Bir soğutma kulesi, genellikle su akışını daha düşük bir sıcaklıkta soğutarak atık ısıyı atmosfere veren bir cihazdır. Soğutma kuleleri, enerji üretimi, soğutma, hava kondisyonu ve kimyasal işleme gibi ısı çıkarma gerektiren endüstriyel süreçlerde yaygın olarak kullanılır. Soğutma kuleleri, hava akışı, su akışı, ısı aktarım yöntemi ve şekillerine göre farklı türlerde sınıflandırılabilir. Bazı yaygın soğutma kule tipleri doğal çeker, zorlanmış çeker, indirgenmiş çeker, karşı akış, çapraz akış ve ıslak/kuru türleridir.
Soğutma kulelerinin tasarımını, işletimini, performansını ve bakımı hakkında bilgi sahibi olmak için, soğutma kule endüstrisinde sıkça kullanılan bazı terimlerle aşina olmak önemlidir.
Bu makale, soğutma kule terminolojisindeki temel kavramları ve tanımları açıklamaktadır. Ayrıca, hesaplama için bazı örnekler ve formüller sağlar.
BTU (British Thermal Unit), bir pound suyun 32°F ile 212°F aralığında bir derece Fahrenheit artması için gereken ısı miktarıdır. BTU, soğutma kulelerinin ısı yükünü veya ısı aktarım oranını ölçmek için sıkça kullanılır.
Ton, soğutma kuleleri için bir buharlaşıcı soğutma metriğidir ve saatte 15.000 BTU'ya eşdeğerdir. Bir ton suyun buharlaşmasıyla birlikte bir saatte 12.000 BTU ile bir ton ısı çıkarılmasını ifade eder. Ton ayrıca, saatte 12.000 BTU'ya eşit olan bir soğutma kapasitesi birimidir.
Isı yükü, soğutma kule sisteminin içinde dolaşan sudan çıkarılması gereken ısı miktarıdır.
İşlem ısı yükü ve dolaşan su akış hızı tarafından belirlenir. Isı yükü aşağıdaki formülle hesaplanabilir:
Burada,
Q = Saatte BTU cinsinden ısı yükü
m = Saatte pound cinsinden su akış hızı
Cp = Suyun özel ısısi, BTU/lb°F
ΔT = Sıcak ve soğuk su arasındaki sıcaklık farkı, °F
Isı yükü, soğutma kulesinin boyutunu ve maliyetini belirlemede önemli bir parametredir. Daha yüksek bir ısı yükü, daha fazla hava ve su akışı gerektiren daha büyük bir soğutma kulesi gerektirir.
Soğutma aralığı, kuleye giren sıcak su ile kuleden çıkan soğuk su arasındaki sıcaklık farkıdır.
Bu, soğutma kulesinde ne kadar ısı suya havadan aktarıldığını gösterir. Daha yüksek bir soğutma aralığı, daha yüksek bir ısı aktarım oranına ve daha iyi bir soğutma kulesi performansına işaret eder. Soğutma aralığı şu şekilde hesaplanabilir:
Burada,
R = °F cinsinden soğutma aralığı
Th = °F cinsinden sıcak su sıcaklığı
Tc = °F cinsinden soğuk su sıcaklığı
Soğutma aralığı, soğutma kulesi tarafından değil, işlem tarafından belirlenir. Bu nedenle, işlem ısı yükü ve dolaşan su akış hızının bir fonksiyonudur.
Yaklaşma, soğuk su sıcaklığı ile havanın nemli termometre sıcaklığı arasındaki farktır.
Bu, soğuk su sıcaklığının nemli termometre sıcaklığına ne kadar yaklaşabileceğini gösterir. Nemli termometre sıcaklığı, suyun buharlaşması ile ulaşabileceği en düşük sıcaklıktır. Daha düşük bir yaklaşma, daha düşük bir soğuk su sıcaklığı ve daha iyi bir soğutma kulesi performansına işaret eder. Yaklaşma şu şekilde hesaplanabilir:
Burada,
A = °F cinsinden yaklaşma
Tc = °F cinsinden soğuk su sıcaklığı
Tw = °F cinsinden havanın nemli termometre sıcaklığı
Yaklaşma, soğutma kulesinin maliyetini ve boyutunu belirlemede en önemli parametrelerden biridir. Ayrıca, soğutma kulesi tarafından elde edilebilecek minimum soğuk su sıcaklığını da belirler. Genellikle, üreticiler 2.8°F yaklaşma garantisi verebilir.
Nemli termometre sıcaklığı, suyun buharlaşması ile ulaşabileceği en düşük sıcaklıktır.
