Šta je kula za hlađenje prirodnim naponom?

Prirodno strujanje hlađeći toranj je vrsta razmenjivača toplote koja hlađe vodu direktnim kontaktom sa vazduhom. Koristi se u elektrane, naftne rafinerije, petrokemijske instalacije i plinove instalacije kako bi se uklonila suvišna toplota iz cirkulacionog vodnog sistema. Prirodno strujanje hlađeći toranj zavisi od principa konvektivnog toka kako bi obezbedio cirkulaciju vazduha, bez potrebe za ventilatorima ili drugim mehaničkim uređajima. Strujanje vazduha pokreće se razlikom gustine između tople i vlage vazduha unutar tornja i hladnijeg i suviše okružujućeg vazduha van tornja.

Kako radi prirodno strujanje hlađeći toranj?

Osnovni radni princip prirodnog strujanja hlađećeg tornja ilustrovana je sledećim dijagramom:

Glavni komponenti prirodnog strujanja hlađećeg tornja su:

• Ulaz tople vode: Ovde topla voda iz sistema ili kondenzera ulazi u toranj na vrhu. Ulaz tople vode povezan je s nizom čvorova koji sprskaju vodu preko punog materijala.

• Pun materijal: To je porozni materijal koji pruža veliku površinu za prenos toplote između vode i vazduha. Pun materijal može biti napravljen od drveta, plastike, metala ili keramike. Pun materijal može biti raspoređen na različite načine, kao što su štapovi za prskanje, rešetke ili film paketi.

• Spoljni bazen za hladnu vodu: Ovde se ohlađena voda sakuplja na dnu tornja. Spoljni bazen za hladnu vodu ima ventil i pumpu koja recirkulira vodu nazad u sistem ili kondenzator.

• Ulaz vazduha: Ovde freš vazduh ulazi u toranj na osnovi. Ulaz vazduha može biti otvoren ili zatvoren, u zavisnosti od dizajna tornja.

• Izlaz vazduha: Ovde topli i vlagan vazduh izlazi iz tornja na vrhu. Izlaz vazduha može imati difuzor ili komin kako bi se poboljšao strujanje vazduha.

Proces hlađenja vode u prirodnim strujanju hlađećem tornju uključuje dva glavna mehanizma: prenos senzibilne toplote i prenos latentne toplote.

• Prenos senzibilne toplote: Ovo se dešava kada se toplota prenosi od tople vode do hladnog vazduha direktnim kontaktom. Kao rezultat, temperatura oba fluida se menja, ali ne njihova faza. Prenos senzibilne toplote zavisi od faktora poput temperature razlike, protoka i površine kontakta.

• Prenos latentne toplote: Ovo se dešava kada se toplota prenosi od tople vode do hladnog vazduha isparavanjem. Kao rezultat, deo vode menja svoju fazu od tekuće u parnu, apsorbirajući toplotu iz okoline. Prenos latentne toplote zavisi od faktora poput omjera vlažnosti, parnog pritiska i koeficijenta prenosa mase.

Kombinacija prenosa senzibilne i latentne toplote ohlađuje vodu i zagrijava vazduh. Ohlađena voda pada na spoljni bazen za hladnu vodu, dok zagrijani vazduh stupa na izlaz vazduha zbog bujanosti. Efekat bujanosti stvara prirodno strujanje koje privlači više freš vazduha na ulaz vazduha, stvarajući kontinuirani ciklus hlađenja.

Koji su tipovi prirodnog strujanja hlađećih tornjeva?

Prirodno strujanje hlađeći tornjevi mogu se klasifikovati u dva tipa na osnovu njihove konfiguracije:

• Kontraflow prirodno strujanje hlađeći tornji: U ovim tornjevima, voda teče naniže, a vazduh teče nagore u suprotnim smjerovima. Ovo omogućava veću temperaturnu razliku i veću učinkovitost hlađenja. Međutim, ovi tornjevi zahtevaju veću visinu i više sprskalica nego crossflow tornjevi.

• Crossflow prirodno strujanje hlađeći tornji: U ovim tornjevima, voda teče naniže, a vazduh teče horizontalno u okomitim smjerovima. Ovo omogućava nižu visinu i manje sprskalice nego kontraflow tornjevi. Međutim, ovi tornjevi imaju nižu temperaturnu razliku i nižu učinkovitost hlađenja nego kontraflow tornjevi.

Sledeća tabela sumira neke prednosti i nedostatke svakog tipa:

| Crossflow | Niža visina Niža cena Manje sprskalica Manje podložno nastanku kamena | Niža temperaturna razlika Niža učinkovitost hlađenja Lošija distribucija vode Više podložno zamrzavanju |

Sledeća figura pokazuje razliku između kontraflow i crossflow prirodnog strujanja hlađećih tornjeva:

Koje su primene prirodnog strujanja hlađećih tornjeva?

Prirodno strujanje hlađeći tornjevi su općenito preferirani za primjene koje zahtijevaju:

• Veliku i konstantnu kapacitet hlađenja tijekom mnogo godina

• Niske operativne i održavajuće troškove

• Niski nivo buke i potrošnju energije

• Visoku otpornost na opterećenje vetrom i koroziju

Neki primjeri primjena koje koriste prirodno strujanje hlađeće tornjeve su:

• Termoelektrane koje koriste ugljen, naftu, plin ili nuklearno gorivo za proizvodnju električne energije

• Naftne rafinerije koje procesiraju sirovu naftu u različite proizvode kao što su benzin, dizel, jet gorivo itd.

• Petrokemijske instalacije koje proizvode kemikalije iz nafte ili prirodnog plina

• Instalacije za prirodni plin koje procesiraju prirodni plin u tekući prirodni plin (LNG), kompresovan prirodni plin (CNG) ili druge proizvode

Koji su prednosti i nedostaci prirodnog strujanja hlađećih tornjeva?

Neki od prednosti prirodnog strujanja hlađećih tornjeva su:

• Ne zahtijevaju ventilatore ili druge mehaničke uređaje za indukciju strujanja, što štedi energiju i smanjuje buku

• Imaju niske operativne i održavajuće troškove, jer imaju manje pokretnih dijelova i manje iznose nosivosti

• Imaju niske gubitke sistema, jer gube manje od 1% ukupnog protoka vode zbog isparavanja

• Imaju veliku kapacitet hlađenja, jer mogu obrađivati ogromne količine protoka vode

• Nema recirkulacije vazduha, jer ima visok izlazni komin koji sprečava da topli vazduh ponovo uđe u toranj

Neki od nedostataka prirodnog strujanja hlađećih tornjeva su:

Podrška