Her çeşit soğutma kulesi tüm uygulamalar için uygun değildir. Soğutma kuleleri, çeşitli tiplerde tasarlanmakta ve üretilmekte olup, soğutma kuleleri için çok sayıda boyut mevcuttur. Bir proje için doğru soğutma kulesini belirlerken, çeşitli türleri, avantajlarını ve sınırlamalarını bilmek gerekir. İlk olarak bir soğutma kulesi seçerken, nasıl çalıştığına ilişkin bazı temel işlevleri ve performansını etkileyen faktörleri bilmek önemlidir, böylece boyut ve tip seçimi söz konusu olduğunda bilinçli bir karar verebilirsiniz. Soğutma ihtiyaçlarınız bilinen bir ısı yüküne örneğin (kW veya kcal) sahip tek parça bir ekipman içinse, bazen bir boyut seçmek kolay bir işlemdir.

Ancak, endüstriyel bir elektrik santralinin başındaysanız, büyük olasılıkla daha büyük bir soğutma kulesi seçeceksiniz. Genellikle soğutma kulesi, birden fazla hesaplama gerektiren birkaç ekipman parçasını soğutur. Büyük HVAC uygulamalarında, ihtiyaç duyulan kapasiteyi belirlemek için bina boyutu ve kapasitesi yerel çevre ile birlikte kullanılır.

Soğutma Kulesi Kapasite Hesabı

Öncelikle sistemden soğutma kulesine gelecek olan ısı miktarı kW veya Kcal cinsinden bilinmelidir. Sistemden soğutma kulesine gelecek olan sıcak suyun sıcaklığı (°C) ve soğutma kulesinden istenilen soğuk suyun sıcaklık (°C) bilgisi gereklidir. Bu bilgiler elde edildiğinde soğutma kulesine gelecek olan su debisini (l/s) hesaplayabiliriz.

Soğutma kulesi kapasite formülü :

Q = m × c × Δt  

Q = Soğutma kulesi kapasitesi (kW)

m = su debisi

Δt = Soğutma kulesine giren sıcak suyun sıcaklığı (°C) - Soğutma kulesinden çıkan suyun sıcaklığı (°C)

 = Sabit 4.18

Not:4.18 değeri su içindir.

Soğutma Kulesi Kapasite Hesaplama Örnek  

Bir işletmeden bulunan kompresör cihazında oluşan sıcak su sıcaklığı 38 (°C)’ dir. Kompresörün optimum şekilde çalışması için 33 (°C) soğuk su sıcaklığına ihtiyacı vardır.

Preseste dolaşan suyun debisi ise (20 l/s)’dir. Kompesörün çalışması için ihtiyaç duyulan soğutma kulesi kapasitesi nedir?

Soğutma Kulesi Kapasite Hesaplama Çözüm

Q = m × c × Δt  

Q = 20 × 4.18 × 5

Q = 418 kW  

Soğutma kulesi kapasitesi 418 kW’dır

Soğutma Kulesinde Sürüklenme Kaybı

Kayıp türlerinden biri, bir soğutma kulesinde veya rüzgarda sürüklenme kaybıdır. Sürüklenme kaybı, sürüklenme giderici tasarımının bir fonksiyonu olarak şöyle kabul edilir:

Sürüklenme kaybı = Doğal çekişli bir soğutma kulesi için sirkülasyon suyu debisinin yüzde 0,3 ila 1,0'ı

Sürüklenme kaybı = tipik bir indüklenmiş çekiş kulesi için sirkülasyon suyu debisinin yüzde 0,1 ila 0,2'si

Sürüklenme kaybı = yüksek verimli sürüklenme gidericilere sahip bir soğutma kulesi için yaklaşık yüzde 0,0005 ila 0,001 veya daha az sirkülasyon suyu debisi

Soğutma Kulesinde Buharlaşma Kaybı

Soğutma kulesindeki su söz konusu olduğunda buharlaşma kayıplarını göz önünde bulundurmalısınız. Sadece buharlaşma nedeniyle su kaybı şu şekilde ifade edilir:

Buharlaşma kaybı = 0,00085 × m × (T1-T2)

Buharlaşma kaybı (m3 /hr)

T1 – T2 = soğutma kulesine giren giriş suyu sıcaklığı eksi soğutma kulesinden çıkış suyu sıcaklığı (°F) anlamına gelir,

0,00085 bir buharlaşma sabitidir.

Soğutma kulesinde ikinci buharlaşma kaybı formülü ise:

m = m3/hr cinsinden soğutma kulesindeki sirkülasyon suyu

lambda ( = Suyun gizli buharlaşma ısısı = 540 kcal/kg (veya) 2260 kJ/kg veya

Ti – To = °C cinsinden soğutma kulesine giren sıcak suyun sıcaklığı ile soğutma kulesinden çıkan soğuk suyun sıcaklık farkı

Cp = suyun özgül ısısı = 1 kcal/kg / °C (veya) 4,184 kJ / kg / °C

Soğutma Kulesinde Blöf Kaybı

Son olarak, buharlaşmalı soğutma nedeniyle soğutma kulesinde katı madde konsantrasyonunu düşüren sirküle eden su olan blöf veya çekme kaybını bulmanız gerekir. Soğutma kulesinin normal çalışması sırasında su buharlaşırken, magnezyum, silika, klorür ve kalsiyum gibi çözünmüş katılar soğutma kulesinde ve sistemde devridaim yapan su döngüsünde kalır. Bu katı madde konsantrasyonu soğutma kulesinde çok yükselebilir ve bu da soğutma kulesinde hem tortu oluşumuna hem de korozyona neden olabilir.Soğutma kulesinde bulunan yüksek konsantre suyun bir kısmını çıkarabilir ve yerine takviye suyu koyabilirsiniz. Blöf kaybı, sirkülasyon suyundaki ve takviye suyundaki klorür içeriğinin oranı soğutma kulesinin konsantrasyon döngüsü ile doğrudan ilişkilidir.

Soğutma Kulesinde Blöf Kaybı Hesabı :

Soğutma kulesinde blöf kaybı = [Soğutma kulesindeki buharlaşma – (COC – 1) x Soğutma kulesindeki sürüklenme kaybı] / (COC – 1)

COC; Soğutma kulesindeki konsantirasyon dögüsüdür.

Soğutma kulesi uygulamalarında genel olarak 2.5 alınır.