Eine umfassende Anleitung zur Kühltürme-Terminologie
Ein Kühlturm ist ein Gerät, das Abwärme in die Atmosphäre abgibt, indem es einen Kühlstrom, normalerweise Wasser, auf eine niedrigere Temperatur kühlt. Kühltürme werden in industriellen Prozessen, die Wärmeabfuhr erfordern, wie Energieerzeugung, Kälteanlagen, Klimaanlagen und chemische Verarbeitung, weit verbreitet eingesetzt. Kühltürme können nach Luftströmung, Wasserströmung, Wärmeübertragungsverfahren und Form in verschiedene Typen unterteilt werden. Einige gängige Arten von Kühltürmen sind natürliche Zugluft, gezwungene Zugluft, induzierte Zugluft, Gegenstrom, Querstrom und Nass/Trocken.
Um das Design, die Funktionsweise, die Leistung und die Wartung von Kühltürmen zu verstehen, ist es notwendig, mit einigen der im Kühlturmbereich häufig verwendeten Begriffe vertraut zu sein.
Dieser Artikel wird die grundlegenden Konzepte und Definitionen der Kühlturmbegriffe erklären sowie einige Beispiele und Formeln zur Berechnung bereitstellen.
Was ist eine BTU (British Thermal Unit)?
Eine BTU (British Thermal Unit) ist eine Einheit der Wärmeenergie, die definiert ist als die Menge an Wärme, die benötigt wird, um die Temperatur eines Pfunds Wasser um einen Grad Fahrenheit im Bereich von 32°F bis 212°F zu erhöhen. BTU wird oft verwendet, um die Wärmelast oder den Wärmeübergabe-Rate von Kühltürmen zu messen.
Was ist eine Tonne?
Eine Tonne ist eine Verdunstungskühlmetrik, die äquivalent zu 15.000 BTU pro Stunde für Kühltürme ist. Sie repräsentiert die Menge an Wärme, die durch die Verdunstung einer Tonne Wasser bei 12.000 BTU pro Stunde entfernt werden kann. Eine Tonne ist auch eine Einheit der Kühlkapazität, die gleich 12.000 BTU pro Stunde ist.
Was ist eine Wärmelast?
Eine Wärmelast ist die Menge an Wärme, die aus dem zirkulierenden Wasser innerhalb des Kühlturmsystems entfernt werden muss.
Sie wird durch die Prozesswärmelast und die Zirkulationswasserflussrate bestimmt. Die Wärmelast kann mit folgender Formel berechnet werden:
Wobei,
Q = Wärmelast in BTU/Stunde
m = Massenflussrate des Wassers in lb/Stunde
Cp = Spezifische Wärme des Wassers in BTU/lb°F
ΔT = Temperaturdifferenz zwischen heißem und kaltem Wasser in °F
Die Wärmelast ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der Größe und Kosten des Kühlturms. Eine höhere Wärmelast erfordert einen größeren Kühlturm mit mehr Luft- und Wasserfluss.
Was ist ein Kühlbereich?
Ein Kühlbereich ist die Temperaturdifferenz zwischen dem heißen Wasser, das in den Turm eintritt, und dem kalten Wasser, das den Turm verlässt.
Er zeigt an, wie viel Wärme vom Wasser an die Luft im Kühlturm übertragen wird. Ein größerer Kühlbereich bedeutet eine höhere Wärmeübertragungsrate und eine bessere Leistung des Kühlturms. Der Kühlbereich kann mit folgender Formel berechnet werden:
Wobei,
R = Kühlbereich in °F
Th = Temperatur des heißen Wassers in °F
Tc = Temperatur des kalten Wassers in °F
Der Kühlbereich wird durch den Prozess und nicht durch den Kühlturm bestimmt. Er ist also eine Funktion der Prozesswärmelast und der Zirkulationswasserflussrate.
Was ist ein Ansatz?
Ein Ansatz ist die Differenz zwischen der Temperatur des kalten Wassers und der Feuchtbulbentemperatur der Luft.
Er zeigt an, wie nah die Temperatur des kalten Wassers der Feuchtbulbentemperatur kommen kann, welche die tiefstmögliche Temperatur ist, die Wasser durch Verdunstung erreichen kann. Ein niedrigerer Ansatz bedeutet eine niedrigere Temperatur des kalten Wassers und eine bessere Leistung des Kühlturms. Der Ansatz kann mit folgender Formel berechnet werden:
Wobei,
A = Ansatz in °F
Tc = Temperatur des kalten Wassers in °F
Tw = Feuchtbulbentemperatur der Luft in °F
Der Ansatz ist einer der wichtigsten Parameter bei der Entscheidung über die Kosten und Größe des Kühlturms. Er bestimmt auch die minimale mögliche Temperatur des kalten Wassers, die durch den Kühlturm erreicht werden kann. Normalerweise kann ein Hersteller einen Ansatz von 2,8°F garantieren.
Was ist eine Feuchtbulbentemperatur?
Eine Feuchtbulbentemperatur ist die tiefstmögliche Temperatur, die Wasser durch Verdunstung erreichen kann.
