Lịch sử của tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt có nguồn gốc từ thế kỷ 19 thông qua việc phát triển bình ngưng để sử dụng với động cơ hơi nước. Bình ngưng sử dụng nước tương đối mát bằng nhiều cách khác nhau để ngưng tụ hơi nước thoát ra từ xi lanh hoặc tua bin. Điều này làm giảm áp suất ngược, từ đó giảm tiêu thụ hơi nước và do đó giảm tiêu thụ nhiên liệu, đồng thời tăng công suất và tái chế nước lò hơi. Tuy nhiên, thiết bị ngưng tụ cần có nguồn cung cấp nước làm mát dồi dào, nếu không có nguồn nước này thì không thực tế. Mặc dù việc sử dụng nước không phải là vấn đề với động cơ hàng hải nhưng nó lại là một hạn chế đáng kể đối với nhiều hệ thống trên đất liền.

Vào đầu thế kỷ 20, một số phương pháp bay hơi để tái chế nước làm mát đã được sử dụng ở những khu vực thiếu nguồn cung cấp nước, cũng như ở các khu vực đô thị nơi nguồn nước chính của thành phố có thể không được cung cấp đủ; đáng tin cậy trong thời điểm có nhu cầu; hoặc nói cách khác là đủ để đáp ứng nhu cầu làm mát. Ở những khu vực có sẵn đất đai, hệ thống có dạng ao làm mát; ở những khu vực có quỹ đất hạn chế, chẳng hạn như ở các thành phố, chúng có dạng tháp giải nhiệt.

Những tòa tháp ban đầu này được đặt trên mái của các tòa nhà hoặc ở dạng cấu trúc đứng tự do, được cung cấp không khí bằng quạt hoặc dựa vào luồng không khí tự nhiên. Một cuốn sách giáo khoa kỹ thuật của Mỹ từ năm 1911 đã mô tả một thiết kế như"một vỏ tấm ánh sáng hình tròn hoặc hình chữ nhật—trên thực tế, một ống khói được rút ngắn đi nhiều theo chiều dọc (cao 20 đến 40 ft) và được mở rộng rất nhiều về phía bên. Phía trên là bộ máng phân phối, nơi phải bơm nước từ bình ngưng vào; từ đó nó chảy xuống"thảm"được làm bằng những thanh gỗ hoặc màn lưới dệt, lấp đầy không gian bên trong tòa tháp."

Tháp giải nhiệt hyperboloid đã được cấp bằng sáng chế bởi các kỹ sư người Hà Lan Frederik van Iterson và Gerard Kuypers vào năm 1918. Tháp giải nhiệt hyperboloid đầu tiên được xây dựng vào năm 1918 gần Heerlen. Những cái đầu tiên ở Vương quốc Anh được chế tạo vào năm 1924 tại nhà máy điện Lister Drive ở Liverpool, Anh, để làm mát nước sử dụng tại một nhà máy điện đốt than.

Theo báo cáo của Viện Công nghệ Khí (GTI), chu trình Maisotsenko làm mát bay hơi điểm sương gián tiếp (Chu kỳ M) là một phương pháp hợp lý về mặt lý thuyết nhằm giảm nhiệt độ chất lỏng xuống điểm sương thấp hơn nhiệt độ bầu ướt của nó. Chu trình M sử dụng năng lượng đo độ ẩm (hoặc thế năng) có sẵn từ ẩn nhiệt của nước bay hơi vào không khí. Mặc dù biểu hiện hiện tại của nó là HMX M-Cycle dành cho điều hòa không khí, thông qua thiết kế kỹ thuật, chu trình này có thể được áp dụng làm thiết bị thu hồi nhiệt và độ ẩm cho các thiết bị đốt, tháp giải nhiệt, bình ngưng và các quy trình khác liên quan đến dòng khí ẩm.

Việc tiêu thụ nước làm mát của các nhà máy điện và xử lý nội địa được ước tính sẽ làm giảm nguồn điện cung cấp cho phần lớn các nhà máy nhiệt điện vào năm 2040–2069.

Vào năm 2021, các nhà nghiên cứu đã trình bày một phương pháp thu hồi hơi nước. Hơi nước được tích điện bằng chùm ion, sau đó được giữ lại trong lưới thép có điện tích trái dấu. Độ tinh khiết của nước vượt quá tiêu chuẩn uống được của EPA.