KIŞ VE YAZ AYLARINDA, YAŞ TERMOMETRENİN SOĞUTMA KULELERİNE ETKİSİ
Soğutma kuleleri, suyu, ısı ve kütle transferiyle soğutur. Soğutulacak su, açık çevrim kulelerde sprey nozulları ile çok büyük bir su yüzey alanını atmosfer havasına maruz bırakan, film tipi dolgu veya bigudi dolgular ile kule içinde dağıtılır ve soğutulacak su direkt olarak hava ile temas ederek ısısını havaya aktarır. Kapalı çevrim soğutma kulelerinde ise soğutulacak su hava ile temas etmez ve eşanjör içinde dolaşır. Sprey suyu ise ısı değiştirici üzerine spreylenmektedir. Isı, eşanjörden sprey suyuna, oradan da havaya aktarılır ve soğutma sağlanır. Atmosferik hava, fanlar veya doğal rüzgar akımları ile sirküle edilir.
Soğutma kulelerinde mükemmel performans, soğutulacak suyun yaş termometre değerine düşmesi ile elde edilir. Bu durumun sebebi, hava ile su teması olan bir uygulamada, suyun düşebileceği en düşük sıcaklık,o anki hava koşullarına bağlı olarak hesaplanan yaş termometre sıcaklığı olmasıdır. Bu durum termodinamik açıdan elde edilemez değildir fakat kulede soğutulacak su debisi minimum seviyeye düşecek ve kule verimi ve kapasitesi de buna bağlı olarak azalacaktır. Veya tasarım sınırları aşılmış olacak ve hava debisinin tolerans değerlerinin üzerine çıkma riski oluşacaktır. Bu durumda soğutulacak suyun tasarımda belirlenen yaş termometre sıcaklığından 3oC fazla olarak çıkması tercih edilebilecek bir koşuldur.
Herhangi bir soğutma kulesinin termal kapasitesi temelde aşağıdaki parametrelere bağlıdır:
- Yaş termometre sıcaklığı.
- Kuleye giren su sıcaklığı.
- Soğutulacak su debisi.
Bu dizayn şartları, kule boyutları ve fan debisini belirleyici temel unsurlardır.
Yaş Termometre Sıcaklığı
Bir soğutma kulesinin termal performansı hesaplanırken, ilk olarak giriş havası yaş termometre sıcaklığı bilinmelidir. Yaş termometre sıcaklığı, havanın gün içindeki sıcaklık ve nem değerine bağlı olarak değişir. Ayrıca yaş termometre değerleri bölgeden bölgeye değişiklik göstermektedir. Soğutma kulesi dizayn edilirken çalışacağı bölgenin yıllara bağlı olarak elde edilen hava sıcaklık ve nem değerleri göz önünde bulundurularak ortalama en yüksek yaş termometre sıcaklığında hesaplamalar yapılır. Bu değer de genellikle yaz ayında en sıcak olan günlerin ortalaması olmaktadır. Dizayn kriterlerine bu şekilde yüksek yaş termometre değeri ile başlanma sebebi, yılın en sıcak günlerinde dahi istenilen kapasiteyi alabilmektir.
Su giriş sıcaklığı ve soğutulacak su debisi değiştirilmeden hesaplanan bir kulenin yaş termometre sıcaklığına bağlı olarak kapasitesindeki değişim şekil-1’de verilmiştir.
Örneğin 35-30oC sıcaklık rejiminde 25oC yaş termometre sıcaklığında çalışan bir kuleyi ele alalım.*1Sıcaklık rejimi ve soğutulmuş su ile yaş termometre sıcaklığı arasında 5 oC fark bulunmaktadır. Bu şartlarda kulenin soğutabildiği su debisi 142 m3/saat olmakta ve kapasitesi 710.000 kcal/saat olarak hesaplanmaktadır. (Kapasite hesabı ile ilgili olarak sitemizdeki bir önceki yayınımızı inceleyebilirsiniz). Sık yapılan yanlışlardan biri sıcaklıklar arasındaki farklar korunduğunda aynı kapasitenin alınabileceğini düşünmektir. Fakat öyle olmamaktadır. Aradaki 5oC farkı koruyarak farklı sıcaklık değerleri ile hesaplayalım;
30-25 oC sıcaklık rejiminde 20 oC yaş termometre sıcaklığı olan bir günde aynı soğutma kulesi 118 m3/saat su soğutabilmekte ve 590.000 kcal/saat kapasiteye sahip olmaktadır.
Görüldüğü üzere aradaki sıcaklık farklarının korunmasına rağmen 710.000 kcal/saat yerine 590.000 kcal/saatlik bir kapasite elde edildi. Bu durumda aradaki sıcaklık farklarını koruyarak bir yaklaşım yapılamayacağı görülmüştür.
