Hlačna kula je uređaj koji odbacuje otpadnu toplinu u atmosferu hlađenjem strujnog toka, obično vodene struje, na niže temperature. Hlačne kule su široko upotrebljavane u industrijskim procesima koji zahtijevaju uklanjanje topline, poput proizvodnje energije, hladnjača, klimatizacije i kemikalija. Hlačne kule mogu se klasificirati prema različitim tipovima na temelju toka zraka, toka vode, metode prijenosa topline i oblika. Neki uobičajeni tipovi hlačnih kula su prirodni povjetarac, prisilni povjetarac, inducirani povjetarac, protok, poprečni tok i mokra/suha.
Za razumijevanje dizajna, rada, performansi i održavanja hlačnih kula, važno je upoznati se s nekim često korištenim terminima u industriji hlačnih kula.
Ovaj članak će objasniti osnovne koncepte i definicije terminologije hlačnih kula, kao i pružiti nekoliko primjera i formula za izračun.
BTU (britanska toplinska jedinica) je jedinica toplinske energije koja je definirana kao količina topline potrebna da se temperatura jedne funte vode podigne za jedan stupanj Fahrenheita u rasponu od 32°F do 212°F. BTU se često koristi za mjerenje toplinskog opterećenja ili brzine prijenosa topline hlačnih kula.
Tona je metrika ispariteljnog hlađenja koja je ekvivalentna 15.000 BTU po satu za hlačne kule. Predstavlja količinu topline koja se može ukloniti isparenom jednom toni vode na 12.000 BTU po satu. Tona je također jedinica kapaciteta hladnjače koja je jednaka 12.000 BTU po satu.
Toplinsko opterećenje je količina topline koja mora biti uklonjena iz cirkulirajuće vode unutar sustava hlačne kule.
Odredjuje ga toplinsko opterećenje procesa i protok cirkulirajuće vode. Toplinsko opterećenje može se izračunati sljedećom formulom:
Gdje,
Q = Toplinsko opterećenje u BTU/sat
m = Masa protoka vode u lb/sat
Cp = Specifična toplina vode u BTU/lb°F
ΔT = Temperaturna razlika između vruće i hladne vode u °F
Toplinsko opterećenje je važan parametar u određivanju veličine i troška hlačne kule. Veće toplinsko opterećenje zahtijeva veću hlačnu kulu s većim protokom zraka i vode.
Raspon hlađenja je razlika u temperaturi između vruće vode koja ulazi u kulu i hladne vode koja napušta kulu.
Pokazuje koliko topline se prenosi od vode u zrak u hlačnoj kuli. Veći raspon hlađenja znači veću brzinu prijenosa topline i bolju performansu hlačne kule. Raspon hlađenja može se izračunati sljedećom formulom:
Gdje,
R = Raspon hlađenja u °F
Th = Temperatura vruće vode u °F
Tc = Temperatura hladne vode u °F
Raspon hlađenja određuje proces, a ne hlačna kula. Stoga je funkcija toplinskog opterećenja procesa i protoka cirkulirajuće vode.
Pristup je razlika između temperature hladne vode i vlazne temperature zraka.
Pokazuje kako blizu se može približiti temperatura hladne vode vlaznoj temperaturi, koja je najniža moguća temperatura koju voda može postići isparenjem. Niži pristup znači nižu temperaturu hladne vode i bolju performansu hlačne kule. Pristup može se izračunati sljedećom formulom:
Gdje,
A = Pristup u °F
Tc = Temperatura hladne vode u °F
Tw = Vlazna temperatura zraka u °F
Pristup je jedan od najvažnijih parametara u odlučivanju o trošku i veličini hlačne kule. Također odlučuje minimalnu moguću temperaturu hladne vode koja se može postići hlačnom kulom. Obično, pristup od 2.8°F je ono što proizvođači mogu garantirati.
