A hűtőtorony eszköz, amely a légkörbe szórja a hulladék hőt egy hűtőanyag (általában víz) adott folyamának hűtésével, hogy alacsonyabb hőmérsékletre hozza azt. A hűtőtoronyok széles körben használatosak az ipari folyamatokban, ahol hő távolításra van szükség, például a villamosenergia-termelés, hűtés, légkondicionálás és kémiai feldolgozás során. A hűtőtoronyok típusai különbözőek lehetnek a levegő- és vízfolyamuk, hőátadási módjuk és alakjuk alapján. Néhány gyakori hűtőtorony típusa: természetes nyomású, erőltetett nyomású, indukált nyomású, ellentétes folyású, átfedő folyású, és szárított/nedves.
A hűtőtoronyok tervezésének, működésének, teljesítményének és karbantartásának megértéséhez alapvetően ismerni kell a hűtőtoronyiparban használt néhány gyakori terminológiát.
Ez a cikk elmagyarázza a hűtőtorony terminológiával kapcsolatos alapvető fogalmakat és definíciókat, valamint néhány példát és számítási képletet is bemutat.
Az BTU (brit hőmértékegység) egy hőenergia mértékegység, amelyet úgy definiálunk, hogy a 32°F és 212°F közötti tartományban 1 font vizet 1 fokkal melegengető hőmennyiség. Az BTU gyakran használatos a hűtőtoronyok hőterhelésének vagy hőátadási sebességének mérésére.
A tonna egy evaporaív hűtési metrika, ami ekvivalens 15 000 BTU/h-ra hűtőtoronyok esetén. Ez jelzi, hogy mennyi hőt tud eltávolítani egy tonna víz evaporaíva 12 000 BTU/h-on. A tonna egy hűtőkapacitás egysége is, ami 12 000 BTU/h-nak felel meg.
A hőterhelés az a hőmennyiség, amelyet a hűtőtoronyrendszerben cirkuláló vízből el kell távolítani.
Ez a folyamat hőterhelése és a cirkuláló víz folyamsebessége alapján határozható meg. A hőterhelést a következő képlettel számíthatjuk ki:
Ahol,
Q = Hőterhelés BTU/órában
m = Víz tömegfolyam-sebessége lb/órában
Cp = A víz specifikus hőkapacitása BTU/lb°F-ben
ΔT = A forró és hideg víz közötti hőmérsékletkülönbség °F-ben
A hőterhelés fontos paraméter a hűtőtorony mérete és költségeinek meghatározásában. Egy magasabb hőterhelés nagyobb hűtőtoront igényel, amely több levegőt és vizet kezel.
A hűtési tartomány a toronyba beérkező forró víz és a toronyból kilépő hideg víz közötti hőmérsékletkülönbség.
Megmutatja, hogy mennyi hő átadódik a víztől a levegőhöz a hűtőtoronyban. Egy nagyobb hűtési tartomány magasabb hőátadási ütemet és jobb hűtőtoronyteljesítményt jelent. A hűtési tartományt a következő képlettel számíthatjuk ki:
Ahol,
R = Hűtési tartomány °F-ben
Th = Forró víz hőmérséklete °F-ben
Tc = Hideg víz hőmérséklete °F-ben
A hűtési tartomány a folyamatból adódik, nem a hűtőtoronyból. Így a folyamat hőterhelésétől és a cirkuláló víz folyamsebességétől függ.
Az approach a hideg víz hőmérséklete és a levegő nedves hőmérséklete közötti különbség.
Megmutatja, hogy a hideg víz hőmérséklete milyen közel kerülhet a nedves hőmérséklet, ami a legalsó lehetséges hőmérséklet, amit a víz evaporaíva elérhet. Egy alacsonyabb approach alacsonyabb hideg víz hőmérsékletet és jobb hűtőtoronyteljesítményt jelent. Az approachot a következő képlettel számíthatjuk ki:
Ahol,
A = Approach °F-ben
Tc = Hideg víz hőmérséklete °F-ben
Tw = A levegő nedves hőmérséklete °F-ben
Az approach az egyik legfontosabb paraméter a hűtőtorony költségeinek és méretének meghatározásában. Meghatározza a hűtőtorony által elérhető legalsó lehetséges hideg víz hőmérsékletet is. Általában a gyártók garantálják 2,8°F approach-ot.
