ, sản phẩm của chúng tôi.

➣ Hệ thống làm mát bằng nước của GTECO tốt về chất lượng, công năng, cạnh tranh về giá thành và uy tín về chế độ bảo hành, bảo trì dài hạn.

➣ Nếu quý khách muốn được tư vấn, hỗ trợ lựa chọn giải pháp làm mát phù hợp nhất cho nhà máy của mình thì đừng quên liên hệ ngay với GTECO theo hotline: 0966.075.988. Hy vọng, những thông tin trên đã giúp bạn hiểu hơn về hệ thống làm mát bằng nước đang phổ biến hiện nay.

×

Liên Hệ Nhận Báo Giá Sản Phẩm

Vui lòng để lại thông tin, chúng tôi sẽ liên hệ với bạn để tư vấn báo giá chi tiết cho bạn.