Giải pháp hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt là chủ đề được quan tâm trong các công trình hiện đại. Bởi trái đất đang nóng lên, biến đổi khí hậu và phát thải khí carbon là vấn đề chung của nhân loại. Điều đó đặt ra bài toán làm thế nào để sử dụng năng lượng một cách hiệu quả hơn. Các giải pháp thân thiện với môi trường và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên đang được ưu tiên hàng đầu. Nhiệt thải là năng lượng lãng phí vì nhiệt được tạo ra bởi năng lượng thu được bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch, LPG, dầu, nhiên liệu và khí tự nhiên. Do đó khi thu hồi lượng nhiệt thải, chúng ta không chỉ tiết kiệm năng lượng và chi phí mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường.

Thu hồi nhiệt thải từ tháp giải nhiệt bằng cách nào?

Năng lượng từ nguồn nhiệt thải có thể được thu hồi từ nhiều nguồn khác nhau với các mức nhiệt độ khác nhau và được truyền nhiệt sang các chất lỏng khác được yêu cầu phải đun nóng hoặc gia nhiệt thông qua thiết bị trung gian là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Ví dụ ở mức nhiệt độ cao nhất là nước nóng ở 90°C có thể được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà và mức nhiệt độ thấp nhất là nước vào tháp giải nhiệt ở 35°C có thể được sử dụng để gia nhiệt nước cấp trước khi cấp vào lò hơi hoặc gia nhiệt cho hệ thống nước nóng.

Cách thức hoạt động của tháp giải nhiệt

Các ngành công nghiệp sản xuất sử dụng nhiệt cho các hoạt động, các phản ứng và các quá trình sản xuất khác nhau. Sau đó lượng nhiệt thải này được thải ra khí quyển thông qua tháp giải nhiệt hở. Tương tự, trong các ứng dụng HVAC, nhiều không gian cho con người làm việc cần làm mát bằng các hệ thống điều hòa không khí. Do đó, giải phóng lượng nhiệt thải vào tháp giải nhiệt hở thông qua bình ngưng của chiller. Thông thường, tháp giải nhiệt hở được thiết kế để chịu nhiệt độ cao nhất trong điều kiện mùa hè và ΔT là 5°C. Nhiệt độ này có thể là 37°C đến 32°C với nhiệt độ bầu ướt  29°C. Nhiệt độ 37°C có thể sử dụng để gia nhiệt nước cấp lò hơi khi nhiệt độ môi trường xung quanh là 15- 20°C. Điều đó đồng nghĩa với nhiệt độ nước cấp vào lò hơi cũng là 15- 20°C.

Thu hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval với thiết kế trao đổi nhiệt giữa 2 môi chất là dòng chảy ngược chiều thường được sử dụng cho các ứng dụng thu hồi nhiệt vì chế độ dòng chảy tuyệt vời, làm cho nó có thể đạt hiệu suất chênh lệch nhiệt độ tới 1°C. Do đó nó có thể hồi nhiệt từ nước của tháp giải nhiệt với nhiệt độ 37°C sang bồn nước cấp cho lò hơi từ nhiệt độ 15- 20°C lên đến 36°C. Tuy nhiên, để có hiệu quả kinh tế tốt nhất về quy mô và thời gian hoàn vốn tối ưu, Alfa Laval khuyến nghị sử dụng phương án thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm với độ chênh nhiệt độ 2°C, tức là làm nóng nước lò hơi đến 35°C.

>>Xem thêm: Giải pháp hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Tiết kiệm chi phí từ việc thu hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Giảm chi phí nhờ thu hồi nhiệt

Có một số chí phí sẽ được giảm bằng ứng dụng thu hồi nhiệt này

• Việc giảm gần một nửa hóa đơn nhiên liệu lò hơi, vì lò hơi sẽ làm nóng nước từ 35°C đến 60°C thay vì 15°C đến 60°C

• Giảm chi phí nhờ giảm nhiệt độ nước đầu vào tháp giải nhiệt do đó công suất của tháp giải nhiệt cũng giảm.

Giảm chi phí do giảm lượng nước bay hơi

Enthalpy của nước ở nhiệt độ 30°C là 125 kJ/kg hay 522 kCal/kg nhân với nhiệt dung riêng Cp của nước là 4,18.Lượng nước mất đi trước và sau khi thu hồi nhiệt:420.000 kCal/giờ÷ 522 kCal/kg = 804 kg/giờ 120.000 kCal/giờ÷ 522 kCal/kg = 230 kg/giờ Chi phí tiết kiệm được: 804 – 230 = 574 kg/giờ x 8 giờ/ngày và nhân với 365 ngày / năm = 110 m³ / năm (lượng nước tiết kiệm được).Về mặt chi phí với mức giá nước sạch 13.100/m3 nước thì giá trị này là ít nhưng vì nước cấp cho lò hơi là loại nước RO (nước đã được xử lý) qua nhiều công đoạn thì con số tiết kiệm được là không nhỏ

Tính toán chi phí tiết kiệm được

Ví dụ cụ thể thu hồi nhiệt từ tháp giải nhiệt 420.000 kCal/giờ hoạt động ở nhiệt độ 32° đến 37°C với lưu lượng 70 m³/giờ. Giả sử thu hồi nhiệt một phần với lưu lượng 20 m³/giờNước vào tháp giải nhiệt ở nhiệt độ 37°C làm mát đến 20°C, làm nóng sơ bộ nước cấp nồi hơi ở nhiệt độ môi trường xung quanh ở nhiệt độ 18°C đến 35°C.Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm lựa chọn với thông số như sau:

a.    Lượng nhiệt thải thu hồi tính bằng kW?

Nhiệt lượng hấp thụ bởi nước cấp lò hơi = Nhiệt lượng thoát ra từ tháp giải nhiệtQ = m x c x ΔT (phía lạnh) = m x c x ΔT (phía nóng)

Q: Lượng nhiệt tận dụng được (kw)

m: Lưu lượng nước (kg/s)

c: Nhiệt dung riêng của nước (kJ/Kg°C)

ΔT: Độ chênh nhiệt độ (T (nước ra) – T (nước vào) (°C)

Q = 5,5 x 4,18 x  (37-20) = 394,7 kw

b.    Lượng nhiệt tiết kiệm được tính theo kW/h ?

Giả thiết thời gian hoạt động là 8 tiếng trong 1 ngày và 20 ngày trong 1 tháng.kW/h= 394,7 x 8 x 20 = 63 152 (kW/h / tháng)

c.    Quy đổi ra tiền VND với đơn giá tạm tính 2.000đ/kWh

Số tiền= 63 152 x 2000 = 126.304.000 VND

Với những ích lợi kể trên, việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để tận dụng nguồn nhiệt từ tháp giải nhiệt trong các nhà máy, tòa nhà cao tầng hay cơ sở sản xuất mang lại hiệu quả to lớn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, góp phần bảo vệ môi trường.

Bạn cần tìm hiểu thêm về thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, vui lòng liên hệ chúng tôi qua hotline: 0379 586 886 .  Công ty cổ phần cơ điện GOMEC – đối tác phân phối ủy quyền chính hãng của  Alfa Laval tại Việt Nam sẽ hỗ trợ tư vấn trực tiếp cho bạn những giải pháp hiệu quả và tiết kiệm nhất cho công trình của bạn.

CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ ĐIỆN GOMEC VIỆT NAM

Số 68, LK 23, Khu đô thị Vân Canh, Hoài Đức, Hà Nội

Hotline: 0379 586 886

Fanpage: GOMEC Vietnam