1.1 SU SOĞUTMA KULELERİ 1.1.1 SU SOĞUTMA KULESİ 1.1.1.1 Su Soğutma Kulesi Nedir?

Su soğutma kuleleri, sistemden gelen sıcak suyun dolgu üzerine püskürtülmesi ile ısının

atmosfere verilerek ortamdan uzaklaşması ile soğuma sağlayan sistemlerdir.

Soğutma kulesi bir ısı uzaklaştırma ünitesidir. İçinden geçen suyun bir kısmının

buharlaşmasını sağlayarak sistemdeki istenmeyen ısıyı atmosfere verir. Kalan su ise istenilen

derecede soğur. Sıcak bir nesnenin üzerine su dökülerek soğuduğunu düşünün. Islak bir

yüzeyin soğuması kuruya oranla çok daha hızlıdır. Aynı şekilde, su soğutma kulesi de, kuru

tip ısı uzaklaştırma ünitelerinden çok daha etkilidir. Su soğutma kulelerinin yaygın kullanım

alanları arasında klima sistemleri, üretim tesisleri ve enerji santralleri vardır.

Çoğu havalandırma sistemleri ve endüstriyel prosesler, taşınması ve dağıtılması gereken

ısı üretirler. Yaygın olarak, ısıyı soğutma yoğunlaştırıcısından veya endüstriyel proses ısı

değiştiricisinden taşımak için ısı transfer aracı olarak su kullanılır.

Geçmişte, bu; sürekli bir su nehrinin, yararlı bir su kaynağından ya da doğal bir su

kaynağından çekilmesiyle yapılıyordu. Su, prosesten geçerken ısıtılıyor ve daha sonra

doğrudan bir lağıma boşaltılıyor ya da suyun kendi içine geri gönderiliyordu. Bu amaçla yan

hizmetlerden alınan su, şimdi artan su ihtiyaçları ve imha maliyetlerinden dolayı pahalı hale

geldi. Buna benzer olarak, doğal kaynaklardan çekilen soğutma suları neredeyse elde

edilemez halde, çünkü boşaltma sularının artan sıcaklığının neden olduğu su kaynakları

ekolojisini bozan etkenler kabul edilemez hale geldi.

Hava ile soğutulmuş ısı değiştiricileri, ısıyı doğrudan atmosfere atarak suyu soğutmak

amacıyla kullanılabilir; ama ilk maliyet ve bu araçların vantilatör enerji tüketimi yüksektir.

Bunlar, ekonomik olarak suyu kuru termometre sıcaklığından yaklaşık 11oC soğutabilirler. Bu

tür sıcaklıklar çoğu soğutma sistemlerinin ve çoğu endüstriyel proseslerin soğutma suyu

gereksinimleri için çok yüksektir.

Soğutma kuleleri bu problemlerin çoğunun üstesinden gelir. Bu nedenle yaygın olarak,

ısıyı soğutma suyu soğutucularından, havalandırma ve endüstriyel proses sistemlerinden

atmak için kullanılır. Soğutma kulesi sisteminin su tüketim oranı tek geçişli sisteminin

oranının sadece % 5' dir ve alınan su tedarikleriyle çalışmak için en ucuz sistemdir. Buna ek

olarak, ısıtılan suyun boşa1tımı çok azdır, böylece çevreyle ilgili etki büyük ölçüde azalır.

Son olarak, soğutma kuleleri, suyu 2–3 oC çevre nemli-ampul sıcaklığında veya normal

boyutlardaki havalandırma sistemlerinin yapabileceğinden 20 oC daha düşük soğutabilir.

1.1.1.2 Kule Çalışma Prensipleri Su soğutma kuleleri çalışma prensiplerine göre karşı akışlı ve çapraz akışlı kuleler

olmak üzere ikiye ayrılır. Karşı akışlı su soğutma kulelerinde su yukarıdan aşağı süzülürken

hava aşağıdan yukarı hareket eder. Çapraz akışlı su soğutma kulelerinde su yukarıdan aşağı

inerken hava akımı yataydır. Karşı akışlı kuleler, diğerlerine oranla daha etkilidir. Son yıllarda

tercih edilen teknoloji olan karşı akışlı kulelerin çalışma prensibini ayrıntılı olarak

incelemekte fayda vardır.

Şekil 1.1 İnşai tip kule dizaynı

Karşı akışlı cebri çekişli tip su soğutma kulelerinde, sistemde ısınan su kule içerisine

alındıktan sonra, yukarıdan aşağıya doğru fıskiyeler yardımı ile tüm kule oturma alanına

üniform olarak püskürtülür. Bu sırada, hava, fan yardımı ile cebri olarak dolgular içerisinden

yukarı doğru emilir. Püskürtülen su kütlesinin kule dolguları üzerinde süzülürken

parçalanması ve emilen hava ile karşılaşarak bir kısmının buharlaşması ile soğuması sağlanır.

Buharlaşmanın gerçekleşmesi ile nemi artan hava, kulenin en üstünde yer alan fan yardımı ile

atmosfere atılır.

Şekil 1.2 Karşı ve Çapraz Akışlı kule dizaynı

Bir soğutma kulesi, suyu kütle ve ısı transferinin kombinasyonu ile soğutur. Soğutulan

su, kulede sprey püskürteçlerle, sıçratma çubukları veya atmosferik havaya çok geniş su

yüzeyi alanı açan film-tipi dolguyla dağıtılır. Atmosferik hava;

1. Pervaneler, 2. Taşınım akımları 3. Doğal rüzgâr akımları veya 4. Spreylerin indüksiyon etkisiyle dolaştırılır.

Suyun bir kısmı ısıyı belli bir basınçta sıvıyı buharlaştırmak İçin emer. Atmosferik basınçtaki

bu buharlaşma ısısı, sıvı halde kalan sudan hava-akımına transfer edilir.

Şekil 1.3, su ve havanın karşıt-akışlı bir soğutma kulesinde geçtiği sıradaki sıcaklık

ilişkisini gösterir. Eğriler su sıcaklığındaki düşüşü (A noktasından B noktasına) ve havanın

yaş termometre sıcaklığındaki artışı (C noktasından D noktasına) gösterir. Soğutma kulesine

giren ve çıkan su arasındaki sıcaklık farkı (A eksi B) aralıktır. Yatışkın bir durumda çalışan

bu sistem için, aralık; su sıcaklığının yük ısı değiştiricisinden artışı aynıdır, soğutma

kulesinden ve ısı değiştiricisindeki akış oranının aynı olmalarını sağlar. Buna göre, aralık;

yüklenmiş ısı ve su akımı oranıyla belirlenir, soğutma kulesinin boyutundan veya ısı yeteneği

ile değil.

Şekil 1.3 Karşı akışlı soğutma kulesinde hava ile suyun sıcaklıkla ilişkisi

Çıkan su sıcaklığı ve giren hava yaş termometre sıcaklığı arasındaki fark (B-C, Şekil

1.3) yaş termometre sıcaklığına yaklaşım ya da soğutma kulenin yaklaşımıdır. Yaklaşım

soğutma kulesinin fonksiyonudur ve büyük soğutma kuleleri daha yakın yaklaşımlar (daha

soğuk çıkan su) üretir "verilen ısı yükü, akış oranı ve giren havalandırma için". Böylece,

ısının transfer edildiği sıcaklık düzeyi soğutma kulesinin ısı yeteneği ve giren hava yaş

termometre sıcaklığı ile belirlenirken, soğutma kulesi tarafından atmosfere taşınan ısı miktarı,

her zaman kuledeki yüklü ısıya eşittir

Soğutma kulesinin ısı performansı giren hava yaş termometre sıcaklığına bağlıdır. Giren

havanın kuru termometre sıcaklığı ve bağıl nem, mekanik taslak soğutma kulelerinin ısı

performansı üzerinde önemsiz bir etkiye sahiptir, ama soğutma kulesi içindeki su buharlaşma

oranını etkiler. Soğutma kulesinden geçen havanın psikrometrik: (nem ölçme) analizi, bu

etkiyi açıklar (Şekil 1.5). Hava, çevre durumuna göre A noktasına girer, ısıyı ve kütleyi (nem)

sudan emer ve B noktasından doymuş durumda ortaya çıkar (çok hafif yüklerde, boşaltılan

hava doymayabilir) sudan havaya transfer edilen ısı miktarı, giriş ve çıkış durumları

arasındaki hava entalpisindeki farkla orantılıdır (hB-hA). Sabit enta1pi çizgisinin, sabit yaş

termometre sıcaklık çizgilerine karşılığından dolayı, hava entalpisindeki değişim, havanın yaş

termometre sıcaklığındaki değişim tarafından belirlenebilir.

Şekil 1.5’te AB vektörüyle gösterilen havanın ısınması, su soğutulurken hava tarafından

emilen ısının hissedilebilir kısmını gösteren AC bileşenine ve ısının gizli kısmını gösteren CB

bileşenine ayrılabilir. Eğer giren hava, aynı yaş termometre sıcaklığında fakat daha yüksek

kuru termometre sıcaklığında D noktasına dönüştürülürse, DB vektörüyle gösterilen toplam

ısı transferi aynı kalır, fakat hissedilebilir ve gizli bileşen derecede değişir. Su, ısı ve küt1eyi

havaya bıraktığı sırada EB gizli ısıyı gösterirken, DE hissedilebilir hava soğumasını gösterir.

Böylece, aynı su-soğutma yükü için, gizli ısı transferinin, hissedilebilir ısı transferine oranı,

önemli derecede değişebilir.

Gizli ısının, hissedilebilir ısıya oranı, soğutma kulesinin su kullanımının analizinde

önemlidir. Kütle transfer (buharlaşma) sadece gizli ısı transferinde meydana gelir ve

buharlaşma özel nemdeki değişikliğe orantılıdır. Çünkü giren hava kuru, termometre sıcaklığı

ya da bağıl nem, gizli ısının, hissedilebilir ısı transferi oranını etkiler, aynı zamanda

buharlaşma oranını da etkiler. Şekil 1.5'te, AB durumundaki (WB-WA) buharlaşma oranı, DB

durumundakinden (WB-WD) daha azdır. Çünkü gizli ısı transferi (kütle transferi) toplamın

küçük bir kısmını gösterir.

Tipik dizayn durumundaki buharlaşma, her 7oC su sıcaklık aralığı için, su akış oranının

yaklaşık % l' dir; ama çalışan bölümün üzerindeki ortalama buharlaşma oranı, dizayn

oranından daha azdır. Çünkü toplam ısı transferinin hissedilebilir bileşeni giren hava sıcaklığı

düştükçe artar.

Buharlaşmadan kaynaklanan su kaybına ek olarak, boşalan havaya, sıvı taşınımından ve

kalan su kalitesindeki düşmeden dolayı da kayıplar ortaya çıkar. Bu iki etkenden bölümün

ilerisinde söz edilmiştir.

1.1.1.3 Kule Dizayn Durumları Genelde su soğutma kuleleri en sıcak yaz günlerine ait meteorolojik veriler göz önünde

bulundurularak tasarlanırlar.

Gerekli bilgiler:

� Toplam soğutulacak su miktarı (m³/h) ve/veya kapasite (kcal/h, kW)

� Soğutma kulesi giriş suyu sıcaklığı (°C)

� Soğutma kulesi çıkış suyu sıcaklığı (°C)

� Bölgeye ait yaş termometre değeri (°C)

Yardımcı bilgiler:

� Sirkülasyon suyunun kalitesi

� Bölgeye ait kuru termometre değeri (°C)

� Bölgeye ait nem oranı verileri (%)

� Deniz seviyesine göre yükseklik (m)

� Soğutma suyunun kullanıldığı tesis

Yaş Termometre Değeri: Soğutmanın sağlanmasında en belirleyici olan etken yaş

termometre sıcaklığıdır. Bu değer bölgelere göre farklılık gösterir. Kulenizin kurulacağı

bölgeye ait yaş termometre değerini belirlemek için çeşitli tablo veya haritaları

kullanabilirsiniz.

Not: Şekil 1.4’te belirtilen Yaş Termometre sıcaklık değerleri şehir merkezi için

belirlenmiş değerlerdir. İlçelerde farklı değerler geçerli olabilir.

Şekil 1.4 İllere Göre Yaş Termometre Değerleri

Şekil 1.5 Soğutma kulesindeki havanın psikometrik analizi

Giren hava kuru termometre sıcaklığı; herhangi bir buharlaştırıcı tipte soğutma

kulesinden buharlaştıran su miktarını etkiler. Hiperbolik kulelerden geçen hava akımını da

etkiler ve doğrudan kuru durumda çalışan herhangi dolaylı-temas soğutma kulesi bileşeninde

ısı yeteneği kurar. Parametrelerdeki değişikliklerle bağlantılı olan kule performansındaki

değişiklikler Performans Eğrileri hakkındaki bölümde açıklanmaktadır.

Havalandırma uygulamaları için kullanılan soğutma kulesinin ısı yeteneği, buharlaştırıcı

soğutmanın kW başına 1.25 kW ısı dağılımına dayanan geçerli kapasitede ifade edilebilir. Geçerli soğutma kapasitesi 25.6oC giren hava yaş termometre sıcaklığında, 35oC'den 29.4°C'ye kadar suyun 54 mL soğuması olarak tanım1anır. Bu durumlarda, soğutma kulesi, buharlaştırıcı kapasitenin kW’ı için 1.25 kW'yı reddeder. Bu tarihsel tüketim, tipik havalandırma durumlarında, buharlaştırıcı da toplanan ısının her kW için, soğutma kulesinin, ek olarak 0.25 kW kompresör (sıkıştırıcı) ısı dağıtması gerektiği varsayımına dayanır. Özel uygulamalar için geçerli kapasite oranları kullanılmaz ve kulenin ısı performans yeteneği genellikle özel çalışma sıcaklığı durumlarındaki bir su akım oranı olarak ifade edilir. (Giren su sıcaklığı, çıkan su sıcaklığı, giren hava yaş termometre sıcaklığı).

1.1.2 SOĞUTMA KULESİ TİPLERİ

2 temel buharlaştırıcı soğutma aracı tipi kullanılır. Bunlardan birincisi, doğrudan temas

veya açık soğutma kulesi (Şekil 1.6'e bakın) suyu doğrudan soğutma atmosferine verir,

böylece kaynak ısı yükünü doğrudan havaya transfer eder. 2.tip soğutma kulesi, genellikle

kapalı devre soğutma kulesi olarak adlandırılır ve ısınan akışkan ve atmosfer arasındaki

dolaylı teması içerir (Şekil 1.7).

Doğrudan temas araçlarından en temeli, suyu herhangi bir ısı transfer aracı ya da

dolumu olmadan havaya çıkaran sprey-dolu kulelerdir. Bu araçta havaya çıkarılan su yüzeyi

miktarı, spreylerin verimliliğine bağlıdır ve temas zamanı su dağıtma sisteminin basıncına ve

yükselmesine bağlıdır.

Şekil 1.6 Doğrudan temaslı ya da buharlaşmalı soğutma kulesi

Temas yüzeylerini arttırmak için, açığa çıkma zamanı gibi, bir ısı transfer aracı veya

dolgu hava yolunda su dağıtım sisteminin altına yerleştirilir. Kullanılan 2 tip dolgu çeşidi,

sıçratma tipi ve film tipi (Şekil 1.8) sıçratma tipi dolgu, düzenli sıralarla düzenlenmiş sıçratma

çubuklarının başarılı yükseltmeleriyle suyu basamak1andırmaya zorlayarak temas alanını ve

zamanı büyütür. Film tipi dolgu aynı etkiyi suyun ince bir tabakada, aralıklı tabakalar

üzerinden akmasını sağlayarak yaratır (Prensip olarak dikey yerleştirilmiş polinivil klorür

(PVC))

Şekil 1.7 Temas olmayan ya da kapalı buharlaşmalı soğutma kulesi

Şekil 1.8 Film tipi dolgu

Bu 2 tip dolgu çeşidi hem karşıt akışlı hem çapraz akışlı kulelere uygulanabilir. Tipik

olarak havalandırma ve soğutmalarda rastlanan ısı performans düzeyleri için, film tipi dolgulu

kule genellikle daha yoğundur ve sıkıdır. Ama sıçratma tipi dolgu, başlangıçtaki hava suya

karşı daha az duyarlıdır ve özellikle biçimlenmesinin yanında, daha geniş aralıklı film tipi

dolgular biyolojik kirlerle, yığınlarla ve birikintilerle tıkanabilen uygulamalar için tercih

edilir.

Dolaylı temas (kapalı devre) soğutma kuleleri 2 akışkan devre içerir: 1. Bobin demeti tüplerini aşarken suyun atmosfere açıldığı bir dış devre 2. Soğutulan akışkanın bobin demeti tüplerinin içinde dolaştığı bir iç devre.

Çalışmada, ısı; iç akışkan devreden bobin tüp duvarlarından, dış su devresine, daha

sonra da ısı ve kütle transferiyle atmosferik havaya çıkar. İç akışkan devre hiçbir zaman

atmosferle temas etmediği için, bu birim sudan başka akışkanları soğutmak ve/veya ilk

soğutma devresinin havayla gelen kir ve yabancı maddelerle tıkanmasını önlemek için

kullanılabilir.

Alternatif bir kapalı-devre soğutma (Şekil 1.9), bobindeki ısı alış-verişini arttırmak için

soğutma kulesi dolgusu içerir. Bu birimde, bir hava akımı bobin üzerinden tekrar dolaşan suya

paralel akar ve pervanede yatay olarak ortaya çıkar. Tekrar dolaşan su daha sonra yeniden

bobin üzerine gelmeden önce, ikinci bir hava akımı ile daha çok soğutulduğu soğutma kulesi

dolgu üzerinden çıkar.

Şekil 1.9 Akışkan dolanımlı ve dolgulu soğutma kulesi

1.1.2.1 Doğrudan Temas Soğutma kuleleri Mekanik Olmayan-Taslak Kuleler: Spreyler tarafından emilen ya da hava

yoğunluğunda farklılık gösteren bu kuleler dolgu içermezler ve mekanik bir hava taşıma aracı

kullanmazlar. Su spreylerinin dikey (Şekil 1.10) ya da yatay (Şekil 1.11) emme etkisi, paralel

bir etki akış taslağındaki kuleden geçen hava akımını içerir.

Çünkü dikey sprey kuleleri için hava hızları (hem giren, hem çıkan) çok düşüktür, bu tür

kuleler ters rüzgâr etkilerine duyarlıdır, bundan dolayı normal olarak çalışma sıcaklıklarının

sisteme kritik olmadığı zaman düşük maliyetli gereksinimleri karşılamak için kullanılır. Bazı

yatay sprey kuleleri (Şekil 1.11) büyük hava miktarları yaratmak ve hava/su temasım

geliştirmek için yüksek basınç spreyleri kullanırlar. Çok hızlı ya da aşamalı pompalama

sistemleri normalde, azaltılmış yük ve çevre şartlarının süreçlerinde enerji kullanımını

azaltmak için önerilir.

Şekil 1.10 Düşey sprey kuleler

Şekil 1.11 Yatay sprey kuleler

Şekil 1.12 Hiperbolik kule

Şekil 1.13 Geleneksel mekanik taslak kuleler

Şekil 1.14 Cebri itişli soğutma kulesi

Baca (Hiperbolik) Kuleler: Öncelikli olarak büyük güç gereksinimlerinde kullanıldı,

ama daha genel ilgi alanı olabilir (Şekil 1.12). Isı transfer biçimi karşıt-akışlı, çapraz akışlı ya

da paralel akışlı olabilir. Hava; hafif nemli, baca ve dış atmosfer arasında meydana gelen hava

yoğunluğu farklılıklarıyla kuleden geçer. Dolgu, sıçratma ya da film tipinde olabilir.

Bu yüksek ilk maliyet ürünlerinin ilk gerekçeleri, yardımcı güç gereksinimlerindeki

azalmadan (pervane enerjisinin çıkarılması), azalmış özellik alanlarından ve yeniden

dolaşımın ve/veya buhar girişiminin elenmesinden gelir. Baca, yapısında kullanılan maddeler

başlangıçta çelik pekiştirilmiş betondu, önceki, kereste yapılarda boyut kısıtlamaları vardı.

Mekanik Taslak Kuleler: Şekil 1.13; 5 farklı mekanik taslak kule dizaynları gösterir.

Pervaneler, giriş hava kenarında (zorlamalı-taslak) veya çıkış hava kenarında (yapay taslak)

olabilir. Pervane ya da vantilatörlerine ve enerji kullanımı gereksinimlerine bağlıdır. Hava

yukarı (karşıt akışlı ısı transferi) ya da yatay (çapraz akış ısı transferi) akarken, su aşağı akar.

Hava girişi kulenin 1.2.3 veya tüm 4 kenarlarından olabilir. 4 kombinasyonun hepsi

(zorlanmış taslak karşıt akış, yapay taslak karşıt akış, zorlanmış taslak çapraz akış ve yapay

taslak -çapraz akış) farklı boyutlarda üretildi.

Kuleler tipik olarak, bütün kulenin ya da birkaç büyük bileşenin fabrika montajı olduğu

ve bölgeye kurma işlemi için gönderildiği fabrika montajlı (Şekil 1.14) veya kulenin tamamı

ile bölgede yapılandırıldığı alan kuruluşlu (Şekil 1.15) olarak sınıflandırılabilir.

Çoğu fabrika montajlı kuleler genellikle çinko kaplı çelik olarak metal yapıdadır. Diğer

yapılar paslanmaz çelik ve cam elyaf pekiştirilmiş plastik kuleler ve bileşenler içerir. Alan

kuruluşlu kuleler, baskın olarak koruyucu madde ile işlenmiş Douglas ağacı ve Selvi

ağacından, özel bileşenler ve durum maddeleri için kullanılan cam elyaf ile çerçevelenir.

Kereste kesimi ve soğutma kulesi suyunu süzen ahşap koruyucular ile ilgili çevresel sorunları

cam elyaf pekiştirilmiş yapısal çerçeveleri olan soğutma kulelerinin artan sayısını

yükseltmiştir. Alan kuruluşlu kulelerde çinkolaşmış çelik veya paslanmaz çelikten yapılabilir.

Tam kuleler veya bileşenler için kaplanmış metaller özellikle çelik kullanılır. Beton ve

seramik maddeler genellikle büyük kulelerde sınırlıdır.

Şekil 1.15 Çapraz akışlı mekanik soğutma kulesi

Hava ile soğutulmuş ısı değiştiricisi ile kombinasyon içerisinde olan alışılmış bir

mekanik taslak ünitesi içeren özel amaçlı kuleler yaş/kuru kulelerdir (Şekil 1.16). Bunlar,

buharlaşmanın azalması ya da suyun korunması için kullanılır. Soğutma kulelerinden

boşaltılan sıcak ve nemli bulutlar özel1ikle soğuk havada yoğundur. Bazı kurmalarda, bu

bulutların sınırlı azalması, yollardaki, köprülerdeki ve çevre binalardaki kısıtlı görünürlükten

kaçınmak için gerekir.

Şekil 1.16 Kuru-yaş soğuma kulesi

Bir buhar bulutu azaltma kulesi genellikle bağıl nemi azaltmak için çıkan havayı ölçen

hava ile soğutulmuş küçük bir bileşene sahiptir ve böylece kulenin sis-üretme potansiyelini

azaltır. Bir su koruma kulesi genellikle geniş bir hava ile soğutulmuş bileşene gereksinim

duyar, bunun sebebi su tüketiminde önemli tasarruflar sağlamak içindir. Bazı dizaynlar,

azaltılmış çevre sıcaklığı şartları boyunca, tamamı ile buharlaştırıcı olmayan hava ile

soğutulmuş ısı değiştiricileriyle ısı yüklerini taşıyabilir.

Kuru/yaş başka bir çeşidi buharlaştırma olarak ön soğutma/hava ile soğutma ısı

değiştiricisidir. Hava ile soğutma değiştiricisinin yaz performansını geliştirmek için adyabatik

bir doyurucu (hava ön soğutucu/nemlendirici) kullanır; böylece suyu korur (Şekil 1.17). 10–

20oC çevre koşullarının altında tam kuru çalışma beklenirken, buharlaştırıcı dolgu bölümleri

genellikle sadece özel yaz dönemlerinde çalışır. Bileşik su pompaları, düşük havza suyunu,

kapalı devre akışkan soğutucusuna ve buharlaştırma sıkılaştırıcı ürünlere benzer bir şekilde

adyabatik doyurucuların dağıtım sistemine dönüştürür.

1.1.2.2 Doğrudan Isı Reddinin Diğer Yolları Havuzlar, Sprey Havuzlar, Sprey Motül (Kapsül) Havuzlar ve Kanallar

Isı, buharlaşma, radyasyon ve taşınım yoluyla suyun yüzeyinden dağılır. Toplama nehirleri ya

da havuzlar (yapay ya da doğal) bazen doğal hava akımları ve rüzgâr yoluyla ısıyı yaymak

için kullanılır. Bu sistem, genellikle gerçek olanın sınırlı olmadığı geniş yerlerde kullanılır.

Havuz yüzeyinin üzerindeki pompa-sprey sistemi, suyu küçük damlalarla püskürterek

ısı transferini arttırır. Böylece su yüzeyini genişletir ve hava ile yakın temasa geçirir. Isı

transferi büyük ölçüde buharlaştırıcı soğutmanın sonucudur. Sistem, dolaşan suyu havaya

püskürtmek için dal kollar ve püskürteçler kullanan boru düzenindedir. Havuz genel olarak

toplama havuzu olarak hareket eder. Sıcaklık kontrolleri, gerçek alan talepleri, yaş

termometre sıcaklığına sınırlı yaklaşım ve kışın çalışma zorlukları, sprey havuzu daha yoğun

ve daha kontrol edilebilir mekanik veya doğal taslak kuleleri anlamında belirler.

Denklem gibi deneysel olarak türeyen ilişkiler, soğutma havuzu oranını tahmin etmek

için kullanıldı. Ama rüzgâr hızındaki ve güneş radyasyonlarındaki değişimlerden dolayı,

güvenliğin önemli sınırları sonuca eklenmelidir.

[ ]awfg

P PPh

VAW −+

=)07815,00887,0( (1.1)

WP= Suyun buharlaşma oram, kg/s

A= Havuz yüzeyinin alanı, m2

V=Su yüzeyinin hava hızı, m/s

hfg= Su yüzeyinin sıcaklığında suyu buhara dönüştürmek için gereken gizli ısı,

KJ/kg

Pa= Çevre havanın çiğlenme noktası sıcaklığındaki doyurma buharı basıncı, kPa

Pw= Yüzey suyunun sıcaklığındaki doyurma buhar basıncı, kPa

Şekil 1.17 Doygun hava-soğutma ısı değiştiricisi

1.1.2.3 Dolaylı Temas Kule Tipleri Kanalı Devre Soğutma Kuleleri (Mekanik Taslak)

Karşıt-akışlı ve çapraz-akışlı düzenlemelerin ikisi de zorlanmış ve yapay pervane

düzenlerinde kullanılır. Boru şeklinde ısı değiştiricileri tipik olarak kıvrık demetlerdir,

genellikle serbest ağırlık iç drenajı için düzenlenir. Pompalar, suyu alçak toplama havzasından

yüksek dağıtım havzalarına ve spreylerine taşımak için üründe birleşiktir. İç bobinler birçok

maddeden üretilebilir ama çinko kaplı çelik ve bakır baskın olanlarıdır. Buharlaştırma

soğutucularına benzeyen kapalı devre soğutma kuleleri ısı pompa sistemlerinde ve vida

sıkıştırıcı yağ pompa sistemlerinde kullanılır.

Dolaylı temas kuleleri (Şekil 1.7) kapalı devre ısı değiştiricisi gerektirir (genellikle boru

şeklinde kıvrık bobin demetleri). Bu ısı değiştiricileri, soğutma kulesinin dolgusuna benzer

hava/su basamaklarına açılır. Bazı tipler, tamamlayıcı film ya da dış ısı değişim yüzey alanını

arttırmak için sıçratma dolgu bölümleri içerir (Şekil 1.8).

Bobin Odalı Kuleler (Mekanik Taslak)

Bobin odalı kuleleri genellikle ayrılmış bobin bölümlerinden oluşur

(havalandırılmamış). Bu bölümler soğutma kulesinin altında yer alır (Şekil 1.18). Karşıt akışlı

ve çapraz akışlı tipler zorlanmış ya da yapay pervane düzenlemeleriyle görülebilir. Kulenin

tabanında yer alan yeniden dağıtım su tepsisi, boru şeklindeki ısı değiştiricisi bobinlerine

ağırlık akışı ilk soğutulan suyu besler. Bu ünitelerin işlevleri, her zaman yardımcı dolgunun

gerekmesi hariç, kapalı devre akışkan soğutucuların işlevlerine benzer ve hava akımı sadece

kulenin dolgu alanlarından işlevlerine benzer ve hava akımı sadece kulenin dolgu alanlarından

geçer. Tipik olarak, bu üniteler alan kuruluşlu, çok pervaneli hücre kuleleri gibi düzenlenirler

ve öncelikli olarak endüstriyel proses soğutmalarında kullanılırlar.

Şekil 1.18 Isı değiştiricili kuleler

1.1.3 YAPI MADDELERİ Soğutma kulesinin yapılandırma malzemeleri genellikle aşındırıcı suya ve atmosferik

şartlara karşı direncine göre seçilir.

Ahşap (Tahta): Ahşap, donanım hariç geniş ölçüde tüm yapı için kullanıldı. Selvi ağacı

ve köknar ağacı, genellikle suyla gelen koruyucu kimyasalların fabrikasyon sonrası basınç

işleyişi ile, tipik olarak kromatlı bakır arsenik (CCA) veya asit bakır kromata (ACC) hakim

oldu. Bu mikrobisidal kimyasallar, termit gibi ahşap bozucu organizmaları önler.

Metaller: Çinko kaplı çelik küçük ve orta boyutlu yerleştirmeler için kullanılır.

Fabrikasyon daki sıcak çinkolama daha büyük kaynaklar, için kullanılır. Sıcak

çinkolama, kadmiyum ve çinko tepsileme donanım içi kullanılır. Pirinçler ve tunçlar özel

donanımlar, bağlantılar ve boru maddesi için seçilir. Paslanmaz çelik prensip olarak (302,403

ve 316) tabaka metal, sürücü şafi ve aşındırıcı atmosferler hariç donanımlar için kullanılır.

Dökme demir, taban dökümleri, pervane göbekleri, motor ve boru vana bileşenleri için genel

bir seçimdir. Poliüretanla kaplı metaller ve PVC özel bileşenler için kullanılır. 2 parçalı

epoksi bileşikleri ve epoksi tozu kaplamalar anahtar bileşenler ya da tüm soğutma kuleleri için

kullanılır.

Plastikler: Cam-elyaf pekiştirilmiş plastik (FRP) maddeler yapı, boru, pervane

silindirleri, pervane kanatları, yapısal bağıntı bileşenleri gibi bileşenler için kullanılır.

Poliprobilen ve akrilonitril butadien strin (AB) enjeksiyon şekilli bileşenler (dolgu çubuklar

ve akış delilleri gibi) için özelleştirilir. PVC çoğunlukla, dolgu, kubbe maddeleri eleyici

olarak kullanılır. Pekiştirilmiş plastik havan büyük boru sistemlerinde kullanılır.

Grafit Birleşikler: Grafit birleşik sürücü şaftları son zamanlarda soğutma kulelerinin

kurulmasında kullanılıyor. Bu şaftlar çeliğe/paslanmaz çelik şaftlarına güçlü, aşınma-dirençli

bir alternatif sunuyor.

Beton, Duvar ve Kiremit: Beton, alan kuruluşlu soğutma kulelerinin soğuk su

havzaları için özelleştirilir ve borulama, kaplama ve büyük kulelerin yapısal sistemlerinde

özellikle güç endüstrisinde kullanılır. Özel kiremitler ve duvarcılık estetik önemli olduğu

zaman kullanılır.

1.1.4 Kule Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Özel bir uygulama için uygun su soğutma aracını seçmek, soğutma görevini, ekonomiyi,

istenilen servisleri, çevresel durumları ve estetiği göz önünde bulundurmayı gerektirir. Bu

faktörlerin çoğu birbiriyle bağlantılıdır, ama bireysel olarak değerlendirilmeleri gerekir.

Çünkü su soğutma araçlarının çeşitleri gereken soğutma görevini karşılayabilir.

Yükseklik, uzunluk, genişlik, hava akımının hacmi pervane ve pompa enerji tüketimi, yapı

malzemeleri, su kalitesi ve elde edilebilirlik gibi şeyler son araç seçimini etkiler.

Hayat döngüsü maliyeti ve geri ödeme analizi. Bu işlemlerin her biri; aracı, toplam

sahiplenme, çalışma, bakım maliyetleri temelinde karşılaştırır.

İlk maliyet karşılaştırmaları aşağıdaki etkenleri göz önünde bulundurur.

1. Aracın kuruluş maliyeti 2. Havza iskeleti ve aralığın değeri

. Pompalar ve ana taşıyıcılar

. Pompalar ve pervane motorlarına elektrik hatları . Elektrik kontrolleri ve elektrik düğmesi

. Kuleye ve kuleden hava üfleme (Bazı dizaynlar daha çok giriş ve boşaltma

bağlantıları gerektirir, bundan dolayı maliyeti etkiler)

. Kule havzası, kuyu elekleri, akış üflemesi ve bütünleme hatları - eğer üretici

tarafından konulmamışsa.

. Kapatma ve kontrol vanaları, eğer üretici tarafından konulmamışsa . Yürüme yolları, merdivenler, kuleye erişimi sağlamak

. Yangın koruma sistemi gibi şeyleri içeren diğer alt sistemlerle ara birim maliyetleri

Satın alma ve bakım maliyetleri değerlendirirken, aşağıdakiler göz önünde bulundurulan

temel şeylerdir.

. Sistem enerjisi maliyetleri (Pervaneler, pompalar) - yılda çalışma saati temelinde

. Talep ücretleri . Beklenilen araç ömrü . Bakım ve tamir maliyetleri . Para maliyetleri Diğer faktörler

1. Güvenlik özellikleri ve güvenlik kodları

2. Yapı kodlarına uygunluk

3. Genel dizayn ve yapıların katılığı

4. Aşınmanın yakın etkileri, ölçek ya da hizmet ömründe bozulma

5. Yedek parçaların elde edilebilirliği

6. Deneyim ve üreticilerin güvenilirliği

7. Çeşitli yüklerde veya mevsimsel değişimler boyunca ekonomik çalışma için çalışma

esnekliği.

1.1.5 UYGULAMA

Bu bölüm önemli dizayn düşüncelerinin bazılarını açıklar ama soğutma kulesi

üreticilerine daha detaylı tavsiyeler için başvurulabilir.

1.1.5.1 Yerleştirme Soğutma kulesi, serbest hava hareketli ve engellenmemiş hava kaynaklı açık bir alana

yerleştirildiğinde, yerleştirme normal olarak iyi bir kurma işlemine engel olmaz. Ama kuleler

genellikle içeriye, duvarlara karşı ya da ilişiktekilere yerleştirilir. Böyle durumlarda, aşağıdaki

faktörler düşünülmelidir.

1. Yeterli serbest ve engellenmemiş alan sağlanmalıdır. Böylece birimin çevresindeki

pervanelere yeteri hava kaynağı ve uygun servis sağlanabilir.

2. Kule boşaltım - havası tekrar dolaşımı arttıracak şekilde hiçbir türlü saptırılmamalıdır. (Şekil 1.19) Tekrar dolaşım giren yaş termometre sıcaklığını arttırır ve

yüksek sıcak ve soğuk su sıcaklıklarına neden olur ve soğuk hava boyunca çalışma, emilen

hava alanlarının buzlanmasını arttırabilir. Havanın yeniden dolaşma ihtimali, özellikle çoklu

kule kuruluşlarında göz önünde bulundurulmalıdır.

Ek olarak, soğutma kuleleri, sıcak boşaltımı ve kimyasal ve/veya biyolojik atıklar içeren

sapmaların, kulenin hizmet ettiği binanın ya da yan binaların temiz hava emilimini

engellemesini önlemek için yerleştirilmelidir.

Soğutma kulesinin yeri genellikle aşağıdakilerden bir ya da daha çoğu ile belirlenir.

1. Yapısal destek gereksinimleri

2. Donanım kısıtlamaları 3. Yerel kodlar ve düzenler 4. Soğutma kulesine yardımcı servisleri getirme maliyeti ve

5. Mimari rekabet edebilirlik. Ses, sis ve sapma düşünceleri de plan aşamasında uygun yer seçimi için en iyi şekilde

ele alınır.

Şekil 1.19 Kule boşaltım havasının geri dönmesi

1.1.5.2 Borulama Borulama düzeni standart ticari uygulamalara uygun boyutlarda olması gerekir. Bütün

boru düzenekleri genişleme ve daralmaya izin verecek biçimde dizayn edilmelidir. Eğer kule

birden fazla giriş bağlantısına sahipse, dengeleme vanaları her hücreye akışı dengelemek

üzere yerleştirilmelidir. Pozitif kapatma vanaları, eğer gerekliyse, servis için bireysel hücreleri

ayırmak amacıyla kullanılmalıdır.

2 ya da daha fazla kule çalıştırıldığı zaman, kule çubukları arasındaki bir eşitleme

çizgisi ünitelere ve ünitelerden borudaki dengesizlikleri giderir ve tıkanan delik ve süzgeçler

gibi engellerden doğan akış oranlarındaki değişimleri giderir. Tüm ısı değiştiricileri ve

mümkün olan bütün kule boru düzeni, durdurmadaki soğutma kulesinin taşmasını önlemek ve

çalıştığı süre boyunca yeterli pompa çalışmasını sağlamak için soğutma kulesindeki çalışan su

düzeyinin altına yerleştirilmelidir. Kule havzaları, çalışma boyunca, su emme hattına hava

girişini önlemek için uygun miktarda su taşımalıdır. Kule havza1arı, çalışmadaki yükselticiye

su dağıtım hatlarını doldurmak ve kulenin su süspansiyon gereksinimini karşılamak için

çalışma ve taşma düzeyleri yeterli yedek hacim de bulundurmalıdır.

1.1.5.3 Kapasite kontrolü

Çoğu soğutma kuleleri, çevre yaş termometre sıcaklığında önemli değişimlere uğrar ve

normal çalışma süresince yükleme yapar. Bazı kapasite kontrol biçimleri belli yoğunlaştırıcı

sıcaklıkları ve proses durumlarını korumak için gerekebilir.

Şekil 1.20 Soğutma kulesinde hıza karşı fan gücü

Pervane dönüşü, soğutma kulelerinde kapasite kontrolünde en basit yöntemdir ve

genellikle çoklu ünite ya da çoklu hücre kurulularında kullanılır. Çıkış suyu sıcaklığının

kapalı kontrolünün gerekli olmadığı donmayan iklimlerde, pervane dönüşü yeterli ve pahalı

olmayan bir kapasite kontrol metodudur. Ama çok sık dönüşten kaynaklanan motor yorulması

bir sorundur.

Çift hız pervane motorları ya da pervane dönüşüyle bağlantı içinde olan ek düşük güç

yardımcı motorları, tek pervane dönüşüyle karşılaştırılan kapasite kontrolü adımlarının

sayısını ikiye katlar. Bu, fan dönüşüyle sadece bir aşamalı kapasite kontrolü sağlayan tek

pervaneli motor ünitelerinde kullanışlıdır. Çift hız pervane motorları genellikle öncelikli

kapasite kontrolü metodu olarak soğutma kulelerinde kullanılır ve azaltılmış yükte azaltılmış

enerji tüketiminin en avantajını sağlar.

Bütün pervaneleri aynı hızda çalıştırmak için bir sonrakini pervaneyi çalıştırmadan önce

tam bir hız çalıştırmaktan daha ekonomiktir. Şekil 1.20 soğutma kulesi gücünü hız yönünden

tek - hız, çift hız ve çeşitli hız pervane motorlarını karşılaştırır.

Körüklü pervane1erin boşaltımındaki ayarlama nemlendiricileri, enerji yönetimi gibi

soğutma kulesi kapasite kontrolünde kullanılır. Çoğu durumda, ayarlama nemlendiricileri iki

hız motorlarıyla bağlantılı kullanılır. Pervane motor hızı için sıklık ayarlama kontrolleri

önemli kapasite kontrolü ve enerji yönetimini sağlar. Otomatik, değişen çift pervanelerinin

yaptığı gibi, değişen sıklık (frekans) pervane sürücüleri ekonomiktir ve pervanenin ömrünü

uzattığı gibi önemli derecede enerji tasarrufu yapar. Ama kule üreticileri ve değişen sık1ık

sürücüsünün (UFD) hakkında tartışılması gereken özel konular vardır:

. Vantilatör sistemini kritik bir hızda çalıştırmaktan kaçınmaya özen gösterilmelidir.

Kule üreticisi hangi hızdan kaçınılması gerektiğini söyleyebilir.

. Bazı sürücüler, özellikle vuruş genişliği ayarlama (PLUM) sürücüleri, motorda

sorunlara neden olabilen, motorda aşırı voltaj yaratır. Bu yüksek voltajların büyüklüğü

kontrolör ve motor arasındaki kabloların uzunluğu ile önemli derecede artar, bundan dolayı

temel uzunluklar olabildiğince kısa tutulmalıdır. Özel motorlar, filtreler ya da diğer

doğrulayıcı ölçüler güvenilir çalışmayı sağlamak için gerekli olabilir.

. Değişen frekans sürücüleri tam dizayn pervane hızının % 25'inin altındaki bir hızda

çalıştırılmamalıdır. Bu önlem özellikle dişli hız azaltıcıları olan üniteler için doğrudur. Çünkü

düşük hızlar titreşime gürültüye ya da dişli sesine neden olabilir ve eğer dişli elektrik yağ

pompasıyla donatılmamışsa yağlama problemleri doğrulabilir.

Soğutma kulesinden hava akışına neden olmak için suyu içine katan soğutma kuleleri

kapasite kontrolü için çeşitli pompalama düzenlerine sahiptir. Serilerdeki çoklu pompalar ya

da çift hız pompalama kapasite kontrolü sağlar ve aynı zamanda enerji tüketimini azaltır.

Kapasite kontrolü için su geçişlerini ayarlama sadece soğutma kulesi üreticisi ile

görüşüldükten sonra kullanılmalıdır. Bu özellikle azaltılmış su akışının kule içindeki donmayı

artırdığı düşük çevre şartlarında önemlidir (Şekil 1.20).

1.1.5.4 Serbest Soğuma Uygun donatılmış ve borulanmış sistem ile azaltılmış yükleme ve azaltılmış çevre

şartlan boyunca serbest soğutma için kule kullanmak enerji tüketimini önemli derecede

azaltır. Çünkü kulenin soğuk su sıcaklığı, yük ve çevre sıcaklığı düştükçe, düşer, sonunda su

sıcaklığı yükü doğrudan sunmak için yeterli düşüklükte olacaktır ve yoğun enerji

soğutucusunun kapanmasını sağlar. Şekil 1.21, Şekil 1.22 ve Şekil 1.23, üç adet serbest

soğutma metodunu gösterir, ama borulama, vanalama ve özel bir sistemin işleyişi için gerekli

olan kontrolleri göstermez.

Sistem operasyonunun serbest soğutma durumunun maksimum kullanımı, çevre

sıcaklığındaki düşüş, nem giderilmesi için olan ihtiyacı azalttığında ortaya çıkar. Bundan

dolayı, soğuk su devresindeki yüksek sıcaklıklar normal olarak serbest soğutma bölümünde

giderilir ve sistemin ısıtma soğutma dengesi için yararlıdır. Çoğu durumda, tipik olarak soğuk

su sıcaklıklarının 13oC'ye ya da çalışmanın serbest soğutma durumunda daha yükseğe

çıkmasına izin verilir. Bu, kule kullanımını arttırır ve sistem enerji tüketimini azaltır. Bazı

uygulamalar sabit bir soğuk su tedarik sıcaklığı gerektirir, bu serbest soğutma çalışma

saatlerini önemli ölçüde düşürür.

Dolaylı Serbest Soğutma: Bu tip soğutma soğutucu suyu ve soğuk su devrelerinin ayrı

tutar ve aşağıdaki şekilde uygulanabilir.

1. Buhar göçü sisteminde (Şekil 1.21), buharlaştırıcı ve soğutucu arasındaki geçişler,

soğutucu buhar akışının soğutucuya göçüne izin verir, kompresör çalışmadan buharlaştırıcıya

sıvı soğutucunun ağırlık akışını da sağlar. Bütün soğutma sistemleri bu düzenlemeye

uygulanamaz. Bazı durumlarda yardımcı pompalar soğutucu akışını ve bundan dolayı yük

yeteneğini arttırır.

Şekil 1.21 Buharlaşmalı ve yoğuşmalı serbest soğuma 2. Sistemdeki ayrı bir ısı değiştiricisi (genellikle tepsi ve çerçeve tipi) ısının soğuk su

devresinden soğutucu su devresine, soğutucu sistemin geçişi ile transfer edilmesini sağlar.

Şekil 1.22 Yardımcı ısı değiştirici kullanarak soğutma

Şekil 1.23 Birbirine bağlı su dolaşımlı serbest soğuma

Doğrudan Serbest Soğutma: Bu tip soğutma soğutucu su ve soğuk su devreleri

arasında bir bağıntıyı içerir bundan dolayı soğutma kulesi suyu doğrudan yüke hizmet eder

(Şekil 1.23). Bu durumda, soğuk su pompası normal olarak atlatılır, ki dizayn su akışı,

soğutma kulesi için korunabilsin. Doğrudan serbest soğutma sisteminin en önemli dezavantajı

çok kirli soğutucu suyun temiz soğuk su sisteminin kirlenmesine neden olmasıdır. Filtre

sistemleri bir kirlenmeyi azaltsa da, çoğu uzmanlar bunun bir sorun olarak görür. Kapalı devre

(dolaylı temas) soğutucu kulenin kullanımı ve kirlenme sorununu ortadan kaldırır. Yaz

boyunca kuleden gelen su soğutucuda kapalı bir döngüde dolaşır. Kış süresince kuledeki su

doğrudan soğuk su devresinde kapalı bir döngüde dolaşır.

1.1.5.5 Kışın Çalıştırmak Bir soğutucu kulesi aşırı soğuk iklimlerde kullanıldığı zaman aşağıdaki dizayn ve

çalışma konulan gereklidir. Açık Dolaştırılan Su

Soğuk iklimlerde çalışan doğrudan temas soğutma kuleleri uygun kapasite kontrol

metodu ile kışın kullanılabilir hale getirilir. Bu kapasite kontrolü, donma üzerindeki kuleden

çıkan su sıcaklığını korur. Ek olarak, soğuk hava boyunca, soğutma kulesinin düzenli

incelemeleri, bütün kontrollerin tam çalışmasını sağlamak amacıyla yapılmalıdır.

Yapay taslak pervane vantilatör kulelerinde, pervaneler hava emme alanlarının buzdan

çözülmesini sağlamak için periyodik olarak çalıştırılmalıdır. Zorlanmış taslak vantilatör

pervane kuleleri kapasite kontrol nemlendiricileriyle ve buzlanma olasılığını azaltmak için

değişen frekans sürücüleriyle donatılmalıdır. Zorlamalı taslak aracındaki nemli boşaltılan

havanın tekrar dolaşması hava giriş eleklerinde ve pervanelerinde buzlanmaya, sebep olabilir.

Elektriğin kesilmesini sağlayan titreşim düğmelerinin yerleştirilmesi, çalışan araç üzerindeki

buz1anmadan kaynaklanan zarar riskini düşürebilir.

Kapalı Dolaştırılan Su: Açık dolaştırma suyunda bahsedilenlere ek olarak başka

önlemlerde alınmalıdır. Kapalı devre akışkan soğutucusunun ısı değiştiricisinin içindeki

akışkanı korumak için sistem dizayn uygun olduğunda en iyi koruma şekli anti-freeze

çözeltisi kullanmaktır. Bu eğer mümkün değilse, tamamlayıcı ısı, ısı değiştiricisine

sağlanmalıdır ve gereken giriş ısısının miktarı konusunda üreticiyle görüşülmelidir.

Soğutucuya ve soğutucudan açığa çıkan üf1eme yalıtılmalıdır. Aşırı soğuk hava

süresince güçteki bir bozulma durumunda, ısı değiştiricisi, acil boşaltma sistemi içermelidir.

Kuyu Suyu: Boşta bir kuledeki ya da kapalı devre akışkan soğutucusundaki kuyu suyu

için donma koruması çeşitli yollarla elde edilebilir. Kuyu suyunu korumanın iyi bir yolu

ısıtılmış bir alana yerleştirilen yardımcı kuyu tankı kullanmaktır. Eğer uzak bir kuyu pratik

değilse, yardımcı ısı, donmayı önlemek için kule kuyusuna tedarik edilmelidir. Yaygın

kaynaklar, daldırmalı elektrik ısıtıcıları bu hat ve sıcak su bobinleridir. Dizayn kış

sıcaklıklarında donmayı önlemek amacıyla tam ısı gereksinimleri hakkında kule üreticisiyle

görüşülmelidir.

Donmaya karşı duyarlı tüm açık su hatları elektrik teypleri ya da kablosuyla ve yalıtımla

korunmalıdır. Bu önlem, kule kapatıldığında içinde su olan hatların bütün kısımları ya da

bütün notlar için geçerlidir

1.1.5.6 Ses Soğutma kuleleri ve diğer buharlaştırıcı soğutma araçları gibi dış araçların

yerleştirilmesinde ve seçiminde, ses önemli bir sorun haline gelmiştir. Çoğu topluluk,

dışarıdaki araçların ses seviyelerinin iznine kısıtlamalar getiren kanunlar getirmiştir. Böyle bir

yasa çıkmasa bile, kule yerleşimine yakın oturan veya yanında çalışan insanlar, eğer onların

çevresini rahatsız ediyorsa buna itiraz ederler. Çünkü ses probleminin gidermenin maliyeti,

soğutma kulesinin maliyetini aşabilir, ses, sistem dizaynının erken aşamalarında göz önünde

bulundurulmalıdır.

Verilen bir çevrede kule sesinin kabul edilebilirliğinin belirlemek için, ilk adım, ilgili

alan için bir gürültü kriteri belirlemektir. Bu, var olan ya da belirlenecek bir kod ya da alanda

yaşayanlar ya da çalışanlar için kabullenilebilecek tahmini bir ses düzeyi olabilir. İkinci adım,

kule tarafından çıkarılan sesin tahmin edilmesi ve kule yerleşiminin geometrisinin etkilerini

ve kulenin alana uzaklığını hesaplamaktır. Genellikle, kule üreticisi, bu tahmin için bir

gösterge olan özel bir ünite üzerine ses düzeyi bilgisi yerleştirebilir. Son olarak kuruluşun

kabul edilebilirliğini belirlemek için gürültü kriteri tahmin edilen kule sesiyle karşılaştırılır.

Kuruluşun ses problemi yaratabileceği durumlarda, birçok potansiyel çözüm vardır.

Kuleyi, sese duyarlı alanlardan mümkün olduğu kadar uzağa kurmak iyidir. Çift hız pervane

motorları, kule ses seviyesini düşürmek amacıyla göz önünde bulundurulmalıdır. Ama

pervane motorları dönüşü en düşük düzeyde tutulmalıdır, çünkü sabit bir sesi, dalgalanan sese

göre daha kabul edilebilir.

Kritik durumlarda, etkili çözümler, kule ve sese duyarlı alan ya da kulenin akustik

işleyişi arasında bariyer duvarlarını içerebilir. Azaltıcılar özellikle kule için dizayn edilmiş

üreticilerden elde edilebilir.

1.1.5.7 Sapma Su damlaları, kuleden geçerken hava akımında sürüklenir. Elekler bu suyun çoğunu

boşaltılan hava akımından ayırırken, belli bir miktar kuleden sapma olarak boşalır. Kuledeki

sapma kaybı oranı, kule biçiminin, elek dizaynının kuleden geçen hava akımının ve su

yükünün işlevidir. Genellikle verimli bir elek dizayn, su dolaşma oranının 0.002 ve %0.2

arasında sapma kaybına düşürür.

Çünkü sapmalar, bütünleme suyu mineralleri ve genellikle su kimyasalları içerir,

soğutma kuleleri park alanlarının, büyük pencereli alanların ve paslanmaya karşı duyarlı

mimari yüzeylerin çevresine yerleştirilmemelidir.

1.1.5.8 Sislenme (Soğutma Kulesi Bulutu) Soğutma havasından çıkan sıcak hava özellikle duyurulur. Belli çalışma koşulları

altında, kuleyi saran çevre havası kuleden çıkan hava akımındaki nemin hepsini ememez ve

bunlar sis haline gelir.

Sislenme, psikometrik tablo üzerinde kule giriş hava şartlarından, boşaltılan şartları

gösteren bir noktaya kadar düz bir çizgi çizerek tahmin edilebilir (Şekil 1.24). Doygunluk

eğrisini kesen bir çizgi süslenme türeyişini gösterir. Doygunluk eğrisinin soluna doğru

kesişme alanı büyüdükçe, bulutlanma daha yoğun olur. Sis direnci (kararlılığı) sisin orijinal

yoğunluğuna ve sisi dağıtan çevre havası ile mekanik ve taşınım karışımının derecesine

bağlıdır.

Sislenmeye azaltma ve önleme metotları, kule atıklarının doğal gaz veya buhar

bobinleriyle ısıtma, çöktürücüler yerleştirme, kule atıklarının kimyasal spreylenmesi gibi

birçok şekilde olabilir. Ama bu tür çözümler genellikle yüksek maliyetlidir ve her zaman

etkili değildir.

Büyük, alan kuruluşlu yerleştirmelerde, kulenin normal buharlaştırıcı kısmı ile kanatlı

tüp kuru yüzey ısı değiştiricisini bağlayan yaş kuru soğutma kuleleri kombinasyonu sis

kontrolü için daha pratik bir yöntemdir. Bu tür ünitelerde, buharlaştırma bölümünden çıkan

doygun hava, kuleden çıkan alt doygun bir hava karışımı üretmek için kule içinde sıcak ve

kuru hava ile karışır.

Genellikle, kule sislenmesine en pratik çözüm, görülebilen bulutların reddedilebilecek

olmadığı kule yerleştirmektir. Buna göre, soğutma kulesi alanlarını seçerken, potansiyel sislenmeyi ve büyük pencereli olanlar ya da trafik alanları gibi kule çevresindeki alanlar göz önünde bulundurulmalıdır.

Şekil 1.24 Psikometri diyagramından sislenme tahmini

1.1.5.9 Bakım Genellikle kule üreticisi, özel ünite parça listeleri gibi aralıklar ve işlemler için öneriler

içeren çalıştırma ve bakım kitapçıkları çıkarır. Bu öneriler, soğutma kulesi için bakım

programı formüle ederken takip edilmelidir. Bu tür öneriler olmadığı zaman Tablo l.1' deki

servis şeması, operatöre uygun bir inceleme ve bakım programı yapmasında rehberlik

edebilir.

Verimli çalıştırma ve soğutma kulesinin ısı performansı sadece mekanik bakıma değil,

temizliğe de bağlıdır. Buna göre, soğutma kulesi sahipleri, aşağıdakileri bakım programlarının

temel kısmı olarak düşünmelidir.

1. İyi bir durumda olmasını sağlamak için, mekanik aracın, dolgunun ve hem sıcak hem

soğuk su havzalarının periyodik incelemeleri.

2. Islak yüzeylerin periyodik temizliği ve periyodik boşaltımların, biyolojik

organizmaların birikimini önlemek için

3. Kabul edilen endüstri uygulamasına uygun olan, biyolojik kontrol ve aşınma için

dolaştırılan suyun uygun işleyişi.

4. Çalıştırma ve bakım fonksiyonlarının sistematik dokümanları İncelemeler

Aşağıdaki resmi olmayan bir incelemede günlük olarak kontrol edilmelidir. Dikkat

gerektiren alanlar, kategori ayrımlarının alanların birbirine bağlı olmasından dolayı belirsiz

olmasına rağmen durulaştırmak üzere gruplandırıldı.

Performans

En iyi performans ve güvenlik, dizayn yeteneğindeki her bir bileşenin çalışmasına

bağlıdır. Örneğin tek bloklu bir süzgeç bütün sistemin kapasitesini ve verimliliğini etkiler.

Operatörler performanstaki herhangi bir bozulma ya karşı dikkatli olmalıdırlar. Çünkü bu

genellikle problemin ilk işaretidir ve küçük problemlerin büyümeden giderilmesi önemlidir.

Her araç parçasının özel bilgisini elde etmek için araç üreticisine başvurun (hem bakım hem de teknik özellikler için) ve çabuk referanslar için el kitapçıkları bulundurun.

Tablo 1.1 Tipik denetim ve bakım çizelgesi

FAN

MO

TOR

RE

DÜ

KTÖ

R

TAH

RİK

MİLİ

V-KA

YIŞI

FAN

MİLİ

DAM

LA T

UTU

CU

DO

LGU

SOĞ

UK

SU

HA

VU

ZU

DAĞ

ITIC

ILAR

YA

PI E

LEM

AN

LAR

I

KO

RU

YUC

U K

AP

LAM

A

HA

VA

DEĞ

ERLE

Rİ

KAÇ

AKLA

R

KO

NTR

OL

VAN

ALA

RI

EM

ME

BÖ

LME

Sİ

Tıkanmaları gözden geçirme H H H H Gürültü ve titreşimlerin kontrolü G G G G S Vidaların kontrolü Y Y Y Y Y Yağlama Ç Ç Y Yağ değerlerini kaydetme Y Yağ seviyesi H Su ve pislik içindeki yağ A Yağ değişimi Y Gerilim ayarları A Su seviyesi kontrolü H H Akış oranı kontrolü A Sızıntı kontrolü Y Y Y Genel kontrol Y A S S S Y S S Y Cıvatalardaki sıkışma ve gevşeme Y Y Y Y Y S İ Temizlik İ Y İ İ İ İ Y İ İ İ H Boyama İ İ İ İ İ İ İ Tamamen açıp kapatma Y Menfezlerin kontrolü A G-Günlük; H-Haftalık; A-Aylık; Ç-Çeyrek sene; Y-Yarım senelik; S-Senelik; İ-İstendiği vakit

Bütün su ve soğutma sıcaklıklarını, pompa basınçların dış şartları ve basınç düşüşlerini

(farklı basınç), ısı değiştiricilerini ve filtre gereçlerini kontrol ve kayıt edin. Bu yakıt

operatörün araç çeşitli yük şartlarında çalışırken aracı tanımasına yardımcı olur ve akış

oranlarının, araç verimliliğini, hızlandırma teşhis işlemlerini hesaplamada kullanılabilen kalıcı

bir kayıt sağlar ve sistemden en yüksek performans elde etmek için su işleyiş düzenini ve

bakımı düzenler.

Tepsi ısı değiştiricileri kullanan su kenarı tutumlayıcılar (idareli kullanmak:) olan

üniteler için sıcaklık ve basınç değişimlerini günlük olarak kontrol edin.

Büyük Mekanik Parçalar

Kule incelemeleri süresince pompalardan, motorlardan, pervanelerden ya da diğer

mekanik araçlardan gelen herhangi garip bir gürültü ve titreşime karşı dikkatli olun. Bu

genellikle mekanik problemin ilk işaretidir. Araçlarım tamamıyla tanıyan operatörleri garip

durumları fark etmekte çok az problem yaşarlar. Pompalardan gelen çökme seslerini de

dinleyin çünkü bu tıkanmış süzgeçlere işaret olabilir.

Kule pervanesini ve sürücü sistemini, hızlandırıcı durumunu, yağı ve yağ sızıntılarını ve

fark edilebilen titreşimleri kontrol edin. Aşırı titreşim kuleyi çok hızlı bir şeklide bozabilir.

En az her hafta bir kez pervane çalışmasını gözlemleyin. Eğer bir pervane ciddi bir

probleme sahipse, çalıştırmayın ve uzman asistanı arayın.

" Pervane ve sürücü sistemleri profesyonel olarak, dinamik denge sıralama ve titreşim,

ne zaman pervanede tamir yapılsa ya da garip gürü1tüler ve titreşimler varsa kontrol

edilmelidir. Bu gereçlerin en az 3 yılda bir kontrollerinin yapılması gerekir. Titreşim

düğmeleri uygun bir çalışma için en az yılda bir kere kontrol edilmelidir.

Aşırı dönüşü önlemek ve soğutucu için en ekonomik sıcaklığı sağlamak için fan

termostatının periyodik olarak kalibrasyon değerlendirmesi yapılır.

Kule Yapısı

Kule yapısını, su ve yağ sızıntılarını kontrol edin. Kubbeleri, dolguyu ve sapma

eleklerini inceleyin. Gerektikçe 7- 10 MPa su kullanarak temizleyin ve kırılgan dolgunun ve

elek bileşenlerinin zarar görmemesine dikkat edin.

Aşın sapmaya (su taşması) karşı dikkatli olun ve gereken önlemleri alın. Sapma,

soğutma kulesine ve buharlaştırıcı yoğunlaştırıcılara Legionella yayılımının bir aracıdır.

Bozulmuş sapma elekleri değiştirilmelidir. Çoğu eski kuleler, asbest içeren sapma eleklerine

sahiptir. Birleşik Devletlerde, bozulmuş asbest tip elekler kural olarak, toz haline gelebilen

maddeden dizayn edilir ve çevre Koruma Ajansı (EPA) ve Mesleki Güvenlik ve Sağlık

Bakanlığı (OSHA) tarafından onaylanır.

Kule havuzunu yapısal öğeleri ve destekleri hızlandırıcıları, güvenlik raylarını ve

aşınma ya da diğer bozulmalar ve gerekli tamirler için basamaklan kontrol edin. Bozulmuş

kule parçalarını değiştirin.

Su Dağıtım ve Kalitesi

Sıcak su dağıtım sistemini ve tıkanan püskürteçleri sık sık kontrol edin. Su dağıtımı

sistem oranlı akışta olduğunda bile dengelenmeli ve periyodik olarak yeniden kontrol

edilmeli. Açık dağıtım tepsileri olan kuleler, kapaklardan yararlanırlar, çünkü bu algal

gelişimini geciktirir.

Kuyu suyu seviyesi, üreticinin belirttiği normal çalışma düzeyinde olmalıdır. Seviye

çoğu katıyı dışarı atacak kadar yüksek olmalıdır, bu suyun kalitesini arttırır.

Kule suyu temiz olmalıdır ve yüzeyde yağlı tabaka, aşın köpüklenme olmamalıdır. Yağ,

soğutma kulesi, yoğunlaştırıcı ve diğer ısı değiştiricileri içindeki ısı transferini engeller ve

kule suyunda bulunmamalıdır. Köpük, bakterileri besleyen fazla organik maddeler içerebilir.

Böyle bir durumda karşılaştığınızda, problem düzeltecek olan su işleyiş uzmanıyla görüşün.

Aşınma, birikmiş atıklar ve fazla. algae için soğuk su havuzunu birçok yerde kontrol

edin, çünkü tortular ve aşınma düzgün dağıtılmayabilir. Aşınma, mikrobiyolojik faaliyetler

genellikle tortuların altında ortaya çıkar. Kule çıkış süzgeçleri yerinde olmalı ve

tıkanmamalıdır.

Sistemdeki süzgeçleri göz ardı etmeyin. Ortalama kuruluşlarda, süzgeçler belki de en

çok ihmal edilen tek parçadır. Süzgeçler incelenmeli ve gerekirse kule her temizlendiğinde

süzgeçlerde temizlenmelidir. Bilgisayar soğutma üniteleri ve boşaltma hatları gibi yardımcı

araçlarda kullanılan küçük süzgeçlere özen gösterin.

Doğrudan serbest soğutma kullanan sistemlerdeki soğuk su yükselticilerini sık sık

kontrol edin. Sistemdeki bütün vanaları periyodik olarak açıp, kapatarak kontrol edin.

Su tutumlayıcıları olan sistemler için, iyi su kalitesini korumak, ısı değiştiricisinin ya da

soğuk su sisteminin kirlenmesini önlemek bakımından önemlidir.

Donma altındaki sıcaklıkları beklemeden önce, dondurma sistemleri gereken tamiri

yapmak ve gerekli parçaları elde etmek için zaman kazanmak amacıyla kontrol edin ve

çalıştırın. Kule tortu1arımn, daldırmalı elektrik ısıtıcı elementlerinin etrafında

toplanmamasına dikkat edin. Çünkü bu elementlerin çok hızlı bir şekilde bozulmasına yol

açar.

Kum filtrelerinin iyi durumda olmasına dikkat edin ve kanal araç yatağını en az 3 ayda

bir inceleyin. Eğer kanallaşma bulunursa, aracı mümkün olduğu kadar çabuk değiştirin ya da

temizleyin. Aracı çıkarırken boşaltım altındaki parçayı temizlemeyi unutmayın. Eğer aracı

değiştiriyorsanız, sadece soğutma kuleleri için özelleştirilmiş olanı kullanın. Soğutma kuleleri

ve buharlaştırma yoğunlaştırıcıları için dizayn edilmiş filtrelerde yüzme havuzu filtre kumu

kullanmayın.

Vantilatör ayırıcıları nadir olarak servis gerektirir. Uygun akış oranın, basınç düşüşünü

ve boşaltım çalışmasını kontrol edin.

Torba ve kartuş filtreleri gerektiğinde değiştirin. Eğer kirliyse kuleyi temizleyin. Temizlik

Kuleler mükemmel hava temizleyicileridir ve belli bir yerdeki su kalitesi hemen

çevredeki havayı yansıtır. 1000 saat çalışan 700 kW'lik bir soğutma kulesi, hava ile gelen toz

taneciklerin ve bütünleme su kaynağının 270 kg üstünü sindirebilir. Anayollara ve yapı

alanlarına yakınlık, hava kirliliği ve çalıştırma saatleri kuledeki toprak birikiminin

etkenleridir. Isı performansını arttıran soğutma kulelerindeki dizayn gelişimleri aynı zamanda

yıkama yeteneğini de arttırır. Üreticiler tarafından yapılan temizleme şemaları içeren öneriler,

bundan dolayı tek rehber olarak düşünülür. Temizlikleriyle gerçek sıklığı, dikkati bir gözlem

ve sistem tarihindeki her bir yerleşim de belirlenmelidir. Kum filtrelerinin torba filtrelerin,

vantilatör ayırıcılarının, su işleyiş programlarının ve bunun gibilerin fiziksel temizliğin yerini

almasını beklemeyin. Bunlar su kalitesini arttırmak için dizayn edilmiştir ve bundan dolayı

temizlikler arasındaki zaman aralığını arttırır. Düzenli temizliklerin su işleyişi ile yer

değiştirmesi beklenmemelidir.

Kulelerin görünür şekilde kirlenmesine izin verilmemelidir. Bunun yerine, tortuların ve

görünebilen biyolojik aktivitelerin temizlikler arasındaki su işleyişi tarafından kolayca kontrol

edilebilen sıklıkta temizlenmelidir. Kule, sistem kapatılmadan kolayca gözlenebilen

yoğunlaştırıcı döngüsündeki tek bileşendir, bundan dolayı tüm sistem durumunun ve

temizliğinin bir içeriği olarak düşünülmelidir.

Su işleyişinin birikmiş tortuların altındaki metal ya da ahşap parçalar gibi ulaşamadığı

yüzeyleri temizlemesi beklenmemelidir. Biositler düzenli bir temizleme programıyla

yönetilmedikçe etkili olmazlar. Zayıf bakımlı sistemler biosit üzerinde daha büyük bir talep

yaratır. Çünkü organik çökeltiler biositi nötrleştirir ve bakterileri kimyasallardan koruma

eğilimindedir, böylece mikrobiyolojik nüfusları kontrol altında tutmak için daha yüksek ve sık

dozlar gerektirir. Yükseltgen bir biositin yüksek konsantrasyonları aşınmaya neden olabilir.

Kuleyi temiz tutmak mikrobiyolojik organizmaların beslenmesini azaltır.

Uygun temizleme işlemleri bütün kuleyi içerir, bunlar sadece soğuk su havuzu değil

aynı zamanda dağıtım sistemi, süzgeçler, elekler, pervane ve pervane silindirleri ve

kubbelerdir. Su işleyişi uzmanına temiz1eme konusunda başvurulmalıdır.

Birleşik Devletlerde, personelin yüksek etkili tanecikli hava tipi gaz maskeleri, eldiven,

gözlük ve milli mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü tarafından onaylanan diğer giysileri

giymeleri önerilir. Eğer temizleme işlemleri yüksek basınçlı su hava ve buhar ya da yaş/kuru

vakum aracının kullanımım içeriyorsa bunlar gerçekten gereklidir. Herhangi bir kimyasal

kullanılıyorsa, bunlar kimyasal tedarikçiden elde edilebilecek madde güvenlik bilgi

tabakalarına göre ele alınmalıdır.

Soğuk (Dondurucu) Havada Çalıştırma

Böyle havalarda çalıştırma süresince kule daha sık, tercihen günlük olarak dolgu

kubbeler, fanlar üzerindeki buzlanma için incelenmelidir. Bu özellikle sistem, kule dizayn

parametrelerinin dışında çalıştırıldığında gereklidir. (Ana sistem kapatıldığında ve sadece

yardımcı üniteler çalıştırıldığında) Pervane ve sürücü sistemlerin üzerindeki buz tehlikelidir

ve pervaneyi bozabilir. Dolgu üzerindeki hafif buzlanma tehlikeli değildir, fakat birikmesine

izin verilirse zarara neden olabilir.

Hem soğuk sıcaklıklarda çalıştırma hem de kısa zaman dilimleri için pervane yönünün

tersine çevrilmesi gibi buzların çözülmesi için üreticinin önerdiği metotları takip edin.

Daldırmalı ısıtıcılar ve bütünleme çizgileri üzerindeki ısı geçirici teyp gibi soğutma

araçlarının çalışmasını izleyin. Kapalı vanalar, yanlış sıcaklık ayarlan gibi donmaya karşı

korunmayı engelleyecek durumları kontrol edin.

Üreticilerin Yardımı

Araç üreticileri, araçların verimli çalışması konusunda teknik yayınlar ve yardımlar,

hatta bazıları eğitim sağlar. Aynı zamanda üreticiler, yerel servis şirketlerinin ismini de

verebilir. Bu servislerin çoğu ücretsizdir ya da ücretleri uygundur.

Su İşleyişi

Buharlaştırıcı soğutma sistemlerinde dolaşan suyun kalitesi tüm sistem verimliliği,

gereken bakımın derecesi ve sistem parçalarının kullanışlı ömrü üzerinde önemli bir etkiye

sahiptir. Çünkü su öncelikle dolaşan suyun bir kısmının buharlaşmasıyla soğutulur. Çözülmüş

katıların konsantrasyonu ve sudaki diğer kirler hızlı bir şekilde artabilir. Toz gibi havayla

gelen kirlerin önemli bir miktarı çalışma sırasında girebilir. Kirlerin doğasına bağlı olarak,

bunlar soyulma, aşınma ve tortulara sebep olabilir.

Basit kaçaklar (dolaşın suyun bir kısmının boşa gitmesi) iyi kalitede bir bütünleme

suyuyla alanlardaki soyu1ma ve aşınmayı kontrol etmek için uygun olabilir, ama biyolojik

gelişmeyi engelleyecek biçimde düzenlenmelidir. ve çoğu soyulma ve aşınmayı kontrol etmek

için bu işleyişten yararlanırlar. Su işleyişi hakkında özel öneriler herhangi bir kaliteli su

işleyiş tedarikçisinden elde edilebilir.

Akış oranı ve ısı yükü kombinasyonu, bir soğutma kulesinin barındırması gereken alana

hükmeder. Giren hava yaş termometre sıcaklığı ve gerekli sistem sıcaklık düzeyi, özel bir

yaklaşımla reddedilmiş ısıyı dengelemek için soğutma kulesinin boyutuyla birleşir. Bu

bölümdeki performans eğrileri tipiktir ve projeden projeye farklılık gösterebilir.

Soğutma kuleleri, hidrokarbon işleme endüstrisindeki 65-70oC sıcak su sıcaklığına

kadar ulaşan geniş bir sıcaklık seviyesi farklılığına sahiptir. Havalandırma ve soğutma

endüstrisinde kuleler genellikle 32-46 oC sıcak su sıcaklığında uygulanırlar. Bu tür soğutma

kuleleri için tipik standart bir dizayn durumu 35 oC sıcak sudan 29.4°C’ye kadar soğuk su

sıcaklığı ve 25.6 oC yaş termometre sıcaklığıdır.

Tipik bir havalandırma sistemi için kul1anılan bir soğutma sisteminin tipik performans

değerlendirmesi Şekil 1.25 ve Şekil 1.28'te gösterilmiştir. 25.6 oC giren yaş termometre

sıcaklığında 35'ten 29.4°C'ye kadar suyu ısıtırken kilovatta 54 mL/s akış oram için örnek bir

kule seçildi.

Şekil 1.25 Soğutma kulesi performansı - %100 dizayn akışında

Şekil 1.26 Soğutma kulesi performansı - %67 dizayn akışında

Diğer yaş termometreleri ya da dereceleri çalıştırırken eğrilerin, sistemin sonuç sıcaklık

derecesini bulmak için ara değerleri bulunabilir. Diğer akış oran1arında çalıştırırken (soğutma

için kilovatta 36, 72, 90 mL/s buharlaştırıcı soğutma kapasitesi +0.25 kW yoğunlaştırıcı) bu

aynı kule, Şekil 1.26, Şekil 1.27 ve Şekil 1.28'in başlıklarıyla belirtilen düzeylerde çalışır.

Orta akış oranının çizelgeler arasındaki ana değeri bulunabilir. (çalışma sıcaklık düzeylerini

bu1mak için).

Bu eğrilerin formatı, soğutma kulesi üreticilerinin verdiği tahmini performans eğrilerine

benzer, farklılık sadece üç özel derecededir - % 80, % 100 ve % 120 dizayn derecesinde -

sadece % 90, % 100 ve % 110 dizayn akışım kapsayan üç çizelge sağlanır (Şekil 1.28). Şekil

1.25'teki eğriler bundan dolayı test şartları kabu1 edilebilir. Tolerans derecesini gösterir ve

eğri ailelerinin ve çizelge akış oranlarındaki özel test durumları için ara değeri bulunabilir.

Eğriler, özel uygulamaları karşılamak için çeşitli parametrelerin yapılabilirliğini

(fizibilite) göstermek için de ku1lamlabilir. Örneğin, kule, düşük çevre yaş termometre

bölgesinde çalışırken büyük bir ısı yükü (akış oranı) taşıyabilir. Bu; kulenin düşük çevre

sıcaklığında % 33'ten fazla ısı yükünü reddetme yeteneğini göstermek için 27.5°C'de soğuk

sudaki 21.8°C yaş termometre ile 5°C derece eğrinin kesişmesinin karşılaştınlmasıyla

görülebilir.

Benzer karşılaştırmalar ve çapraz işaretler geniş dereceli değişiklikle için kule

kapasitesini tanımlar. Eğriler, sunulan bilgi çerçevesinde doğru karşılaştırmalar üretir ama

verilen bilgi alanının dışında incelenmemelidir. Eğriler tipik mekanik-taslak, fi1m-dolgulu,

çapraz akış, orta-boyutlu, havalandırma soğutma ku1esine de dayanır. Başka tiplerde ve

boyutlardaki kuleler sıcaklık seviyesinin farklı denge noktaları üretir. Ama eğriler, eğer genel

çalıştırma özellikleriyle sınırlandırılmışsa, yıl içindeki ya da ku1lanı1abilirler.

Belirtildiği gibi, soğutma kulesi, özel bir dizayn durumu için seçildiğinde, çevre

sıcaklığı dizayn dışı olduğunda ya da akış oranı dizayn durumdan farklılık gösterdiğinde

başka sıcaklık seviyelerinde çalışır. Akış oranı sabit tutulduğu zaman, derece, ısı yükü

düştükçe düşer. Bu; sıcaklık düzeyinin daha yakın bir yaklaşıma düşmesine neden olur. Sıcak

ve soğuk su sıcaklıkları düşer. Çevre yaş, termometre, sabit ısı yükünde, derecesinde ve akış

oranında düştüğünde belli bir ku1eye, sabit çevre yaş termometre ve derecesinde su düştüğü

zaman, kolon suyu düşük bir sıcaklık düzeyinde ya da yaş-termometreye daha yakın bir

yaklaşımda soğutur.

1.1.6 SOĞUTMA KULESİ ISI (TERMAL) PERFORMANSI Bir soğutma kulesinin tam olarak çalışması için garanti arayan alıcı için üç temel

alternatif vardır;

1-Bağımsız üçüncü bir grup tarafından verilen performans sertifikası,

2-Ünite yerleştirildikten sonra alanda yapılan bir kabul testi ya da

3-Bir performans bağı. Performans sertifikasına uygun olan kodlar ve standartlar.

Şekil 1.27 Soğutma kulesi performansı - %133 dizayn akışında

Şekil 1.28 Soğutma kulesi performansı - %167 dizayn akışında

Belgelendirme:

Çoğu ticari soğutma kulesinin ısı performansı Soğutma Kulesi Enstitüsü (CTI)

tarafından belgelenir. Standartlarına STD-201'e göre. Bu standart mekanik taslak, açık ve

kapalı devre su soğutma kulelerine uygulanır. Giren yaş termometre sıcaklığına dayanır ve

açık, kısıtlanmamış bir çevrede çalıştırılırken kulenin performansını belgeler.

Alan Kabul Testi:

Belgelendirmeye bir alternatif olarak, kulenin performansı, yerleştirmeden sonra iki test

standardından birine uygun olarak bir olan testi yaparak değerlendirilebilir. Bu iki standart Amerikan

Mekanik Mühendisler Topluluğu (ASME) Standardı PTC–23 kullanılsa da, CTI Standardı A TC- I 50

daha yaygın kullanılır: Bu standartlar gerektiği şartlarda birbirine benzer ve her ikisi de giren yaş-

termometre sıcaklığındaki performans değerlendirmesine dayanır. ASME Standart PTC çevre yaş

termometre sıcaklıklarına da dayanan değerlendirme için bir alternatif sunar.

Bu ikisinden biriyle, test, sıcak su dağıtım havuzu ya da, kuleye giriş borusundaki sıcak

suyun sıcaklığını ölçmekten oluşur. Tercihen soğuk su sıcaklığı, sıcaklık düzenin daha az

olduğu dolaşım pompasının boşaltımında ölçülür. Yaş-termometre sıcaklığı, mekanik

psikometriler dizisi ile ölçülür. Tekrar-dolaşan suyun akış oranı onaylanmış birçok metotla

ölçülebilir. En sık olanı, kuleye giren borunun pitot borusu çapraz geçişidir. Son zamanlarda

ayarlanmış araçlar tüm yerleştirmeler için önerilen bütün ölçüler ve elektronik bilgi kazancı

için kullanılmalıdır.

Doğru bir test için, kulenin, dolaşan suyun sürekli akışı ile bağ sürekli bir ısı yükünün

altında çalışmalıdır. Hava şartları, değişken olmamalıdır. Kule temiz olmalı ve dizayn hızında

çalışan bütün ekipmanlar, uygun su dağıtımına göre yerleştirilmelidir. CTI ve ASME

Standartlarının ikisi de, derecenin, akışın yaş-termometre sıcaklığının, ısı yükünün ve pervane

gücünün dizayn çalışma şartlarından sapmaları özelleştirir.

Performans Bağı: Soğutma kolunun üreticinin orantıladığı ısı performansını

vermemesi durumunda garanti sağlamak amacıyla birkaç üretici performans bağı sunar.

1.1.7 Soğutma Kulesi Teorisi Baker ve Shiyaclı aşağıdaki teoriyi geliştirdi. 1 metre kare plan alanına ve soğutma

hacmine V sahip olan, birim hacimde dereceli su yüzeyi a, ve su kütle akış oran <, ve hava

kütlesi akış oram G. İçeren bir soğutma kulesi düşünün. Şekil 1.29, kütle işlemlerini ve enerji

transferini şematik olarak gösterir. Sıcaklıktaki su kütlesi t, kuru-termometre sıcaklığındaki

hava kütlesi ta ile çevrelenir ve entalpiye ha ve nemlilik oranına Wa sahiptir. Arabirim, orta

düzeyli sıcaklıkta t", entalpisi h", olan ve nemlilik oram W" olan doygun havanın bir tabakası

olarak kabul edilir. Suyun özgülısı cp için 4.18 kJ/(kg.K) sabit değeri varsayarak, sudan ara

yüzeye toplam enerji transferi

dqw= Lcpdt= KLa (t-t") dV (1.2)

qw= toplam ısı transferinin oranı, su kütlesinin arayüzeye oranı, W

L= giriş su kütlesi akış oranı, kg /S KL = Birim iletkenliği, ısı transferi arayüzeye su kütlesi, W / (m2, K)

V= soğutma hacmi, m3

a= arayüzey alam, m2 /m3

Arayüzeyden (arabirimden) havaya ısı transferi

dDqs = Kga (t"-ta) dV (1.3)

qs= hissedilebilir ısı transferi oranı, ara yüzeyden hava akımına, W

KG= toplam birim iletkenliği, hissedilebilir ısı transferi; ara yüzeyden ama hava

akımına, W (m2, K)

Tabakadan havaya, su buharının difüzyonu (yayınımı)

dm= K'a(W"- Wa) dV (1.4)

m= ara yüzeyden hava akımına kütle transfer oram, kg/s

K'= birim iletkenliği, kütle transferi, ara yüzeyden ana hava akımına kg/(s.m2)

W" = Ara yüzeyin (filmin) nem oranı, kg / kg Wa= hava nem oram, kg/kg Filmden (tabakadan) havaya: buharlaşmadan kaynaklanan ısı transferi

dqL= r dm = rK'a (W"- Wa) dV (1.5)

qL = gizli ısı transferi oranı, ara yüzeyden hava akımları, W r= buhar1aşmanın gizli ısısı (sabit), KJ/ kg

Şekil 1.29 Su, hava ve film yüzeyi arasındaki ısı ve kütle transferi

İşlem, ta= t olduğu zaman ve hava o sıcaklıkta neme doygun hale geldiğinde, dengeye

ulaşır. Adyabatik Şartlar altında, denge adyabatik doygunlaşmanın sıcaklığında ve havanın

termodinamik adyabatik doygunlaşmanın sıcaklığında ve havanın termodinamik yaş-hava

sıcaklığında elde edilir. Bu, soğutma kulesinin de elde edilebilen düşük sıcaklıktır. Bir kule;

ısı yükü olmadan çalıştığında dolaşan su hızlıca bu sıcaklığa olaşır. Bir ısı yükü

uygulandığında işlem aynıdır. Fakat hava entalpisi kuleden, geçerken artar böylece denge

sıcaklığı, giderek artar. Soğuk suyuna giren yaş-termometre sıcaklığına yaklaşımı, kule

yeteneğinin bir işlevidir.

Merkel, Lewis ilişkisinin, sürücü güç olarak entalpi farkına dayanan tam bir katsayıdaki

hissedilebilir ısı ve kütle transferinin bağlantısında olana eşit olduğunu düşündü:

KG/ (KlCpm) =1 (1.6)

Cpm: J/(kg.k) daki önemli havanın nem ısısı (kuru hava temeli)

Denklem (6) yaş-termometrenin neden bir hava-su buhar karışımında ki adyabatik

doygunlaşmanın sıcaklığına çok yakın olduğunu da açıklar. Su ısı kaybı hava ısı kazancı

verimine eşittir.

Lcp dt= G db = K'a (h"-ha) dV (1.7)

G= hava kütle akış oranı kg/s' de.

Denklem, arayüzeyden hava akımına transferi düşünür ama arabirimsel şartlar belirli

değildir. Eğer tabaka direnci göz ardı edilirse ve tam katsayı K', su kütlesi sıcaklığındaki t,

entalpinin sürücü gücüne h’ dayanarak var sayılırsa, denklem şöyle olur:

LCpdt = G dh = K'a (h'- ha) dV (1.8)

K’ aV /L = ∫ −

2

1

1

t

t hahcp dt (1.9)

K’ aV /G = ∫ −

2

1

1

h

h hahcp (1.10)

Soğutma kulesi uygulamasında, Denklem (9)'in bileşik değeri genelde transfer

birimlerinin sayısı (NTU) olarak gösterebilir. Bu değer, kga, kez ortalama entalpi

potansiyelini (hI - ha) su sıcaklık değişimine (Δ t) uğradığın verir. Böylece bir transfer birimi

cpΔ t / h(hl-ha)avg= 1 tanımına sahiptir.

Denklemler kendi kendilerine yeterli değildirler ve doğrudan matematiksel çözüme tabii

değildir. Bir kuledeki herhangi bir noktadaki kütle ve enerji dengesini yansıtırlar ve 2 akışkan

akımın bağıl hareketinden bağımsızdırlar. Mekanik entegrasyon, denklemleri uygulamak için

gerekir ve işlemler bağıl hareket için hesaplanmalıdır. Denklem (9)'in entegrasyonu, verilen

şartlar için NTU'yu verir.

1.1.7.1 Karşıt Akış Entegrasyonu

Diagram soğutan karşıt akış hava-su buharlaşması için doygunluk eğrisine dayanır

(Şekil 30). Su twı'den tw2'ye ye kadar soğuyunca, hava tabakası entalpisi A'dan B'ye

doygunlaşma eğrisini izler.

Yaş-termometre sıcaklığında giren hava taw, C'yi karşılayan bir entalpiye ha'ya sahiptir.

İlk sürücü güç, dikey uzaklıktaki BC.

Şekil 1.30 Karşı akış soğuma diyagramı

Sudan taşınan ısı havaya eklenir, böylece entalpi artışı, su sıcaklığına orantılıdır. Hava çalışma

çizgisi eğim CD, L /G'ye eşittir.

Karşıt akış hesaplamaları kulenin dibinde, hava ve su şartlarının bilindiği tek yerde

başlar. NTU, artımsal aşamalar için hesaplanır ve toplama işlemin integralidir.

1.2 KULE MALZEME VE ELEMANLARI

1.2.1 KULE TİPLERİ 1.2.1.1 Paket Tip Kuleler

Paket tip su soğutma kuleleri, su debisi saatte 0-1200m³ arasındaki tesislerde

kullanılırlar. Alternatiflerine oranla daha uzun ömürlü bir malzeme olan Camelyaf Takviyeli

Polyesterden (CTP) imal edilen paket tip su soğutma kulelerinin, işletme ve bakım giderleri

düşük ve kullanımları kolaydır. CTP paket tip kuleler kendi kategorilerinde en kaliteli su

soğutma kuleleridir.

Kule gövdesi ile taşıyıcı kiriş ve kolonlar, CTP’den imal edilirler. Damla tutucu, su

dağıtım sistemi, dolgu elemanları gibi soğutma suyu ile direk temasta olan kule elemanları

paslanmaya karşı dayanıklı PVC, Polipropilen (PP), CTP veya paslanmaz metalden oluşur.

İsteğe bağlı olarak, kulenin en alt kısmında bulunan soğutulmuş su toplama havuzu da CTP

malzemeden imal edilir.

CTP, mukavemeti arttıran, boyutsal sağlamlığı ve yüksek dayanıklılığı sağlayan

kompozit bir malzemedir. CTP, polyesterin maksimum yapısal performansa ulaşmak için

cam elyaf gibi katkı malzemesi ile birleştirilmesidir. Bu malzemeyi popüler yapan özelliği

ise korozyona karşı mükemmel dayanımıdır. En iyi konstrüksiyon malzemesi olarak CTP ;

• Asit, baz, klorid, solvent gibi kimyasal maddelere karşı korozyon direnci,

• Isıl direnç

• Elektrik ve ısıl izolasyon

• Yüke karşı yüksek direnç

• Düşük bakım

• Onarımı kolay

• UV ışınlarına karşı dayanımı nedeni ile her zaman tercih edilen malzemedir

Şekil 1.31 Paket tip kule

Paket tip kuleler, kurulduktan sonra gerekirse kolayca kaldırılıp taşınabilirler. Modüler

bir yapıya sahiptirler.

Kullanılan malzemeler korozyona karşı dayanıklı ve birbiriyle uyumlu olduğundan CTP

paket tip kuleler diğer alternatif malzemeden yapılan kulelere göre çok daha uzun ömürlüdür.

Paket tip kuleler boya ve bakım gerektirmez.

1.2.1.2 İnşai Tip Kuleler İnşai tip su soğutma kuleleri, su debisi saatte 200 m³ ü aşan tesislerde kullanılırlar.

Mesela enerji santralleri, petrokimya tesisleri, rafineriler ve demir çelik fabrikaları inşai tip su

soğutma kulesi kullanır. Bu kuleler, ana taşıyıcı kirişler ve kolonlar üzerine kurulurlar.

Kulelerin diğer parçaları sahaya getirilerek montajları yapılır.

Kulenin taşıyıcı ana konstrüksiyon malzemesinin belirlenmesinde ekonomik ömür,

yatırım maliyeti ve yapım süresi rol oynar. Yaygın olarak emprenyeli ahşap kullanıldığı gibi,

betonarme veya cam takviyeli polyester (CTP) de ana taşıyıcı konstrüksiyon malzemeleri

olarak kullanılabilir. Kulenin diğer elemanlarını oluşturan damla tutucu, su dağıtım sistemi,

dolgu elemanları gibi soğutma suyu ile direk temasta olan parçalar ise paslanmaya karşı

dayanıklı PVC, PP (Polipropilen), CTP ve paslanmaz metalden oluşur. Su soğutma kulesinin

yerleştirileceği betonarme alt yapı, aynı zamanda soğutulmuş su havuzu olarak kullanılır.

Şekil 1.32 İnşai tip kule

A- Hava Girişi B- Dolgu C- Havuz D- Drift Eliminator F- Su Dağıtım Sistemi G- Hava Girişi H- Korkuluk I- Fan bacası J- Fan ve Mekanik Ekipman K- Motor L- Fan Güvertesi

M- Ara Bölme

İnşai tip su soğutma kulelerini sınırsız sayıda bitişik hücreden oluşturmak mümkündür.

Hücre sayısını belirlerken, işletmenin randımanı, bakımının kolaylığı ve arıza durumlarında

devre dışı kalmasının maliyeti göz önünde tutulur. Bu tip kulelerde proje, müşterinin işletme

şartları ve ihtiyaç duyduğu soğutma kapasitesine göre, üretici şirket ile yapacağı fikir alış-

verişi sonucu şekillenir.

1.2.2 Paket Tip Su Soğutma Kulesi Malzeme ve Elemanları

• Fan grubu

• Damla tutucular

• Su dağıtım sistemi

• Nozullar

• Dolgu

• Hava giriş panjurları

• Taşıyıcı yapı

1.2.2.1 Fan Grubu

Fan grubu, kulenin çatı bölümünde fan bacası içerisinde bulunmaktadır. İşlevi,

buharlaşmanın gerçekleşmesi için dışarıdaki havanın emilerek soğutma dolguları üzerinden

geçirilip fan bacasından atmosfere atılmasını sağlamaktır.

Fan grubu, elektrik motoru veya redüktör miline doğrudan bağlanabilir (direk akuple)

ve böylece enerji tasarrufu sağlanır. Bu sistemde şaft, kayış, kasnak gibi aktarma organlarına

ihtiyaç duyulmadığından bakım giderleri az olur ve problem olasılığını azaltır.

Fan grubu elemanları;

a. Fan kanatları

b. Fan motoru ve redüktör grubu

c. Titreşim şalteri

Şekil 1.33 Fan grubu ve elemanları

a –Fan kanatları: Fan kanatları camelyaf takviyeli polipropilen veya camelyaf

takviyeli polyester (CTP) malzemeden üretilirler ve alüminyum alaşımdan enjeksiyon

yöntemi ile üretilmiş fan tablasına monte edilirler. Bunlar, özel oluşturulmuş yuvalar ve 304

kalite paslanmaz çelik bağlantı elemanları kullanılarak fan grubu haline getirilirler.

Fan çapı büyük olan paket kulelerde CTP veya alüminyum kanat kullanılır. CTP fan

kanatları, çok iyi derecede sıcak daldırma galvaniz kaplanmış fan tablaları üzerine, PP kanat

muylu yatakları ve 304 kalite paslanmaz çelik bağlantı elemanları ile oluşturulur.

Kanatların alüminyum olması tercih edilirse bu konuda uzman fan üreticilerinden bunlar set

olarak tedarik edilmektedir.

Üç tip kanat seçeneğinde de kullanılan kanatların açılarının ayarlanabilir olması hava

akımını kontrol etme imkânı sağlamaktadır. Kanat açıları proje değerlerine göre uygun

açılarda ayarlanır.

Fan kanatlarının mutlaka statik ve dinamik balansları alınmalıdır.

Şekil 1.34 Yerli fan

Şekil 1.35 İthal Multi-Wings fan

b –Fan motoru ve redüktör grubu: Kulenin en üst kotunda fan bacası içerisinde özel

olarak dizayn edilmiş çanak içerisinde bulunmaktadır. Fan uç hızına uygun devire sahip

elektrik motorları direk olarak kullanılır. Büyük çaplı fan gruplarında ise hız sınırlamasından

dolayı motor, redüktör ile birlikte çalıştırılır.

Dizayn değerlerine uygun elektrik motoru (Gamak) kullanılır. Redüktör seçiminde ise

yerli ve ithal seçenekleri vardır.

Şekil 1.36 Fan motoru ve redüktör

Elektrik motorları ve redüktörler düşey V1 konumda çalışır. Bunlar, ısıya karşı F sınıfı

izole olup toz, yağ ve neme karşı IP 55 -56 koruma sınıfında seçilmektedir.

Redüktörlerin gövde malzemesi kır dökme demirden imal edilmektedir. Düz helisel

dişlileri sementasyon çeliğinden imal edilmiş, gürültüsüz çalışacak şekilde taşlanmış

olmalıdır. Milleri imalat çeliğinden imal edilerek, taşlama işlemine tabi tutulmuştur.

Rulmanları çalışma şartlarındaki yük durumuna bağlı olarak kuvvetlendirilmiş rulmanlardır.

c – Titreşim şalteri: Titreşim şalteri, kulenin en üst kotunda fan bacasının hemen

yanında bulunur. Fan grubunda aşırı titreşim oluştuğunda balansı algılayarak elektrik

motorunun devreden çıkmasını sağlar.

Böylece muhtemel arızalarda hasarın büyümesine ve tehlikeli sonuçların oluşmasına

engel olur.

Şekil 1.37 Titreşim şalteri

1.2.2.2 Damla Tutucu Damla tutucu, kule içerisinde fan grubunun bulunduğu platform ile su dağıtım sistemi

arasında yer alır. Görevi, nozullarda zerreciklere ayrılan su taneciklerinin cebri emilen hava

ile sürüklenip fan bacasından kaçmasını engelleyerek su kaybını önlemektir. Kule oturma

alanının tamamını kaplayacak şekilde monte edilirler.

Damla tutucu çeşitleri;

a. Yüksüklü damla tutucular

b. V-Tipi damla tutucular

c. C-Tipi (sinüzoidal) damla tutucular

d. C-Tipi yüksek (sinüzoidal) damla tutucular

e. Emprenyeli ahşap özel damla tutucular

Şekil 1.38 Damla tutucu

a. Yüksüklü b. V-Tipi

c. C-Tipi e. Emprenyeli ahşap

Şekil 1.39 Damla tutucu çeşitleri

1.2.2.3 Su Dağıtım sistemi Su dağıtım sistemi, kule içerisinde damla tutucular ile kule dolguları arasında bulunur.

PVC’den mamul ana ve tali borulardan oluşur. Suyu kule oturma alanına üniform olarak

dağıtacak şekilde tasarlanmıştır. Fıskiyeler, temizlik ve bakım için kolay sökülüp takılabilir

şekilde imal edilebilir.

Su sıcaklığının yüksek olduğu yerlerde su dağıtım sistemi CTP, Paslanmaz Boru veya

Polipropilen malzemeden üretilir. İşletmeden kaynaklanan suyun kirli olduğu durumlarda,

kolay temizlenebildiğinden açık kanal sistemi önerilir.

Su dağıtım sistemi çeşitleri;

a. PVC boru tipi

b. CTP boru tipi

c. CTP açık kanal

Şekil 1.40 Su dağıtım sistemi Şekil 1.41 PVC boru tipi

1.2.2.4 Nozullar Dağıtım sistemindeki suyun dolgu üzerine püskürtülmesi için kullanılırlar. Debi ve

basınç ayarlamalarının kolayca yapılabilmesi için nozul içine yerleştirilen ve değişebilen

çapta huniler kullanılmaktadır.

Şekil 1.42 Nozul

Nozul çeşitleri;

a. Elekli nozul

b. Kademeli nozul

c. Papatya nozul

a b c

Şekil 1.43 Nozul çeşitleri

1.2.2.5 Servis Penceresi Kulenin yan duvarında bulunur. Su dağıtım sistemini ve dolguyu rahatlıkla kontrol

etmeye yarar. Kulede arıza durumunda ve kontrollerde iç kısmın gözetlenmesine ve içerisine

personel girmesine imkân verir. Kolay açılıp kapanabilir. Su sızdırmaz ve paslanmaya karşı

dayanıklı malzemeden imal edilir.

Şekil 1.44 Servis penceresi

Servis penceresi örnekleri;

a. Metal kapaklı pencere

b. Şeffaf kapaklı pencere

a b

Şekil 1.45 Servis penceresi örnekleri

1.2.2.6 Dolgu

Su soğutma kulesi dolgusu, hava giriş panjurlarının üzerinde ve su dağıtım sisteminin

altında bulunur. İşletme suyunun kirlilik derecesine göre PP'den mamul splash grid (sıçratmalı

grid) ve splash bigudi (sıçratmalı bigudi) veya PVC'den mamul petek tip dolgu kullanılır.

Dolgunun üzerine üniform olarak su yağmurlaması yapılır. Böylece su damlacıkları

sürekli sıçratılarak veya dolgu üzerinde süzülerek kolayca buharlaşır. Dolgu, yüksek verim

alınabilmesi için optimum ıslak yüzeyin sağlanacağı şekilde tasarlanıp monte edilir.

Şekil 1.46 Dolgu

Aşağıdaki tablo işletme suyunun kalitesine göre kullanılan dolgularla ilgili bilgi

vermektedir.

Tablo 1.2 Suyun kalitesine göre dolgu seçimi

Sirkülasyon SuyuKalitesi Aslıda Katı Madde Miktarı

Dolgu Türü

Dolgu Islak Yüzeyi

Kısa Süreli

Çalışma < 10 saat

Sürekli Çalışma 24 saat m²/m³

İşletme suyunun çoktemiz ve temiz olduğuyerlerde

100-200ppm 70-120ppm PVC Petek ˜150–240

İşletme suyunun ortakirlilikte olduğu yerlerde 500ppm 300ppm PP

Bigudi ˜90–150

İşletme suyunun kirlive çok kirli olduğu yerlerde Limitsiz Limitsiz PP

Splash <90

Dolgu çeşitleri;

a. Splash grid dolgu

b. Splash bigudi dolgu

c. PVC petek dolgu

a –Splash grid dolgu: PP'den mamul splash gridler, üniform olarak yağmurlama

yapılan dolgu katları arasında, sürekli sıçratılarak parçalanmasını sağlayacak şekilde dizayn

ve monte edilirler. Sıçratılan su taneciklerinde buharlaşma yüzeyi oluşturulması sağlanır.

Yüksek sıcaklıklarda dahi deforme olmaz. (sürekli çalışmada yaklaşık 80°C ve kısa süreli

çalışmalarda yaklaşık 90°C sıcaklıklarda çalışabilir.)

Askıdaki katı madde miktarı (ppm) çok yüksek sirkülasyon sularının olduğu yerlerde

(limitsiz kirliliklerde) rahatlıkla kullanılabilir. Zaman içinde tıkanma ve birikmeler

olmayacağından, kulede kirlilik yükü oluşturarak tahribata sebebiyet vermez.

Kule içerisinde Ctp konstrüksiyona PP malzemeden özel olarak imal edilmiş kolaylıkla

sökülür-takılır özelikte saportlar ve paslanmaz tellerden oluşan taşıyıcı askılar vasıtası ile

asılırlar. Başlangıçta oluşturulan (ilk sıra) dolgu platformu saportlara asıldıktan sonra, 2. sıra

dolguları 1. sıra dolgularına göre şaşırtmalı olacak şekilde asılır.

Tüm dolgular bir birine komşu katlar arasında şaşırtmalı olarak saportlara asılır. Böylece

suyun nozuldan, soğutulmuş su havuzuna seyahatinde geçen zaman içerisinde devamlı olarak

parçalanması sağlanmış olacaktır.

Şekil 1.47 Splash grid dolgu

b –Splash bigudi dolgu: Yeni bir dolgu türüdür. PP bigudi dolgu, yüksek sıcaklıklarda

(kısa süreli çalışmada yaklaşık 80°C ) ve kirli sularda tercih edilmektedir.

Yeniden kullanılmak üzere temizlenebilmesi kolaylığından faydalanılmaktadır. Yeniden

kullanılması özelliği ile işletme maliyeti ucuzdur.

Şekil 1.48 Splash bigudi dolgu

c –PVC petek dolgu: PVC petek dolgu ise, işletme suyunun daha temiz olduğu

yerlerde (toz ve kirliliklerden arındırılmış), suyu kontrol edilen ve besleme suyunun sürekli

yumuşatıldığı proseslerde tercih edilmektedir.

55°C'ye kadar giriş suyu olan kulelerde, ıslak yüzeyinin daha fazla olmasından dolayı

iyi performansından faydalanılmaktadır. Kirli kireçli sularda kullanıldığı takdirde temizlenme

imkanı yoktur. Dolgu levha ara mesafeleri 12, 19 ve 27 mm olmak üzere 3 farklı tipte imal

edilmektedir.

Şekil 1.49 PVC petek dolgu

1.2.2.7 Hava Giriş Panjurları Hava giriş panjurları, kulenin dışında gövde üzerinde, soğutulmuş su havuzu ile dolgu

kotu arasında yer alırlar. Kuleye giren havanın üniform olarak dolguya geçişini sağlarlar.

Havuzda biriken suyun sıçramalar ile kaybını önlerler. Güneş ışınlarını belli ölçüde

engelleyerek yosun oluşumunu azaltırlar ve kulenin bu bölümündeki boşluğu kapatırlar.

Güzel görünüm için kulenin dört tarafında hava giriş panjurları bulunur. Panjurlar

PVC’den imal edilirler. Kolay takılır ve sökülürler. Panjurlar minimum hava direnci

sağlayacak şekilde monte edilirler.

Şekil 1.50 Hava giriş panjurları

Hava giriş panjur çeşitleri;

a. CTP Panjur

b. PVC panjur

Şekil 1.51 CTP ve PVC panjur

1.2.2.8 Taşıyıcı Yapı Taşıyıcı yapıyı oluşturan tüm elemanlar CTP-kompozit malzemeden imal edilirler.

Kulede dış gövde elemanları, taşıyıcı yapı ve mekanik aksamın birleştirilmesinde kullanılan

tüm cıvata ve somunlar 304 kalite paslanmaz çeliktendir.

Şekil 1.52 Taşıyıcı yapı

1.2.2.9 Su Yönlendiriciler Su yönlendiriciler, kulenin içinde hava giriş panjurlarının üzerinde ve kule dolgularının

altında yer almaktadır. CTP malzemeden imal edilip kule gövdesine 45° eğimli olarak monte

edilirler. Fanın çalışmadığı zamanlarda kulenin yan duvarlarından süzülen suyun sıçrayarak

havuz dışına çıkmasını engeller ve havuzun merkezine doğru yönlendirilmesini sağlarlar.

Şekil 1.53 Su yönlendiriciler

1.2.3 İNŞAİ TİP SU SOĞUTMA KULESİ MALZEME VE ELAMANLARI

1.2.3.1 Fan Grubu Fan grubu, kulenin çatı bölümünde fan bacası içerisinde bulunur. Buharlaşmanın

gerçekleşmesi için dışarıdaki havanın emilerek soğutma dolguları üzerinden geçirilip fan

bacasından atmosfere atılmasını sağlar.

Direk akuple motor redüktör grubu veya yatay giriş düşey çıkış redüktör ve buna bağlı

mekanik grup elemanları kullanılmaktadır.

Direk akuple sistemde elektrik motoru, redüktör miline doğrudan bağlanır ve böylece

enerji tasarrufu sağlar. Sistemde şaft, kayış, kasnak gibi aktarma organlarına ihtiyaç

duyulmadığından bakım giderleri az olur ve problem olasılığı azalır.

Şekil 1.54 Fan grubu ve elemanları

Yatay giriş düşey çıkış redüktör ve buna bağlı mekanik grup elemanları: fan, şaft,

elektrik motoru, fan bacası v.b. işletme şartlarına uygun malzeme ve fonksiyonel

elemanlardan oluşmaktadır.

Fan grubu elemanları;

a. Fan kanatları

b. Fan motoru ve redüktör grubu

c. Titreşim şalteri

a –Fan kanatları: İnşai tip kulelerde CTP veya alüminyum kanat kullanılır. CTP fan

kanatları, çok iyi derecede sıcak daldırma galvaniz kaplanmış fan tablaları üzerine, PP kanat

muylu yatakları ve 304 kalite paslanmaz çelik bağlantı elemanları ile oluşturulur. Kanatların

alüminyum olması tercih edilirse bu konuda uzman fan üreticilerinden tedarik edilmelidir. İki

tip kanat seçeneğinde kullanılan kanatların açılarının ayarlanabilir olması hava akımını

kontrol etme imkanı sağlamaktadır.

Fan kanatlarının mutlaka statik ve dinamik balansları alınmalıdır.

Şekil 1.55 Fan kanatları

b –Fan motoru ve redüktör grubu: Fan grubunda kullanılan redüktör, kulenin çatı

bölümünde fan bacası içerisinde bulunur. Fan bacası genellikle pratik, korozyona dayanıklı ve

ekonomik olduğu için CTP malzemeden imal edilir.

Elektrik motoru orta ölçekli fan gruplarında doğrudan (direkt akuple) redüktör

miline bağlanır. Büyük fan gruplarında ise servis kolaylığı sağlaması açısından mecburi

olarak yatay-giriş/düşey-çıkış redüktör kullanılması gerekmektedir. Elektrik motoru redüktöre

bir şaft aracılığıyla bağlanır. Elektrik motorları servis kolaylığı ve yalıtım avantajları sebebi

ile baca dışında en yakın yere monte edilirler.

Elektrik Motoru ve Motor-Redüktör Grubu: Tasarım değerlerine uygun olarak yerli

piyasada Gamak veya muadili marka elektrik motoru kullanılır. Redüktör seçiminde ise yerli

ve ithal seçeneği müşteri tercihine bırakılır.

Şekil 1.56 Fan motoru ve redüktör

Elektrik motorları standart olarak ısıya karşı F izole olup toz, yağ ve neme karşı IP 55–

56 koruma sınıfında seçilir.

Redüktörlerin gövde malzemesi kır dökme demirden imal edilir. Rulmanları çalışma

şartlarındaki yük durumuna bağlı olarak kuvvetlendirilmiş SKF veya FAG marka olmalıdır.

c – Titreşim şalteri: Titreşim şalteri, kulenin en üst kotunda fan bacasının hemen

yanında bulunur. Fan grubunda aşırı titreşim oluştuğunda balansı algılayarak elektrik

motorunun devreden çıkmasını sağlar.

Böylece muhtemel arızalarda hasarın büyümesine ve tehlikeli sonuçların oluşmasına

engel olur.

Şekil 1.57 Titreşim şalteri

1.2.3.2 Damla Tutucu: Paket tipteki ile aynı.

1.2.3.3 Su Dağıtım sistemi: Paket tipteki ile aynı.

1.2.3.4 Nozullar: Paket tipteki ile aynı.

1.2.3.5 Dolgu: Paket tipteki ile aynı.

1.2.3.6 Hava Giriş Panjurları: Paket tipteki ile aynı.

1.2.4 SOĞUTMA KULESİ UYGULAMA ALANLARI

- Gıda Sanayi

- Cam Sanayi

- Demir Çelik Fabrikaları

- Şeker Fabrikaları Rafineleri

- Soğutma Grupları

- Kompresöf Soğutma

- Soğuk Hava Depoları

- Plastik Enjeksiyon Makineleri

- Kağıt Sanayi

- Oteller

- Tatil Köyleri

- İş Merkezleri

- Klima Sistemleri

- Proses Cihazları

- Soğutma Tesisleri

- Genel Sanayi Tesisleri

1.2.5 SOĞUTMA KULESİ TEKNİK NOTLARI Isıl kapasite:

Soğutma kulesinin su miktarı olarak yapabileceği soğutma kapasitesi (m3/h)

Soğutma aralığı :

Soğutma kulesine giren suyun sıcaklığı ile kuleyi terk eden su sıcaklığı arasındaki

sıcaklık farkı

Yaklaşım aralığı:

Soğutma kulesini terk eden suyun sıcaklığı ile havanın yaş termometre sıcaklığı

arasındaki sıcaklık farkı . Kule dizaynı yapılırken yaklaşım aralığı, kule büyüklüğünü ve

maliyetini tespit etmede önemli bir faktördür.

Sürüklenme kaybı:

Hava akımı ile birlikte atmosfere atılan su miktarı. Su damlaları dolgudan çekilen hava

ile birlikte atmosfere atılır Sürüklenme kaybı buharlaşma ile kaybolan su miktarını içermez.

Uygun kule dizaynı sürüklenme kaybını minimize edebilir.

Sürüklenme kontrol edilmelidir çünkü buharlaşma yoluyla oluşan su kaybından farklı

olarak sürüklenme olayında , su kimyasalları ve diğer kirli maddeleride içerdiğinden çevreye

olumsuz etki yapar.

Isıl kaybı :

Soğutma kulesinde sirkülasyon suyundan atılan ısı miktarı (kcal/h). Isı yükü kule

boyutlarını ve maliyeti belirleyen önemli faktörlerdendir.

Yaş termometre sıcaklığı:

Suyun teorik olarak buharlaşma yoluyla ulaşabileceği en düşük sıcaklık. Yaş

termometre sıcaklığı, buharlaşma yolu ile soğutma yapıldığından kule seçimini ve dizaynını

etkileyen aşırı derecede önemli bir faktördür.

Kuru termometre sıcaklığı:

Soğutma kulesine giren havanın sıcaklığıdır.

Çevre sıcaklığı :

Termometre ile ölçülen havanın kuru termometre sıcaklığıdır.

Pompalama yüksekliği :

Soğutulan suyu ,soğutma kulesi havuzundan sisteme ve tekrar kuleye pompalamak için

ihtiyaç duyulan basınç.

Takviye suyu:

Blöf,sürüklenme ve buharlaşma yolu ile kaybolan su miktarını takviye etmek için

gerekli olan su miktarı.

Blöf kaybı:

Suyun eriyen katı madde konsantrasyonunu ,geçerli bir limitin altında tutulabilmesi için

sirkülasyon suyunun bir kısmı deşarj edilir. Buharlaşmanın sonucunda , eriyen katı madde

konsantrasyonu blöf yapılmadığı takdirde sürekli olarak artacaktır.

Bağıl nem :

Belirli bir sıcaklıktaki hava kütlesinin içinde bulunan nem miktarının , o sıcaklıkta

alabileceği en fazla nem miktarına oranıdır.Bağıl nem havanın neme doyma oranını veya nem

açığını verir.