Su Soğutma Kulesi Nedir? Çeşitleri Nelerdir?
Su soğutma kulesi; sistemden ısınarak gelen sıcak suyu bir kısmını buharlaştırıp atmosfere atarak soğutan, gerekli sıcaklığa ulaşmış kalan kısmını ise tesiste kullanılmak üzere alttaki tankta biriktiren bir ısı uzaklaştırma ünitesidir.
Su soğutma kuleleri her sektörden endüstriyel tesiste ve HVAC sistemlerde soğutulmuş su elde etmek için kullanılır.
Su Soğutma Kulesi Çeşitleri
A. Çalışma Prensiplerine Su Soğutma Kulesi Çeşitleri
1. Karşı akışlı kuleler (Counter flow towers)
2. Çapraz akışlı kuleler (Cross flow towers)
1. Karşı Akışlı Kuleler
Karşı akışlı su soğutma kulelerinde su dolgular üzerinde yukarıdan aşağı süzülürken hava aşağıdan yukarı hareket eder. Günümüzde en çok tercih edilen kulelerdir.
İki tipi vardır;
• Cebri çekişli kuleler (Induced draft towers): Fanları üsttedir. Hava, yandaki hava panjurlarından üstteki fan yardımıyla yukarı doğru çekilerek soğutma sağlanır.
• Cebri itişli kuleler (Forced draft towers): Fanları yandadır, hava fan yardımıyla alttan yukarı doğru itilerek soğutma sağlanır.
2. Çapraz Akışlı Kuleler:
Çapraz akışlı su soğutma kulelerinde su dolgular üzerinde yukarıdan aşağı inerken hava akımı yatay veya çaprazdır. Çapraz akışlı kulelerinde cebri itişli ve cebri çekişli olarak çeşitleri vardır.
B. Soğutma Tipine Göre Kule Çeşitleri
1. Açık Çevrim Su Soğutma Kuleleri
Açık çevrimlerde soğutma suyu doğrudan kule içerisindeki dolgular üzerine püskürtülerek soğuma sağlanır. Bu tip kulelerde verimlilik daha yüksektir, su ortam ile temas ettiğinden suda kirlilik olması muhtemeldir.
2. Kapalı Çevrim Su Soğutma Kuleleri
Kapalı tip kulelerde soğutma suyu kule içerisindeki metal serpantinler (eşanjör) içerisinde dolaşır. Eşanjör içerisindeki su, soğuk hava ve kulenin sirkülasyon suyu ile boru dış yüzeyinden dolaylı olarak soğutulur. Bu tip kulelerde soğutma suyu ortam ile temas etmediğinden her zaman temiz kalır. Dolaylı soğutma kule verimliliğini düşürmektedir.
Soğutma Kuleleri Nasıl Çalışır?
Karşı akışlı cebri çekişli tipteki su soğutma kulelerinde, işletmeden ısınıp gelen su, özel olarak imal edilmiş su dağıtım sistemi ve fıskiyeler yardımı ile kulenin tüm kesitine yukarıdan aşağı doğru homojen olarak püskürtülür. Püskürtülen su kütleleri, kule dolguları arasından süzülerek parçalanır. Dış ortamın nemine sahip hava, üstte bulunan motor ve fan grubu yardımı ile dolgular üzerinden aşağıdan yukarıya doğru emilir. Dolgu soğutma yüzeyinde hava ile buluşan su havaya ısı vererek soğur ve küçük bir kısmı buharlaşır. Soğuyan su kulenin soğuk su havuzunda toplanır. Toplanan su pompa yardımıyla tesise gönderilir. Suyun buharlaşması sonucu nemi artan hava (doyma noktasına yakın) kulenin en üstünde bulunan fan bacasından atmosfere atılır.
Islak tip kuleler dediğimiz bu kulelerde soğutma esnasında suyun bir kısmı buharlaşmaktadır.
Buharlaşma Kaybı
Termodinamik esaslarına göre; buharlaşan her bir gram suyun faz (hal) değişimini gerçekleştirebilmesi için yaklaşık 540 Kalori enerji sistemden emilir.
Bu yaklaşımla; sistemde dolaşan suyun her 6 ºC soğuması için yaklaşık sirküle olan su debisinin % 0,9’unun buharlaşması gerekmektedir, buna su soğutma kulesi buharlaşma kaybı denilmektedir.
Bu miktar aşağıdaki formülle hesaplanabilir;
Buharlaşma Miktarı (m³/h) = 0.00085 x 1.8 x Debi (m³/h) x (Tg—Tç)
Örneğin;
40°C dereceden 30°C dereceye saatte 100 m3 suyu soğutacak bir kulede buharlaşma kaybı aşağıdaki gibidir;
Buharlaşma Miktarı (m³/h) = 0.00085 x 1.8 x 100 x 10 = 1,53 m3/h
Soğutma kulelerinde buharlaşma kaybından başka sürüklenme kaybından bahsedilir. Doğru tasarlanmış bir soğutma kulesinde sürüklenme kaybı yok denecek kadar az miktarda olur.
Kule Seçimi için Gerekli Bilgiler
- Su soğutma kuleleri aksi talep edilmedikçe en sıcak yaz günlerine ait meteorolojik şartlara göre seçilir.
- Soğutma kulesi seçimi ve tasarımı için gerekli temel bilgiler aşağıda belirtilmiştir:
- Soğutulacak su miktarı (m³/h) veya kapasite (kcal/h, kW)
- Kuleye girecek suyun sıcaklığı (°C)
- Soğutulmuş su sıcaklığı (°C)
- Bulunulan ile ait yaş termometre değeri (°C)
Yardımcı bilgiler:
Soğutma suyunun kullanıldığı tesis
Sirkülasyon suyunun kalitesi (kirlilik miktarı)
Bölgeye ait kuru termometre değeri (°C)
Deniz seviyesine göre yükseklik (m)
Su Soğutma Kulesi talebinde dikkat edilecek hususlar;
- Kule talebi sadece kapasite bildirilerek yapılmamalıdır.
- Kulede dolaşacak su debisi ve girip çıkacak olan su sıcaklıkları belirtilmelidir.
- En önemli husus; soğutulmuş su sıcaklığının ortam yaş termometre sıcaklığına yaklaşım değeridir. Su debisi, su giriş - çıkış sıcaklık farkı ve soğutulmuş su sıcaklığının yaş termometre sıcaklığına yaklaşımını değiştirmek suretiyle aynı kule ile çok farklı kapasiteler elde etmek mümkündür.
Kaynak: www.ensotek.com
