Açık/C_kapalı Soğutma Kulelerinin Çalışma Prensibi ve Sınıflandırılması

Çalışma Prensibi

Entalpi değeri düşük kuru hava, fan vasıtasıyla hava giriş ızgarası vasıtasıyla soğutma kulesi içerisine çekilir; Entalpi değeri yüksek ve doymuş buhar basıncına sahip sıcak su molekülleri, düşük basınçlı havaya doğru akar ve entalpi değeri yüksek sıcak ve nemli su, su dağıtım sistemi aracılığıyla kuleye püskürtülür. Su damlacıkları hava ile temas ettiğinde bir yandan hava ile su arasında doğrudan ısı transferi meydana gelirken; diğer taraftan su buharı yüzeyi ile hava arasındaki basınç farkından dolayı buharlaşma basınç etkisi altında gerçekleşir. Buharlaşma, ısıyı uzaklaştırmak için ısıyı emer, böylece soğutma amacına ulaşılır.

Soğutma Kulelerinin Sınıflandırılması

(1) Havalandırma yöntemine göre: doğal çekişli soğutma kuleleri, mekanik çekişli soğutma kuleleri ve karma çekişli soğutma kuleleri.

(2) Sıcak su ve hava arasındaki temas yöntemine göre: ıslak soğutma kuleleri, kuru soğutma kuleleri ve ıslak-kuru soğutma kuleleri.

(3) Sıcak su ve havanın akış yönüne göre: ters akışlı soğutma kuleleri, çapraz akışlı (çapraz-akım) soğutma kuleleri ve karışık-akışlı soğutma kuleleri. Bu, veri merkezlerinde yaygın olarak kullanılan bir sınıflandırma yöntemidir.

(4) Sistem yapısına göre: açık soğutma kuleleri ve kapalı soğutma kuleleri. Bu aynı zamanda veri merkezlerinde yaygın olarak kullanılan bir sınıflandırma yöntemidir.

(5) Gürültü seviyesine göre: sıradan soğutma kuleleri, düşük-sesli soğutma kuleleri, ultra-düşük-sesli soğutma kuleleri ve ultra-sessiz soğutma kuleleri.

(6) Diğer tipler arasında jet soğutma kuleleri, fansız soğutma kuleleri, hiperbolik soğutma kuleleri vb. yer alır.

Açık ve Kapalı Soğutma Kuleleri Arasındaki Farklar

Açık soğutma kulesinin soğutma prensibi, dolaşan suyun cam elyaf dolguların üzerine püskürtülmesidir. Isı değişimi su ve havanın temasıyla sağlanır; daha sonra fan, suyla ısı alışverişinden sonra sıcak havayı dışarı atmak için kuledeki hava sirkülasyonunu çalıştırır ve böylece soğutma gerçekleşir. Bu soğutma yöntemi daha az ilk yatırım gerektirir ancak daha yüksek işletme maliyetleri (su ve elektrik tüketimi) gerektirir. Kapalı bir soğutma kulesinin soğutma prensibi basitçe iki döngüden oluşur: bir iç döngü ve bir dış döngü. Dolgusu yoktur ve ana çekirdek kısmı bakır boru yüzey soğutucusudur.

Dahili döngü:Kapalı bir sirkülasyon sistemi oluşturacak şekilde hedef ekipmana bağlanır (dolaşım ortamı demineralize sudur). Hedef ekipmanı soğutur ve hedef ekipmandan gelen ısıyı soğutma ünitesine alır.

Dış döngü:Kulenin içindeki soğutma kulesini kendisi soğutur. Dahili dolaşımdaki su ile temas etmez, sadece soğutma kulesindeki bakır boru yüzey soğutucusu aracılığıyla ısı alışverişi ve ısı dağılımını gerçekleştirir. Bu soğutma yönteminde motorun çalışması otomatik kontrol ile su sıcaklığına göre ayarlanır. İlkbahar ve yaz aylarında ortam sıcaklığının yüksek olduğu iki çevrim için her iki çevrimin aynı anda çalışması gerekmektedir. Sonbahar ve kış aylarında ortam sıcaklığı yüksek değildir ve çoğu durumda yalnızca iç döngüye ihtiyaç duyulur.

Açık ve Kapalı Soğutma Kuleleri Arasındaki Performans Karşılaştırması

Açık Soğutma Kuleleri

Soğutulan ortam açık bir sistemde dolaşır. Dolaşım ortamı buharlaşma nedeniyle yoğunlaşır, bu nedenle tüm yıl boyunca kimyasalların eklenmesi ve suyun tamamlanması gerekir. Üstelik soğutulan ortam hava ile doğrudan temas halinde olduğundan kirlenmesi kolaydır. Sülfürlerle karşılaştığında sıvı asidik reaksiyona girerek bağlı ekipmana zarar verir. Bakım amacıyla sık sık kapanmalar gerektiğinden sürekli çalışma gerektiren sistemler için uygun değildir. Soğutulan ortamın açıkta çalıştırılması ve güneş ışığına maruz kalması muhtemelen yosun ve tuz kristalleri üreterek sistemin performansını etkiler. Kuru çalışma mümkün değildir. Sıvı uçucu, toksik veya tahriş edici bir çözelti olduğunda, açık soğutma kulesi çalışma modunun kullanılmasında potansiyel güvenlik tehlikeleri vardır. Soğutulmuş ortam açık sistemde dolaştığı zaman, sistem boru hatlarında ve soğutulmuş ekipmanın ısı eşanjöründe kireçlenme meydana gelebilir, bu da soğutulmuş ekipmanın ısı değişim verimliliğini azaltır ve sistemin işletme maliyetini artırır.

Kapalı Soğutma Kuleleri

Soğutulan ortam, dış havayla temas etmeden kapalı boru hatlarında akar. Isı, ısı eşanjörünün boru duvarı ile dış hava, sprey su vb. arasında aktarılarak ortamın soğutulması sağlanır. Bu nedenle, soğutulan ortam kirlenmez, buharlaşmaz veya konsantre olmaz ve su eklemeye veya kimyasal madde eklemeye gerek kalmaz, böylece bağlı ekipmanın performansı ve hizmet ömrü sağlanır ve günlük yönetim de çok uygundur. Bakım için sık sık kapanmaya gerek yoktur, çalışması stabil ve güvenlidir, bağlı ekipmanların arıza oranı azaltılabilir ve sürekli çalışma gerektiren sistemler için uygundur. Soğutulan ortam güneş ışığına maruz kalmadığı ve havayla temas etmediği için yosun ve tuz kristalleri üretmeyeceğinden "yosun ve tuzun uzaklaştırılmasına gerek kalmaz", böylece sistemin yüksek-performansla çalışması sağlanır. Kuru işlem, çeşitli bakteriler üremeden gerçekleştirilebilir, bu nedenle özellikle hava temizleme gereksinimleri olan durumlar için uygundur ve sıklıkla suyun kıt olduğu ve-kurak bölgelerde kullanılır. Sıvı uçucu, toksik veya tahriş edici bir çözelti olduğunda, kapalı sirkülasyon sisteminin kullanılması çevreyi kirletmeyecektir, bu nedenle sıvılara ilişkin sıkı gereksinimleri olan sistemlerde yaygın olarak kullanılır. Soğutulan ortam kapalı boru hatlarında akar. Soğutulan ortam genellikle minerali giderilmiş sudur, dolayısıyla sistem boru hatlarında ve soğutulan ekipmanın ısı eşanjöründe kireçlenme meydana gelmez. Soğutulan ekipman verimli bir şekilde çalışır ve tüm sistem enerji tasarrufu sağlayarak{12}}çalışır.

Soğutma Kuleleri için-Donmaya ve-Soğumaya Karşı Önlemler

Soğutma kuleleri genellikle binaların çatıları gibi dış mekanlara monte edilir ve çevreden büyük ölçüde etkilenir. Soğutma kulelerinin donma önleyici çalışmaları-sıcaklık düşük olduğunda dikkate alınmalıdır ve bazı bölgelerdeki veri merkezleri de ilkbaharda-soğukluğu önleyici çalışmalar ekleyecektir.

Soğutma Kuleleri için-Saçmalık Karşıtı Önlemler

Soğutma kulesi fanının çalışması sayesinde soğutma kulesi çevresinde sabit bir hava akış organizasyonu oluşturulur. Bu alanda yüzen kedicikler, hava akış organizasyonu ile birlikte soğutma kulesine girip çıkacak, dolgulara, fanlara yapışacak veya soğutma suyu sistemine girecek, soğutma sistemi ekipmanlarının normal çalışmasını etkileyerek operasyonel riskleri ve ekipman bakım maliyetlerini artıracaktır. Kedicikleri önlemek için, -kedicik önleyici pamuk satın almak, bunu soğutma kulesinin hava girişine yakın bir şekilde bağlamak ve ısı dağıtım verimliliğini etkilememek için biriken kedicikleri düzenli olarak temizlemek gerekir. (Anti-kedicik pamuk yalnızca soğutma kuleleri için değil aynı zamanda klima dış üniteleri için de uygundur.)

Soğutma Kuleleri için-Donmaya Karşı Önlemler

Soğutma kulesinin karterine elektrikli ısıtma çubukları monte edilmiştir. Genel kontrol modu, karterdeki soğutma suyunun sıcaklığı 4 dereceye düştüğünde elektrikli ısıtma çubuklarının çalışmaya başlamasıdır; karterdeki soğutma suyunun sıcaklığı 8 dereceye yükseldiğinde elektrikli ısıtma çubukları çalışmayı durdurur.

Boru hatları için elektrikli heat tracing: Tüm dış mekan su boru hatları, boru hatlarının donmasını ve çatlamasını önlemek için sarılı elektrikli heat tracing ile döşenir.

Soğutma kuleleri için fanın ters buz çözmesi: Bazı soğutma kuleleri bu fonksiyonla tasarlanmıştır.