Hệ thống làm mát bằng nước: Cấu tạo, ưu nhược điểm và ứng dụng

Hệ thống làm mát bằng nước được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

Hệ thống làm mát bằng nước là gì?

Hệ thống làm mát nước là giải pháp làm mát không khí dựa trên nguyên lý bay hơi tự nhiên của nước. Khi không khí nóng đi qua bề mặt tiếp xúc có nước, một phần nhiệt sẽ được hấp thụ để làm nước bay hơi, từ đó nhiệt độ không khí giảm xuống trước khi được cấp trở lại không gian sử dụng.

Đây là phương pháp làm mát tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều mô hình không gian mở hoặc bán mở.

Khác với các hệ thống điều hòa không khí truyền thống sử dụng môi chất lạnh, hệ thống nước làm mát tập trung vào việc trao đổi nhiệt tự nhiên giữa không khí và nước. Nhờ đó, hệ thống không gây khô da, không làm giảm độ ẩm không khí quá mức và mang lại cảm giác dễ chịu, thông thoáng hơn cho người sử dụng.

Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ của hệ thống làm mát bằng nước

Nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước 

Nguyên lý cốt lõi của hệ thống làm mát này là làm mát bay hơi (evaporative cooling). Khi nước chuyển từ trạng thái lỏng sang hơi, quá trình này cần hấp thụ một lượng nhiệt từ môi trường xung quanh. Nhiệt lượng đó được lấy trực tiếp từ không khí nóng đi qua bề mặt ướt.

Nguyên lý làm mát bay hơi sử dụng nước để hấp thụ nhiệt

Quy trình diễn ra theo các bước cơ bản như sau:

• Bước 1: Không khí nóng từ môi trường bên ngoài được quạt hút vào hệ thống.
• Bước 2: Luồng không khí này đi qua tấm trao đổi nhiệt có bề mặt luôn được làm ướt bằng nước (tấm làm mát cooling pad)
• Bước 3: Nước bay hơi, hấp thụ nhiệt của không khí.
• Bước 4: Không khí sau khi được giảm nhiệt độ sẽ trở thành luồng gió mát và được cấp vào không gian sử dụng.

Nguyên lý này đặc biệt hiệu quả trong điều kiện khí hậu nóng, khô hoặc môi trường có khả năng thông gió tốt. Đây cũng chính là lý do hệ thống làm mát nước thường được lựa chọn thay thế hoặc bổ trợ cho các giải pháp làm mát cơ học tiêu tốn nhiều điện năng.

Nhiệm vụ của hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước đảm nhiệm nhiều vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nhiệt và ổn định môi trường sử dụng, bao gồm:

• Giảm và kiểm soát nhiệt độ không khí: Hệ thống sử dụng nước làm môi chất trao đổi nhiệt, giúp hấp thụ và làm giảm lượng nhiệt dư trong không gian, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao.
• Phân tán nhiệt phát sinh trong quá trình vận hành: Nhiệt sinh ra từ máy móc, thiết bị hoặc các hoạt động sử dụng liên tục được phân tán và thải ra ngoài, hạn chế hiện tượng tích tụ nhiệt cục bộ.
• Hỗ trợ lưu thông và làm mới không khí: Thông qua cơ chế cấp – hút gió kết hợp làm mát, hệ thống giúp tăng cường trao đổi không khí, giảm cảm giác ngột ngạt và nóng bức.
• Duy trì điều kiện sử dụng ổn định, bền vững: Việc kiểm soát nhiệt độ hiệu quả giúp không gian vận hành ổn định hơn, giảm biến động nhiệt và hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đến thiết bị cũng như người sử dụng.
• Góp phần tối ưu hiệu quả năng lượng: So với nhiều giải pháp làm mát khác, hệ thống nước làm mát cho phép đạt hiệu quả hạ nhiệt với mức tiêu thụ điện năng hợp lý, phù hợp cho vận hành lâu dài.

Hệ thống làm mát bằng nước gồm mấy loại?

Phân loại theo nguyên lý hoạt động

Máy làm mát công nghiệp là thiết bị trong hệ thống làm mát bằng nước trực tiếp

Dựa trên cách thức trao đổi nhiệt và cấp gió, hệ thống làm mát có thể được chia thành hai nhóm chính:

• Hệ thống làm mát trực tiếp: Không khí nóng được làm mát trực tiếp khi đi qua tấm làm mát có nước, sau đó cấp thẳng vào không gian sử dụng. Đây là dạng phổ biến, cấu tạo đơn giản và chi phí đầu tư thấp
• Hệ thống làm mát gián tiếp: Quá trình làm mát diễn ra thông qua bộ trao đổi nhiệt trung gian. Không khí mát không tiếp xúc trực tiếp với nước, giúp kiểm soát độ ẩm tốt hơn.

Phân loại theo quy mô và phạm vi ứng dụng

Nếu xét theo quy mô, câu hỏi hệ thống làm mát bằng nước gồm mấy loại còn phụ thuộc vào diện tích và đặc thù, bao gồm:

• Hệ thống đơn lẻ cho từng khu vực: phù hợp với dây chuyền hoặc vị trí phát sinh nhiệt cao.
• Hệ thống trung tâm kết hợp đường ống gió: áp dụng cho không gian lớn cần nhiệt độ đồng đều.
• Hệ thống tích hợp cho không gian mở, bán mở: cho các khu sản xuất liên hoàn.

Việc lựa chọn loại hệ thống phù hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng, yêu cầu nhiệt độ, độ ẩm và khả năng thông gió của không gian.

Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước

Trong hệ thống làm mát bằng nước bao gồm các bộ phận chính như sau: 

Thiết bị làm mát chính

Đây là nhóm thiết bị trực tiếp tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt, thường bao gồm máy làm mát bay hơi hoặc các cụm thiết bị sử dụng nước để giảm nhiệt độ không khí. Trong nhiều mô hình, thiết bị làm mát chính quyết định mức độ hạ nhiệt và phạm vi làm mát của toàn hệ thống.

Tấm trao đổi nhiệt (tấm làm mát)

Tấm cooling pad là bộ phận hứng nước để mở rộng diện tích bay hơi nước

Đây là bộ phận quan trọng không thể thiếu trong cấu tạo hệ thống làm mát bằng nước. Tấm làm mát cooling pad có cấu trúc đặc biệt dạng tổ ong hoặc sóng nước để giữ nước trên bề mặt và tăng diện tích tiếp xúc với không khí.

Quạt hút gió

Hệ thống quạt có nhiệm vụ lưu thông không khí, đưa luồng gió mát vào không gian sản xuất và đồng thời đẩy khí nóng ra bên ngoài. Đặc biệt, quạt hút công nghiệp giúp tăng khả năng đối lưu, hỗ trợ hệ thống vận hành hiệu quả hơn trong các nhà xưởng kín hoặc có mật độ máy móc cao.

Hệ thống cấp và tuần hoàn nước

Khi xét hệ thống làm mát bằng nước bao gồm những gì, không thể thiếu hệ thống nước làm mát với các thành phần như bể chứa, đường ống dẫn, van điều tiết và bộ phận phân phối nước. Hệ thống này cần được thiết kế hợp lý để đảm bảo nước được phân bổ đồng đều, hạn chế thất thoát và tái sử dụng hiệu quả.

Hệ thống ống gió và cửa gió

Ống gió và cửa gió đóng vai trò phân phối luồng không khí mát đến từng khu vực, giúp giảm chênh lệch nhiệt độ và nâng cao hiệu quả làm mát tổng thể.

Sự phối hợp đồng bộ giữa các thành phần này quyết định trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định của toàn bộ hệ thống.

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước

Trước khi lắp đặt cần phải có sơ đồ chi tiết các bộ phận của hệ thống làm mát bằng hơi nước

Vì sao bắt buộc phải có sơ đồ khối hệ thống làm mát bằng nước?

• Giúp hình dung rõ ràng luồng không khí và dòng chảy của nước
• Hạn chế sai sót trong bố trí thiết bị
• Tối ưu hiệu suất làm mát và khả năng thông gió
• Hỗ trợ công tác bảo trì và nâng cấp hệ thống về sau

Đối với các dự án có quy mô lớn hoặc yêu cầu kỹ thuật cao, sơ đồ là tài liệu không thể thiếu để đảm bảo hệ thống vận hành đúng nguyên lý.

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước gồm những yếu tố nào?

Sơ đồ giúp mô tả trực quan cách không khí và nước tương tác với nhau trong suốt quá trình vận hành. Về cơ bản, sơ đồ nguyên lý gồm các khối chính:

• Nguồn không khí nóng từ môi trường
• Khối làm mát bay hơi
• Hệ thống cấp nước và tuần hoàn
• Quạt và hướng phân phối gió

Không khí nóng được quạt hút vào, đi qua tấm làm mát ướt để giảm nhiệt, sau đó được đẩy ra dưới dạng luồng gió mát. Nước sau khi chảy qua tấm làm mát sẽ được thu hồi và tái sử dụng, tạo thành vòng tuần hoàn liên tục.

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

Ưu điểm

Hệ thống làm mát nước được nhiều đơn vị lựa chọn nhờ sở hữu các ưu điểm nổi bật về hiệu quả vận hành và chi phí sử dụng:

• Tiết kiệm năng lượng: So với các giải pháp làm mát cơ học như điều hòa không khí, hệ thống làm mát bằng nước có mức tiêu thụ điện thấp hơn đáng kể. Nhờ tận dụng nguyên lý trao đổi nhiệt tự nhiên của nước, hệ thống giúp giảm áp lực chi phí điện năng trong quá trình vận hành lâu dài.
• Thân thiện với môi trường: Hệ thống không sử dụng môi chất lạnh hóa học, hạn chế nguy cơ phát thải các chất gây hại cho môi trường. Việc làm mát dựa trên nước và không khí góp phần giảm tác động tiêu cực đến hệ sinh thái xung quanh.
• Không làm khô không khí: Khác với điều hòa truyền thống, hệ thống làm mát nước duy trì độ ẩm ở mức tương đối ổn định. Điều này giúp môi trường sử dụng dễ chịu hơn, hạn chế tình trạng khô da, khô đường hô hấp khi vận hành trong thời gian dài.
• Chi phí đầu tư hợp lý: Cấu tạo hệ thống tương đối đơn giản, dễ thi công và có thể mở rộng theo nhu cầu. Đây là giải pháp phù hợp cho nhiều mô hình sử dụng muốn tối ưu chi phí ban đầu mà vẫn đảm bảo hiệu quả làm mát.
• Phù hợp với không gian mở: Hệ thống hoạt động hiệu quả nhất tại các khu vực có khả năng lưu thông không khí tốt, giúp luồng gió mát được phân bổ đều và liên tục.

Những ưu điểm này giúp hệ thống làm mát bằng nước trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều mô hình không gian hiện đại.

Nhược điểm 

Bên cạnh ưu điểm, hệ thống làm mát bằng nước cũng tồn tại một số hạn chế nhất định:

• Phụ thuộc vào điều kiện môi trường: Hiệu quả làm mát có thể giảm khi độ ẩm không khí quá cao, đặc biệt trong những thời điểm thời tiết oi ẩm kéo dài.
• Không kiểm soát nhiệt độ chính xác tuyệt đối: So với điều hòa, hệ thống khó duy trì mức nhiệt cố định theo con số cài đặt, mà chủ yếu tạo cảm giác mát dễ chịu.
• Cần bảo trì định kỳ: Việc vệ sinh tấm làm mát và hệ thống tuần hoàn nước là cần thiết để hạn chế cặn bẩn và vi khuẩn phát sinh.
• Không phù hợp với không gian kín hoàn toàn: Nếu thiếu giải pháp thông gió bổ trợ, hiệu quả làm mát sẽ bị ảnh hưởng.
• Cần lựa chọn thiết bị có nguồn gốc rõ ràng, chất lượng để duy trì tuổi thọ lâu dài và không ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát. 

Hiểu rõ cả ưu và nhược điểm sẽ giúp người dùng lựa chọn giải pháp phù hợp và khai thác hệ thống làm mát nước hiệu quả, thực tế hơn.

Ví dụ về hệ thống làm mát bằng nước trong thực tế

Sử dụng máy làm mát công nghiệp

Sơ đồ ứng dụng máy làm mát công nghiệp kết hợp với hệ thống ống gió trong nhà xưởng

Một ví dụ dụng dụng hệ thống làm mát bằng hơi nước là giải pháp sử dụng máy làm mát công nghiệp hoạt động theo nguyên lý bay hơi. Thiết bị hút không khí nóng từ bên ngoài, đưa qua môi trường ẩm để hạ nhiệt trước khi thổi vào không gian sử dụng.

Hệ thống này có ưu điểm là làm mát nhanh, tiêu thụ điện năng thấp và dễ lắp đặt. Nhờ cấu tạo gọn, giải pháp phù hợp với nhiều không gian cần làm mát liên tục và ổn định.

Kết hợp tấm làm mát và quạt hút

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước kết hợp quạt thông gió và tấm làm mát

Một ví dụ về hệ thống làm mát bằng nước khác là phương án kết hợp giữa tấm làm mát bay hơi và quạt hút công nghiệp. Không khí nóng được hút qua tấm làm mát có nước tuần hoàn, sau đó quạt hút sẽ hỗ trợ đẩy khí nóng ra ngoài, tạo dòng lưu thông không khí liên tục. Cách bố trí này giúp tăng hiệu quả làm mát, hạn chế tích tụ nhiệt và phù hợp với những không gian có diện tích lớn.

Giải pháp được triển khai theo tư vấn kỹ thuật

Ngoài các mô hình tiêu chuẩn, nhiều hệ thống làm mát được triển khai dựa trên tư vấn kỹ thuật cụ thể. Việc khảo sát hiện trạng, đánh giá nhu cầu sử dụng và lựa chọn thiết bị phù hợp giúp hệ thống vận hành hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và dễ mở rộng trong tương lai.

Khi nào nên chọn hệ thống làm mát bằng nước?

Hệ thống làm mát nước là lựa chọn phù hợp trong những trường hợp cần cân bằng giữa hiệu quả làm mát và chi phí vận hành. Giải pháp này đặc biệt thích hợp khi:

• Cần phương án làm mát tiết kiệm điện năng, ưu tiên sử dụng trong thời gian dài mà không làm tăng chi phí điện đáng kể.
• Không gian có khả năng thông gió tự nhiên tốt, cho phép luồng không khí được lưu thông liên tục, hỗ trợ quá trình trao đổi nhiệt.
• Yêu cầu môi trường thông thoáng, không khí tươi, hạn chế cảm giác bí bách và duy trì độ ẩm ở mức dễ chịu.
• Mong muốn tối ưu chi phí đầu tư và vận hành dài hạn, tránh các giải pháp có chi phí ban đầu và bảo trì cao.

Việc đánh giá đúng nhu cầu sử dụng, điều kiện không gian và mục tiêu vận hành sẽ giúp lựa chọn giải pháp phù hợp, phát huy hiệu quả làm mát và hạn chế những bất cập trong quá trình sử dụng lâu dài.

NP Việt Nam – Đơn vị cung cấp và thi công hệ thống làm mát bằng nước uy tín

Máy làm mát công nghiệp NAKO được ứng dụng rộng rãi trong nhiều khu công nghiệp công nghệ cao

Là đơn vị có hơn 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực làm mát công nghiệp, NP Việt Nam cung cấp giải pháp hệ thống làm mát bằng nước theo hướng đồng bộ, tối ưu hiệu quả và phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau.

NP Việt Nam trực tiếp sản xuất và phân phối thương hiệu NAKO, chuyên về:

• Máy làm mát công nghiệp NAKO, hoạt động theo nguyên lý bay hơi, tiết kiệm điện năng
• Quạt thông gió công nghiệp NAKO, hỗ trợ hút khí nóng và tăng cường lưu thông không khí

Bên cạnh đó, chúng tôi còn cung ứng tấm làm mát cooling pad thương hiệu HAFUJI, được đánh giá cao về độ bền, khả năng phân phối nước đều và hiệu quả làm mát ổn định.

Khi mua sắm, doanh nghiệp cam kết mang đến cho khách hàng những lợi ích to lớn:

• Bảo hành sản phẩm 12 tháng
• Lỗi kỹ thuật 1 đổi 1 theo chính sách rõ ràng
• Thiết bị có nguồn gốc minh bạch, kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt
• Hàng sẵn kho số lượng lớn, giao hàng toàn quốc.

Không chỉ cung cấp thiết bị, NP Việt Nam còn là đơn vị thi công hệ thống làm mát bằng nước trọn gói, từ khảo sát, tư vấn giải pháp đến lắp đặt và vận hành. Các công trình được triển khai trên khắp mọi miền Tổ quốc, đảm bảo đúng kỹ thuật và tiến độ.

Với kinh nghiệm thực tế, danh mục sản phẩm đa dạng và dịch vụ đồng bộ, NP Việt Nam được nhiều khách hàng đánh giá là đơn vị uy tín hàng đầu trong lĩnh vực hệ thống làm mát bằng nước.

Liên hệ tư vấn và báo giá: HOTLINE 033 998 5885