Giới thiệu về nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước là một trong những giải pháp không thể thiếu tại các nhà xưởng, khu công nghiệp… Chúng giúp hoạt động tại đây diễn ra một cách thuận lợi và dễ dàng hơn dù nhiệt độ và thời tiết ngoài trời rất cao. Vậy nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước là gì? Hãy tìm hiểu thông tin ngay sau đây qua bài viết của chúng tôi nhé.

Hệ thống làm mát bằng nước
Hệ thống làm mát bằng nước

1. Hệ thống làm mát bằng nước có chức năng gì?

Hiện nay hệ thống làm mát bằng nước được đánh giá là một trong những công cụ hỗ trợ vô cùng tích cực và không thể thiếu của máy nén khí.

Không chỉ vậy, hệ thống này cũng chính là “trợ thủ đắc lực” cho hoạt động của các tòa chung cư, nhà xưởng hay khu tập chung nhiều người,…

Đồng thời hệ thống làm mát bằng nước cũng giúp làm mát cho các thiết bị máy móc quan trọng khác. Từ đó bảo vệ thiết bị máy móc để chúng hoạt động tốt hơn và hạn chế tối đa tình trạng nóng máy.

Như vậy, có thể khẳng định các thiết bị làm máy này đóng vai trò rất thiết yếu, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết, khí hậu, nền nhiệt cao tại Việt Nam.

2. Có mấy loại hệ thống làm mát?

Hiện nay, người ta chia hệ thống làm mát thành 2 loại chính là:

  • Hệ thống làm mát bằng nước.
  • Hệ thống làm mát bằng không khí.

3. Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước

Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước
Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước

Trước khi nắm được nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước thì bạn cũng cần hiểu được chúng có cấu tạo như thế nào? Thực tế hệ thống làm mát bằng nước bao gồm các bộ phận như sau:

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

Thực tế mỗi bộ phận trên đều có một chức năng và nhiệm vụ khác nhau. Tuy nhiên, chúng vẫn chung mục đích cuối cùng là hỗ trợ bơm nước để đưa nước làm mát vào động cơ.

3.1 Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước được thể hiện như sau:

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước
Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước

Đây là sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước cơ bản. Các bạn có thể tham khảo qua để biết nguyên lý.

Tìm hiểu: Tìm hiểu về hệ thống xử lý khí thải lò hơi

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

Nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước thực hiện cụ thể với 3 trường hợp như sau:

  • Khi nhiệt độ làm mát (NLM) nhỏ hơn nhiệt độ quy định
  • Lúc này van hằng nhiệt trong đường ống không cho nước làm mát di chuyển về két nước và mở đường ống nước ra hoàn toàn.
  • Đồng thời giúp cho nước làm máy tới trước bơm nước.
  • Bơm nước hỗ trợ đưa nước làm mát vào để làm hạ nhiệt động cơ.
  • Khi NLM bằng với nhiệt độ quy định
  • Van hằng nhiệt có thể mở một phần đường ống để nước làm mát về két nước. Đồng thời mở một phần đường ống nước cho nước về phía trước bơm nước.
  • Vận hành bơm nước để đưa nước làm mát động cơ.
  • Khi nhiệt độ làm mát (NLM) lớn hơn nhiệt độ quy định
  • Bơm nước đưa nước vào bên trong để làm mát động cơ.
  • Bộ phận van hằng nhiệt hỗ trợ mở hoàn toàn đường ống dẫn nước về két nước, rồi đường ống nước được đóng lại, không cho nước làm mát về trước bơm nước.

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

Hệ thống làm mát bằng nước sở hữu những ưu điểm tuyệt vời. Tuy nhiên, ở dòng thiết bị này cũng tồn tại những điểm hạn chế như sau:

5.1 Ưu điểm của hệ thống làm mát bằng nước

So với phương pháp làm mát bằng không khí thì làm mát bằng nước có những điểm nổi bật như:

  • Hiệu quả làm mát cao hơn
  • Kết cấu chi tiết làm mát đồng đều hơn. So với các chi tiết mài mòn, giới hạn tỷ số nén về kích nổ sẽ cao hơn.
  • Hệ thống tổn thất công suất ít hơn.
  • Do chiều dài của động cơ ngắn hơn, không phải bố trí các gân tản nhiệt giữa các xi lanh nên giúp động cơ khỏe hơn.

5.2 Nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước

Mỗi một hệ thống làm mát có đều tồn tại những nhược điểm không tránh khỏi, và hệ thống làm mát bằng nước cũng vậy:

  • Động cơ làm mát bằng nước phức tạp với nhiều bộ phận như két nước, bơm, các đường ống,…
  • Quạt gió trong động cơ làm mát bằng gió có công suất nhỏ hơn. Từ đó khi làm việc chúng ít gây ồn hơn.
  • Nguyên lý làm việc phức tạp vì cần phụ thuộc vào lưu lượng nước trong hệ thống.
  • Để sử dụng được thì các doanh nghiệp hay người dùng lần đầu cần sự giúp đỡ của các chuyên gia kỹ thuật

Xem thêm: Hệ thống xử lý khí thải

6. Các phương pháp làm mát bằng nước

Tuỳ vào sự lưu thông của nước trong sơ đồ mà nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước được chia thành ba loại thông dụng là: bốc hơi, đối lưu và cưỡng bức.

6.1 Tản nhiệt bằng nước đối lưu

Hạ nhiệt bằng nước đối lưu được hiểu 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, hệ thống làm mát này được thiết kế phức tạp hơn. Với ưu điểm là khả năng tự động điều chỉnh sự lưu thông của nguồn nước cũng góp phần giúp khả năng làm mát các bộ phận tốt hơn.

Hiện nay, hệ thống làm mát bằng nước đối lưu thường sử dụng ở một số loại động cơ tĩnh, có công suất vận hành nhỏ và xilanh thẳng đứng.

Hệ thống hạ nhiệt bằng nước đối lưu thường bao gồm: quạt gió, két nước, lớp áo nước trong thân và nắp máy. Két nước được nối với động cơ thông qua các ống dẫn làm bằng cao su. Chi tiết quạt gió cũng dẫn động bằng 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. Khi động cơ hoạt động thì nguồn nước nóng từ lớp áo nước và di chuyển theo ống vào phía trên két nước. Tiếp đó nước sẽ đi theo ống dẫn có tiết lưu nhỏ.

Xung quanh cũng có những phiến tản nhiệt để giúp quạt gió hút và đẩy không khí qua. Lúc này nước được giảm nhiệt và xuống dưới két nước. Sau đó, chúng men theo ống dẫn, quay trở lại áo nước để làm mát bộ phận động cơ.

6.2 Hạ nhiệt bằng nước bốc hơi

Hệ thống hạ nhiệt bằng nước bốc hơi có cấu tạo rất đơn giản. Bộ phận chứa nước 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, nhiệt lượng ở các chi tiết khác như: lót xi lanh truyền vào nước ở áo nước trên thân máy. Bởi áo nước được nối thông với thùng chứa nên nước sẽ bị nóng dần lên, thậm chí có thể sôi. Do nước sôi nên tỷ trọng giảm. Đồng thời làm cho chúng nổi lên trên mặt thoáng của bình chứa và bốc hơi. Rồi tiếp tục mang theo lượng nhiệt thoát ra ngoài khí trời. Sau khi bốc hơi, nước nóng bị mất nhiệt, tỷ trọng tăng lên rồi chìm xuống để tạo thành hệ thống đối lưu tự nhiên.

Bên cạnh đó, hệ thống làm mát nước không có quạt gió và bơm nước. Thế nhưng yêu cầu nước cần phải sạch và ít muối khoáng. Điều này nhằm hạn chế tình trạng đóng đóng cặn ở mặt ngoài của lớp lót xi lanh. Cũng như giúp việc truyền nhiệt cho nước bị giảm. Mặt khác, trong nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước, nước làm mát bị bốc hơi nên tiêu hao nhanh.

Hơn nữa, khi thực hiện đối lưu tự nhiên tốc độ lưu động của nước rất nhỏ. Vì vậy nên khả năng làm mát không đồng đều. Do đó dẫn tới có tình trạng các vùng làm mát bị chênh lệch về nhiệt độ. Bởi thế, hệ thống làm mát này được đánh giá là không thích hợp để tản nhiệt cho động cơ ô tô. Chúng thường sử dụng ở một số động cơ hoạt động với công suất nhỏ. Đồng thời, xilanh đặt nằm ngang.

6.4 Làm mát bằng nước cưỡng bức

Phương pháp làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức. Chúng sử dụng dòng nước lưu thông qua áp lực của máy bơm. Phương pháp này được chia thành 2 loại sau:

6.4.1 Giảm nhiệt bằng nước tuần hoàn

Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn có cấu tạo bao gồm: van nhiệt, két nước, quạt gió, bơm, các ống dẫn và khoang chứa nước ở bên trong động cơ. Khi động cơ hoạt động nếu:

Nhiệt độ của nước ở mức thấp hơn 3430K (tương đương 70◦C): Thì nước nóng từ áo nước chỉ di chuyển qua ống dẫn, van nhiệt, bơm rồi trở về áo nước mà không thông qua két nước.

Nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn 3430K: Thì từ các chi tiết van nhiệt mở, nước nóng từ áo nước sẽ tới két nước. Lúc này, nước làm mát sẽ đi qua bơm, rồi tới ống dẫn trở về áo nước để thực hiện việc tản nhiệt cho động cơ.

Tuỳ theo két nước đó có thông với khí trời qua lỗ thông hơi hoặc đã được đậy kín hay chưa thì chúng sẽ có hai loại là kín và hở.

Trong quá trình hoạt động của động cơ, nước trong két sẽ bị bốc hơi và cạn dần. Thế nên, tùy theo điều kiện vận hành của động cơ mà chúng ta có thể tra thêm nước vào két một lượng vừa đủ.

Ưu điểm của tản nhiệt bằng nước cưỡng bức kín so với làm mát bằng nước cưỡng bức hở là:

  • Nhiệt độ sôi của nước được nâng cao.
  • Nước sẽ không bị chảy ra ngoài và không bị bốc hơi.
  • 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.

6.4.2 Giảm nhiệt bằng nước cưỡng bức không tuần hoàn

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

Trong quá trình động cơ làm việc, bơm sẽ thực hiện chức năng hút nước từ ao, hồ, sông, suối… Đồng thời 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.

Ngoài ra, đối với một số động cơ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ thấp thì chúng còn sử dụng thêm bộ trao đổi nhiệt. Từ đó giúp hâm nóng nước đến một mức nhiệt độ nhất định trước khi được đưa vào làm mát động cơ. Bộ trao đổi nhiệt sx được cung cấp nhiệt lượng nhờ nguồn nước nóng trong khoang nước từ động cơ xả ra.

Tuy cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức phức tạp hơn so với tản nhiệt bằng nước bốc hơi hay đối lưu, nhưng khả năng làm mát của nó tốt. Vì vậy, nhiều doanh nghiệp sử dụng hệ thống này để làm mát động cơ hiện nay.

7. Ứng dụng quan trọng của hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước có vai trò giảm nhiệt cho thiết bị và không gian trong các khu nhà xưởng. Đặc biệt là đối với những nhà xưởng có quy mô sản xuất lớn, sử dụng thêm các thiết bị hỗ trợ quá trình giảm nhiệt như tháp giải nhiệt, tấm cooling pad,… Hệ thống làm mát bằng hơi nước cung cấp 100% lượng nước tự nhiên được làm mát bằng thiết bị tản nhiệt.

Góp phần đem lại bầu không khí sạch. Từ đó đảm bảo môi trường làm việc thoáng mát và hạn chế sự ô nhiễm từ máy móc thải ra.
Hiệu quả làm mát nhanh, có thể hạ nhiệt độ thấp nhất từ 20-30 độ C.

Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống làm mát bằng nước. Nếu còn bất cứ thắc mắc gì đừng quên liên hệ ngay với GTECO qua hotline:  0966075988 để được tư vấn, hỗ trợ 24/7 nhé!

×

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.