Mi az természetes szállítású hűtőtorony?

A természeti szellőzésű hűtőtorony egy olyan hőcserélő, amely vízhűtést végzünk a levegő közvetlen kapcsolata révén. Ezt használják erőművekben, olajrafinálókban, petrokémiai üzemekben és természetes gázüzemekben, hogy eltávolítsák a körülöttekkel rendelkező vízkeringési rendszerből a felesleges hőt. A természeti szellőzésű hűtőtorony a konvektív áramlási elvön alapul, ami biztosítja a levegő cirkulációját, anélkül, hogy ventilátorok vagy más mechanikus eszközök lennének szükségesek. A levegőáramlást a torony belső részén lévő melegen és nedvesen álló levegő sűrűségének, valamint a külső, hidegebb és szárazabb környezeti levegő sűrűségének különbsége vezérli.

Működése a természeti szellőzésű hűtőtoronynak

A természeti szellőzésű hűtőtorony alapvető működési elvét az alábbi diagram mutatja be:

A természeti szellőzésű hűtőtorony főbb komponensei:

• Meleg víz bevitel: Ez a hely, ahol a rendszerből vagy kondenzátorból érkező forró víz a torony tetején lép be. A meleg víz bevétele csatlakoztatva van egy sor szórószoplokhoz, amelyek a vízt a töltő anyagon szórják el.

• Töltő anyag: Ez egy porózus anyag, amely nagy felületet nyújt a víz és a levegő közötti hőátadáshoz. A töltő anyag lehet fa, műanyag, fém vagy kerámia. A töltő anyagot különböző módon lehet elrendezni, például csobogó rippekként, rácsokként vagy filmcsomagokként.

• Hideg víz tartály: Ez a hely, ahol a hűtött víz a torony alján gyűlik. A hideg víz tartálynak egy csatorna és egy pumpa van, amely visszaáramlítja a vizet a rendszerbe vagy a kondenzátorba.

• Levegő bevitel: Ez a hely, ahol a friss levegő a torony alján lép be. A levegő bevitelt nyitva vagy zárva lehet, a torony tervezésétől függően.

• Levegő kivitel: Ez a hely, ahol a meleg és nedves levegő a torony tetején lép ki. A levegő kivitelhez diffuzor vagy cső lehet, hogy növelje a levegőáramlást.

A természeti szellőzésű hűtőtoronyban a víz hűtése két fő mechanizmuson alapul: a szénszintű hőátadás és a rejtett hőátadás.

• Szénszintű hőátadás: Ez akkor történik, amikor a hő a forró vizetől a hideg levegőhöz közvetlen kontaktussal átadódik. Ennek eredményeként mindkét folyadék hőmérséklete változik, de nem változik a fázisuk. A szénszintű hőátadást tényezők, mint a hőmérsékletkülönbség, a folyamintensity és a kapcsolattartó felület befolyásolják.

• Rejtett hőátadás: Ez akkor történik, amikor a hő a forró vizetől a hideg levegőhöz párologással átadódik. Ennek eredményeként a víz egy része átalakul gázfázisba, miközben hőt vesz fel a környezetéből. A rejtett hőátadást tényezők, mint a páratartalom, a gázmennyiség és a masszatranszferekvíziós együttható befolyásolják.

A szénszintű és rejtett hőátadás kombinációja lehűti a vizet és melegebbé teszi a levegőt. A hűtött víz a hideg víz tartályba esik, míg a meleg levegő a talajtól távolodva emelkedik a levegő kivitelre, mivel a talajtól távolodva emelkedő levegő sűrűsége csökken. Ez a flottancia hatás létrehozza a természeti szellőzést, ami további friss levegőt vonz a levegő bevitelre, így folyamatos hűtési ciklust teremt.

Milyen típusú természeti szellőzésű hűtőtoronyok vannak?

A természeti szellőzésű hűtőtoronyok két típusra oszthatók konfigurációjuk alapján:

• Ellentétesirányú természeti szellőzésű hűtőtoronyok: Ezekben a tornyokban a víz lefelé, a levegő pedig felfelé halad ellenkező irányban. Ez lehetővé teszi a magasabb hőmérsékletkülönbséget és a magasabb hűtési hatékonyságot. Azonban ezek a tornyok magasabbak és több szórószoploval rendelkeznek, mint a kereszteződőirányú tornyok.

• Kereszteződőirányú természeti szellőzésű hűtőtoronyok: Ezekben a tornyokban a víz lefelé, a levegő pedig vízszintesen halad merőleges irányban. Ez lehetővé teszi a kevesebb magasságú és kevesebb szórószoploval rendelkező tornyokat, mint az ellentétesirányú tornyok. Azonban ezek a tornyok alacsonyabb hőmérsékletkülönbséget és alacsonyabb hűtési hatékonyságot mutatnak, mint az ellentétesirányú tornyok.

A következő táblázat összefoglal néhány előnyt és hátrányt mindkét típus esetében:

| Kereszteződőirányú | Alacsonyabb magasság Alacsonyabb költség Kevesebb szórószoplo Kevesebb kristályzódás | Alacsonyabb hőmérsékletkülönbség Alacsonyabb hűtési hatékonyság Rosszabb vízelosztás Fokozott fagyásvállalás |

A következő ábra mutatja a kereszteződőirányú és ellentétesirányú természeti szellőzésű hűtőtoronyok közötti különbséget:

Milyen alkalmazásai vannak a természeti szellőzésű hűtőtoronyoknak?

A természeti szellőzésű hűtőtoronyok általában az alábbi alkalmazásoknál használhatók:

• Nagy és állandó hűtőkapacitás sok évig

• Alacsony üzemeltetési és karbantartási költségek

• Alacsony zajszint és energiaköltség

• Magas szárazföldi és rosszidőjárási ellenállás

Néhány példa az alkalmazásokra, amelyek természeti szellőzésű hűtőtoronyokat használnak:

• Hőerőművek, amelyek szént, olajt, gázt vagy nukleáris üzemanyagot használnak villamos energia előállítására

• Olajrafinálók, amelyek nyersolajt dolgoznak fel különböző termékek, mint benzin, diesel, jetfuel, stb. előállítására

• Petrokémiai üzemek, amelyek kémiai anyagokat gyártanak olaj- vagy természetes gázalapokból

• Természetes gázüzemek, amelyek természetes gázt dolgoznak fel folyékony természetes gáz (LNG), tömörített természetes gáz (CNG) vagy más termékek előállítására

Milyen előnyök és hátrányok vannak a természeti szellőzésű hűtőtoronyoknál?

Néhány előny a természeti szellőzésű hűtőtoronyoknál:

Tipp