Soğutma kuleleri, suyun buharlaşması yoluyla ısının sıcak sudan atmosfere aktarılması işlemi olan evaporatif soğutma prensibine göre çalışır. Bir soğutma kulesi şu şekilde çalışır:
1. Su Sirkülasyonu: Endüstriyel proseslerden, HVAC sistemlerinden veya diğer kaynaklardan gelen sıcak su soğutma kulesine pompalanır.
2. Su Dağıtımı: Sıcak su, soğutma kulesinin içindeki bir dolgu malzemesi (dolgu malzemesi veya salmastra olarak da bilinir) üzerine dağıtılır. Dolgu malzemesi, suyun yayılması ve ince filmler oluşturması için geniş bir yüzey alanı sağlayarak hava ile maksimum temasa izin verir.
3. Hava akışı: Eş zamanlı olarak, hava ya doğal çekişle (sıcak havanın kaldırma kuvveti kule boyunca yükselmesine neden olur) ya da mekanik çekişle (fanlar havayı kule boyunca zorlar) kule boyunca çekilir. Bu hava akımı, kule içindeki hava ve su akımlarının düzenine bağlı olarak çapraz akışlı veya ters akışlı olabilir.
4. Isı Değişimi: Sıcak su, dolgu ortamının üzerinden aşağıya doğru akarken hareket eden havaya maruz kalır. Sıcak su ile daha soğuk hava arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle suyun bir kısmı buharlaşır. Bu buharlaşma süreci enerji gerektirir ve bu enerji kalan sudan emilerek suyun soğumasına neden olur.
5. Evaporatif Soğutma: Buharlaşma sırasında sıcak sudan gizli ısı (suyu sıvıdan buhara dönüştürmek için gereken enerji) emilerek sıcaklığı önemli ölçüde düşürülür. Buharlaşan nemi taşıyan hava soğutma kulesinden çıkar.
6. Soğutulmuş Su Toplama: Soğutulmuş su soğutma kulesi havuzunun dibinde toplanır ve daha fazla ısı emmesi için endüstriyel prosese veya HVAC sistemine geri pompalanarak döngüye devam edilir.
7. Sürüklenme Giderme: Su kaybını en aza indirmek için soğutma kuleleri, çıkan hava tarafından taşınan su damlacıklarını yakalayan sürüklenme gidericilerle donatılmıştır. Bu, suyun korunmasına ve kulede istenen su seviyesinin korunmasına yardımcı olur.
8. İkmal Suyu ve Su Arıtma: Buharlaşma ve sürüklenme kayıpları nedeniyle, bir soğutma kulesi su seviyesini korumak için tamamlama suyuna ihtiyaç duyar. Ayrıca, soğutma kulesi içinde kireç oluĢumunu, korozyonu ve mikrobiyal büyümeyi önlemek, verimli ve güvenilir çalıĢmayı sağlamak için su arıtımı gereklidir.
Özetle, soğutma kuleleri endüstriyel proseslerden ve HVAC sistemlerinden ısıyı uzaklaştırmak için suyun buharlaşmasının doğal sürecinden yararlanır. Soğutma kuleleri, buharlaşmanın gizli ısısını kullanarak büyük hacimlerde suyu verimli bir şekilde soğutur ve bu da onları, ekipman performansı ve operasyonel verimlilik için ısı dağılımının kritik olduğu çeşitli endüstrilerde hayati bileşenler haline getirir.