Kapalı Çevrim Soğutma Kulesi

Kapalı devre soğutma kuleleri, dolaylı (indirekt) evaporatif soğutma prensibine göre çalışan
soğutma üniteleridir. Açık çevrim soğutma kulesinden farklı olarak dolgu malzemesi kullanılan
bölgede kapalı döngü bir ısı değiştirici içerir. Bu ısı değiştiricinin temel kullanım amacı soğutulan
proses suyunun dış ortam ile temasının engellenmek istenmesidir. Hvac tipi iklimlendirme
uygulamalarında su soğutmalı ürün gruplarıyla birlikte çalışırken, endüstriyel uygulamalarda
direkt olarak makinelerin soğutması görevinde de çalışabilir.
(Şekil 1. Çalışma Prensibi)
Sistemde normal şartlar altında 3 adet akışkan bulunur.
1. Proses Akışkanı:
Isı kaynağından kapalı çevrim soğutma kulesine soğuma amacıyla gelen akışkandır. Ortam
şartlarına göre sadece su veya glikollü salamuralar da kullanılabilir.
2. Sprey Suyu:
Direkt evoporatif soğutma prensibinin bu prosesteki baş aktörlerindendir. Sürekli olarak ısı
değiştirici boruların dış yüzeyini ıslak tutarak efektif ısı transfer alanı ve katsayısı oluşumunu
sağlar.
Isı değiştirici borulardan aldığı atık ısıyı havaya aktarır. Bu nedenden dolayı sprey suyunun
sıcaklığı çok ciddi dalgalanmalar (yükselip alçalmalar) göstermez. Sıcaklığı sistemin tüm tasarım
kriterlerine bağlı olan bir değerdir.
3. Hava:
Sistemdeki ısıyı ortamdan uzaklaştırmak ile görevlidir. Isıyı direct olarak sprey suyundan veya
boru ile direct temas sağlar ise borudan alarak bacadan uzaklaşır.
KAPALI ÇEVRİM SOĞUTMA KULESİ
1
10
Hava ortamdan ısıyı taşıyan akışkan olduğu için, bu nedenden dolayı entalpisinde de sıcaklığında
da artış görülen akışkandır. Aşağıda kapalı çevrim soğutma kulesindeki havanın hareketini
gösteren bir psikometrik çalışma bulunmaktadır.
Relative humidity (%) 100
150
90 80
Absolute humidity (kg/kg)
70
60
50
40
140
0,0450
0,0400
30
130
0,0350
120
110
0,0300
100P2
20
90
0,0250
80
0,0200
70
60
P1
0,0150
50
10
40
0,0100
30
20
0,0050
10
0
0,0000
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
(Şekil 2. Psikometrik Diyagram)
P1
t (dry bulb)
t (wet bulb)
t (dew point)
Pressure
RH
g
Enthalpy
Density
P2
35,0°C t (dry bulb)
24,0°C t (wet bulb)
19,7°C t (dew point)
101325,0Pa Pressure
40,8% RH
0,0144kg/kg g
72,2kJ/kg Enthalpy
1,136kg/m³ Density
30,0°C
30,0°C
30,0°C
101325,0Pa
100,0%
0,0272kg/kg
99,7kJ/kg
1,146kg/m³
(Tablo 1. Psikometrik Diyagram)
Kapalı çevrim soğutma kulelerinde system doğru dizayn edildiği takdirde hava neme %100
doymuş olarak ayrılır.
Yukarıdaki diyagramda P1 noktası İstanbul’un yaz şartlarını göstermektedir. P2 noktası ise
havanın ortamı terk etme noktasını gösterir.
KAPALI ÇEVRİM SOĞUTMA KULESİ
2
Evaporatif soğutma da havanın kuru termometre sıcaklığının her şartta artması gerekmez. Yukarıda
da görüldüğü üzere havanın kuru termometre sıcaklığı 35 Celcius’dan 30 Celcius’a düşmüştür.
Fakat entalpisi 72 kJ/kg’dan 100 kJ/kg’a çıkmıştır.
Bu enerji artışının temel nedeni havanın sprey suyundan aldığı ısı ve nemdir.
KAPALI ÇEVRİM SOĞUTMA KULESİ
3