hazırlayan doç. dr. hüseyin bulgurcu balıkesir...

49
Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015 1

Upload: dohuong

Post on 29-Jun-2019

227 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Hazırlayan

Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU

Balıkesir 2015

1

Page 2: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

1.GİRİŞ

Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere ısı ve kütle transferi yapan ve bu maksatla suyun atmosferle geniş bir alanda temasını sağlayan, hava ve su akımları sürekli olan cihazlardır.

Bu cihazlarda püskürtülen sıcak su damlacıklarına zıt yönde hava dolaşımı yapılır.

Su damlacıkları kütlelerine göre geniş yüzeye sahip olduğundan, yüzeydeki bir miktar su molekülü hava etkisiyle buharlaşır.

Buharlaşmakta olan su molekülü ait olduğu damlacıktan ısı alarak onu soğutur. Ayrıca damlalardan havaya taşınım ile ısı transferi oluşur

2

Page 3: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-1 Su soğutma kulesi sistemi

Su ile havanın temas yüzeyini attırmak, suyu yayan ızgara şeklindeki ahşap

veya plastik kafesler (dolgu) yardımıyla sağlanabileceği gibi suyu fıskiyeler de

atomize halde püskürtmek suretiyle de sağlanabilir. 3

Page 4: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

2. SOĞUTMA KULESİNİN ELEMANLARI

Çerçeve ve kasa:

Dolgu:

Sıçramalı dolgu:

Film dolgu:

Soğuk su haznesi:

Damla tutucular:

Hava girişi:

Panjurlar:

Memeler:

Fanlar:

4

Page 5: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

3.SOĞUTMA KULESİ KAPASİTESİNİ

ETKİLEYEN ÇEŞİTLİ FAKTÖRLER

Soğutma kulelerinin ve püskürtme havuzlarının

kapasitesi ilk olarak buharlaşma miktarına bağlıdır.

Buharlaşma miktarı, su ile hava arasındaki temas

yüzeyine ve atmosferik havanın yaş termometre

sıcaklığına bağlı olarak değişir. Su ile hava

arasındaki temas yüzeyi şunlara bağlıdır.

Yüzeyi havaya maruz bırakılan suyun miktarına,

Temas yüzeyinin uzunluğuna,

Kule ve havuzdan geçen havanın hızına

5

Page 6: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

4. SOĞUTMA KULELERİNİN

SINIFLANDIRILMASI

I- Doğal Çekişli Soğutma Kuleleri

a)Hiperbolik tip kuleler

b)Atmosferik tip kuleler

II- Mekanik Çekişli Soğutma Kuleleri

a)Karşı akımlı kuleler

b)Çapraz akımlı kuleler

III- Püskürtme Havuzları ve Kanaletler

6

Page 7: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Doğal çekişli soğutma kulelerinden hiperbolik tip kuleler "baca tipi" adı ile anılır ve bunlar çoğunlukla betonarme bazen de ahşap malzemeden yapılırlar.

İlk yatırım masraflarının yüksek olması nedeniyle küçük tesislerden ziyade büyük tesislerde ekonomik çözüm gerektirmekte olan ve bu kulelerin boyutları 75-150 metre çap ve 110-150 metre yükseklik seviyelerine ulaşmaktadır.

Bu kulelerde havanın hareketi, ısınan havanın yükselmesi prensibine dayanır.

Dış hava şartlarının değişmesi bu kulelerin performansını büyük ölçüde etkiler.

Dış sıcaklık düşük seviyelerde ise kule çekişi ve dolayısıyla soğutma kapasitesi artacaktır.

Diğer yandan yaş termometre sıcaklığının artması, mekanik kulelerde olduğu gibi kapasitenin düşmesine neden olur.

Hava ve suyun hareketi paralel akımlı, çapraz akımlı ve ters akımlı olarak yapılabilir

7

Page 8: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-2 Doğal çekişli hiperbolik soğutma kulesi (baca tipi)

8

Page 9: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Atmosferik tip kulelerde havanın hareketi, kademeli

şekilde tertiplenmiş olan püskürtme memelerinden

hızla püskürtülen suyun sürükleyici etkisiyle (endüktif

etki) sağlanır.

Bu tip kulelerde suyun giriş ve çıkış sıcaklığı farkı

çoğunlukla 10C'yi geçmez. Ayrıca, dış havanın yaş

termometre sıcaklığı ile suyun çıkış sıcaklığı farkını

6C'nin altına düşürmek oldukça zordur.

Bu kulelerde hava akışı hızları rüzgârdan olumsuz

şekilde etkilenir.

9

Page 10: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-3 Atmosferik doğal çekişli soğutma kulesi kulesi(ıslak

dolgulu)

10

Page 11: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-4 Atmosferik doğal çekişli soğutma (püskürtmeli)

11

Page 12: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Mekanik çekişli soğutma kuleleri paket tipte yapıldığı

gibi (3500 kW kapasitesine kadar), bilhassa büyük

kapasiteli kuleler, yerine imal-inşa etme tekniği ile

yapılmaktadır.

Hava hareketini sağlayan vantilatörün tipi radyal ve

daha ziyade eksenel tipte olmaktadır.

Kuleye havanın giriş ağzı sayısına göre de tek girişli

veya çift girişli kule olarak da sınıflandırılabilir .

12

Page 13: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-5 Mekanik içe üflemeli soğutma kulesi

13

Page 14: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-6 Mekanik içten çekmeli soğutma kuleleri

(püskürtmeli ve dolgulu)

14

Page 15: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-7 Mekanik içten çekmeli çapraz akışlı

kuleler

15

Page 16: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-8 Püskürtme havuzu

16

Page 17: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

5. SOĞUTMA KULELERİNDE

PERFORMANS DEĞERLENDİRİLMESİ

Soğutma kulelerinin performansını değerlendirmek, enerji israf

alanları belirlemek ve iyileştirmeleri önermek için tasarım değerlerine

doğru “yaklaşımı” ve “fark” kavramları kullanılır. Performans

değerlendirme sırasında, taşınabilir izleme araçları, aşağıdaki

parametreleri ölçmek için kullanılır:

Hava ıslak termometre

Havanın kuru termometre

Soğutma kulesi su giriş sıcaklığı

Soğutma kulesi çıkış suyu sıcaklığı

Egzoz hava sıcaklığı

Pompa ve fan motorlarının elektriksel okumalar

Su akış hızı

Hava debisi

17

Page 18: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-9 Soğutma kulelerinde “fark” ve “yaklaşım”

kavramlarının açıklanması

18

Page 19: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

a) Fark (aralık): (Şekil -5.29) Bu, soğutma kulesi suyu giriş ve çıkış sıcaklığı

arasındaki farktır. Yüksek farkı ile soğutma kulesinde su sıcaklığını azaltmak

mümkün olur ve bu nedenle iyi performans anlamına gelir. Formül:

Fark (kademe) (° C) = [Kule su giriş sıcaklığı (° C) – Kule su çıkış sıcaklığı (° C)

b)Yaklaşım: (Şekil-5,29) Bu, soğutma kulesi çıkış sıcaklığı ile ortam yaş

termometre sıcaklığı arasındaki farktır. Düşük yaklaşım iyi soğutma kulesi

performansını gösterir. Fark (aralık) ve yaklaşım birlikte izlenmesine

rağmen,”yaklaşım” soğutma kulesi performansının daha iyi bir göstergesidir.

Yaklaşım (° C) = [Kule su çıkış sıcaklığı (° C) - Yaş termometre sıcaklığı (° C)]

19

Page 20: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

c) Verim: Bu, fark (aralık) ve ideal fark arasındaki (yüzde olarak) orandır. Diğer bir tanımla Etkinlik = Fark / (Fark + Yaklaşımı). Bu oran ne kadar yüksekse soğutma kulesi etkinliği o kadar yüksek demektir.

Verim (%) = 100 x (Kule su giriş sıcaklığı –Kule su çıkış sıcaklığı) / (Kule su giriş sıcaklığı –Yaş term. Sıc.)

d) Soğutma kapasitesi: Bu durum, atılan ısının miktarı olup suyun kütlesel debisinin, özgül ısı ve sıcaklık farkının ürünü olarak olarak verilmiştir. kW ya da kCal/h birimindedir.

e) Buharlaşma kaybı: Bu soğutma işlemi için buharlaştırılarak su miktarıdır. Teorik olarak buharlaşma miktarı atılan her 1.000.000 kcal ısı için 1,8 m3 su dışarı atılır. Aşağıdaki formül (Perry) kullanılabilir:

Buharlaşma kaybı (m3/h) = 0.00085 x 1.8 x su debisi (m3/h) x (T1-T2)

T1 - T2 = Kule su giriş ve çıkış arasındaki sıcaklık farkı

20

Page 21: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

f) Derişiklik döngüsü (D.D.): Bu, suda oluşan çözünmüş katı madde ile işlemli su içinde çözülmüş katı madde oranıdır.

g) Akış kayıpları: Derişiklik ve buharlaşma kayıplarına bağlıdır ve aşağıdaki formül ile bulunur:

Akış kayıpları = Buharlaşma kaybı / (D.D.- 1)

h) Sıvı / Gaz (L / G) oranı: Bir soğutma kulesinin L / G oranı, su ve hava kütle akış debileri arasındaki orandır. Soğutma kuleleri bazı tasarım değerlerine sahiptir, ancak mevsimsel değişimlerde iyi soğutma kulesi verimi sağlamak için su ve hava debilerinin ayarlanması gereklidir. Düzeltmeler su haznesi yükleme değişiklikleri veya kanat açısı ayarlamaları ile yapılabilir.

21

Page 22: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Termodinamik kurallarına göre sudan atılan ısı, çevredeki havadan emilen ısıya eşit olması gerektiğini ifade eder. Bu nedenle, aşağıdaki formüller kullanılabilir:

L (T1 - T2) = G (h2 - h1)

L / G = (h2 - h1) / (T1 - T2)

Burada: L / G = sıvı kütle akım oranı gaz için (kg / kg) T1 = Sıcak su sıcaklığı (°C) T2 = Soğuk su sıcaklığı (°C)

h1: Kuleye giren havanın toplu ısısı (entalpisi) (kJ/kg)

h2: Kuleden ayrılan nemli havanın toplu ısısı (entalpisi) (kJ/kg)

22

Page 23: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

TABLO-1 Farklı tip kule dolgularında tasarım değerleri

Sıçratmalı dolgu

Film dolgu

Düşük aralıklı film dolgu

Mümkün olan L/G oranı

1,1-1,5 1,5-2,0 1,4-1,8

Faydalı ısı transfer yüzeyi (dolgu sıklığı)

30-45 m2/m3 150 m2/m3

85-100 m2/m3

Gerekli dolgu yüksekliği

5-10 m 1,2-1,5 m 1,5-1,8 m

Gerekli pompa basma yüksekliği

9-12 m 5-8 m 6-9 m

Gerekli hava debisi Yüksek En düşük Düşük

23

Page 24: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

6. SOĞUTMA KULESİ AKSESUARLARI

Soğutma kulesinin su haznesi çıkışındaki bir pislik tutucu yabancı

maddelerin boru sistemine girmesini önler (Şekil-10)

Suyun sistemde dolaşımı için genellikle santrifüj tip bir su

pompası kullanılır.

El kumandalı baypas valfı, kondenserin baypas hattına

bağlanarak kondenserden geçen suyun miktarını kontrol imkânı

verir.

Bir soğutma kulesi veya püskürtme havuzu sisteminde

gerekmedikçe su regülatör valfı kullanılmaz. Fakat sistem su

regülatör valfine sahipse, pompanın basma hattını soğutma

kulesi girişine bağlayan bir yaylı emniyet valfı dahi gereklidir

(Şekil-11).

24

Page 25: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-10 Temel soğutma kulesi bağlantı sistemi

25

Page 26: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-5.31'daki sistem suyun içindeki yabancı maddelerin

derişikliğini kontrol imkânı veren bir su ilave valfı içerir.

Tahliye valfleri çoğunlukla boru sisteminin en yüksek

noktasına yerleştirilir. Bu, sistem durmakta iken gereksiz

tahliyeyi önler.

Soğutma kulelerinde su sarfiyatı, buharlaşma ve

sıçramadan dolayı meydana gelir, dolaştırılan su debisinin

%2 ila %5'i arasında değişir.

26

Page 27: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-11 Emniyet ve ilave valfli soğutma kulesi sistemi

27

Page 28: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

7. SOĞUTMA KULELERİNİN BAKIM

YÖNTEMLERİ

Soğutma kulelerinde verimli bir çalışma ve uzun bir kule ömrü için düzenli olarak bakım yapılmalıdır.

Kulenin içi, devamlı olarak su, kimyasal maddeler ve hava akışına maruz kalmaktadır.

Önlem alınmamış metal parçalar korozyona uğrar, ahşap parçalar da çürüyebilir.

Kuleler çoğu kez dış ortamlarla yerleştirilir ve dış hava etkilerine maruz kalır.

Böylelikle dış ortamlardaki kuleyi, fanları, motorları, kasnaklar ve kule kontrol elemanlarını dikkatlice bakımdan geçirmek gerekir.

Püskürtme havuzları, soğutma kulelerinden daha az bakım gerektirir.

Periyodik olarak su püskürtücü memeleri tıkanmaya karşı kontrol edilir, parmaklık ve panjurların iyi durumda olması ve havuzun altına çökelen çamurların temizlenmesi istenir.

28

Page 29: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Bu kulelerde üreticilerin; fanlar, motorlar, pompalar ve kontroller için

hazırladıkları dokümanlar size yardımcı olacaktır:

Soğutma kulesi suyu, kireç ve korozyon önleyici bir kimyasal

şartlandırma programına tabi tutulmalıdır (Çalıştığı süre boyunca).

Soğutma kulesi suyu, biyolojik aktivasyonu engelleyici bir biocid

ile dezenfeksiyona tabi tutulmalıdır (Çalıştığı süre boyunca).

Toplam su miktarı; kule üzerine yazılmalıdır (Kule havuzu ve

kondenser ile, ara tesisattaki su dahil edilerek). Kullanılacak olan

kireç ve korozyon inhibitörleri ve biositlerin dozlanmaları açısından

su miktarı önemlidir.

Kullanımda olan soğutma kuleleri, yılda en az iki kez kimyasal ve

mekanik temizliğe tabi tutularak tortu ve çökeltiler sistemden

uzaklaştırılmalıdır.

29

Page 30: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

8. SOĞUTMA KULELERİNİN SEÇİMİ

Verilen bir durum için uygun bir soğutma kulesi seçilmesi için aşağıdaki

bilgilerin verilmesi lazımdır.

1. Tasarlanan kompresör kapasitesi

2. Tasarlanan yaş termometre sıcaklığı

3. Tasarlanan kuleden su çıkış sıcaklığı (kondensere su giriş sıcaklığı )

Ya da

1. Kondenserden kuleye giden suyun hacim debisi ( L/S )

2. Tasarlanan yaş termometre sıcaklığı

3. Tasarlanan kuleye giriş ve kuleden çıkış su sıcaklığı

30

Page 31: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Çoğu durumlarda soğutma kulesinden suyun çıkış sıcaklığı

havanın kuleye giriş yaş termometre sıcaklığının 4-5,5 K

üzerindedir. Su soğutmalı kondenserde ve soğutma kulesinde

bir dengenin sağlanması için kondenserdeki suyun

sıcaklığındaki artmanın soğutma kulesindeki suyun

sıcaklığındaki azalmaya eşit olmalıdır.

Soğutma kulesi yükü

(kW) = Suyun hacimsel debisi (L/S ) x 4,19 kJ/ kgK x (Tsg – Tsg )

Qsk = V x 4,19 x (Tsç – Tsg )

31

Page 32: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Örnek-5.10: Tablo-5.11’den aşağıdaki şartları sağlayacak soğutma kulesini seçiniz.

Tasarlanan soğutma kapasitesi : 70 kW

Yaş termometre sıcaklığı (girişte ) : 25,5 C

Tasarlanan kuleden su çıkış sıcaklığı : 30C

Çözüm: Tablo-5.11den A-66 seçilir. Soğutma kulesi kapasitesi 72,8 kW.

1 kW soğutma kapasitesi başına hacim debisi 0,054 L/s ise;

70 x 0,054 = 3,78 L/s hacim debisindeki su kulede dolaşım yapmalıdır.

Tabloda su giriş sıcaklığı 35,5 C bulunur.

32

Page 33: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

TABLO-2 Atmosferik soğutma kulesi kapasiteleri [kW] (1.34 m/s rüzgâr

hızına göre)

33

NOT: Gerçek kule kapasitesi 1250 W/kW evaporatör kapasitesine dayanmaktadır.

Kule yaş hazne sıcaklıkları

[°C]

33,0

19,5

25,5

34,0

30,5

26,5

32,7

28,5

24,0

34,2

30,0

25,5

33,7

29,5

25,5

34,7

30,5

26,5

32,0

26,5

21,0

35,0

29,5

24,0

35,5

30,0

25,5

Kule modeli [L/s kW] 0,090 0,072 0,054

A23

A33

A34

A44

A45

A55

A66

0,76

1,27

1,52

2,02

2,53

3,17

4,56

9,5

15,8

19,0

25,3

31,6

39,4

57,0

9,1

15,5

18,6

24,6

30,9

38,7

55,6

9,8

16,9

20,0

26,7

33,4

41,5

60,1

10,9

17,9

21,4

28,8

35,9

45,0

64,7

10,2

16,9

20,0

27,1

33,8

42,2

60,5

10,5

17,6

21,1

28,1

35,2

44,0

63,3

12,0

20,0

23,9

32,0

40,1

49,9

72,1

13,4

22,5

27,1

35,9

45,0

56,3

80,9

12,0

20,4

24,3

32,4

40,4

50,6

72,8

CA33

CA34

CA44

CA45

CA46

CA56

CA58

1,38

1,90

2,53

3,17

3,60

4,76

6,33

17,6

23,6

31,6

39,4

47,5

59,4

79,1

16,9

23,2

30,9

38,7

46,4

58,0

77,4

18,3

25,0

33,4

41,5

49,9

62,6

83,4

19,7

27,1

35,9

45,0

53,8

67,5

89,7

18,6

25,3

33,8

42,2

50,6

63,3

84,4

19,3

26,4

36,2

44,0

52,6

66,1

87,9

22,2

30,2

40,1

49,9

60,1

75,3

100,2

24,6

33,8

45,0

56,3

67,5

84,4

112,5

22,2

30,2

40,4

50,6

60,1

76,0

102,0

CA68

CA610

CA612

CA615

CA616

CA618

CA620

CA624

CA824

7,6

9,5

11,4

14,3

15,2

17,1

19,0

22,8

25,3

95,0

119,6

144,2

175,9

189,9

214,5

235,6

284,9

316,5

91,4

106,0

140,7

172,3

186,4

211,0

232,1

277,8

309,5

98,5

126,6

151,2

186,4

200,5

228,6

249,7

298,9

334,1

109,0

133,6

161,8

200,5

214,5

246,2

270,1

323,6

358,7

102,0

126,6

151,2

189,9

200,5

228,6

253,2

302,5

337,6

105,5

131,9

158,3

198,0

211,0

237,4

263,8

316,5

351,7

119,6

151,2

179,4

225,1

239,2

270,8

302,5

362,3

400,9

133,6

168,8

200,5

253,2

270,8

306,0

337,6

404,4

450,2

119,6

151,2

182,9

225,1

242,7

274,3

302,5

365,8

404,5

Page 34: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

9. SERBEST SOĞUTMA (FREE COOLING)

UYGULAMALARI

Temelde sulu soğutma uygulamaları için serbest soğutma olarak kategorize

edilen serbest soğutma teknikleri merkezi bir soğutma grubundan sağlanan

soğuk su üretiminin maliyetini azaltmaya yönelik uygulamaları kapsamaktadır.

Soğutma suyu ihtiyacı olan sistemlerde uygulanan serbest soğutma, ortamın

düşük hava sıcaklığından faydalanarak soğuk su üretici grubun (chiller)

kompresörünün çalışması olmaksızın ya da kısmen çalıştırılarak soğutma suyu

elde edilmesidir. Sulu soğutma uygulamaları için serbest soğutma uygulamaları

kendi içinde iki ana kategoriye ayrılmaktadır:

1. Evaporatif soğutma uygulamaları

Direkt serbest soğutma uygulamaları

İndirekt serbest soğutma uygulamaları

2. Isı değiştirgeçli soğutma uygulamaları

Entegre serbest soğutma bataryası uygulamaları

Kuru ve ıslak/kuru soğutucu uygulamaları

34

Page 35: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Sistem seçiminde göz önüne alınması gereken diğer önemli

etkenlerdir:

Sistemin soğutma kapasitesi

Soğutma grubunun çalışma aralıkları ve operasyon zamanı

Serbest soğutma maliyeti ve uygulama ile geri ödeme süresi

Sistemde kullanılan diğer yardımcı ekipmanların sisteme etkisi

Sistemin kurulacağı bölgenin elektrik, su vb. Maliyetleri

35

Page 36: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

9.1 Direkt Serbest Soğutma Uygulamaları

Soğutma kulesi kullanılan sistemlerde soğutma grubunun kondenseri

su soğutmalıdır.

Kondenser boru-kovan tipindedir.

Boruların dışından geçen soğutucu akışkan buharı boruların içinden

geçen kondenser suyu tarafından soğutularak yoğuşturulur.

Bu aşamada sıcaklığı yükselen kondenser suyunun soğutulması kule

tarafından sağlanır.

Soğutma grubunun yüksek dış ortam sıcaklıklarında çalışması

esnasında kondenser suyunun soğutulması bu biçimde sağlanır.

36

Page 37: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-12 Direkt sistem-açık devre su soğutma kuleli

sistemler prensip şeması

37

Page 38: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

9.2 İndirekt Serbest Soğutma Uygulamaları

İndirekt sistemlerde kondenser suyu devresi ile soğuk

su devresi birbirinden ayrıdır.

Açık devre sistemlerde ortaya çıkan kirlenme riski

indirekt-kapalı devreli uygulamalarda ortadan

kalkmaktadır.

Ancak, ek bir ısı transfer yüzeyinin sisteme eklenmesi

nedeni ile açık devre su kulelerine göre daha yüksek

bir su sıcaklığı elde edilir.

Bu durum serbest soğutma veriminde bir miktar

düşmeye neden olur.

38

Page 39: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-13 İndirekt - kapalı devre soğutma kulesi

serbest soğutma uygulaması

39

Page 40: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-14 Yük paylaşımlı kapalı devre soğutma kuleleri

serbest soğutma uygulaması

40

Page 41: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-15 Ek ısı değiştirgeci kullanılan sistemler

41

Page 42: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-16 Soğutucu akışkan hareketi sistemi

42

Page 43: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

10. KURU VE ISLAK/KURU SOĞUTUCU

SİSTEMLERİ UYGULAMALARI

Kuru soğutucular:

Su soğutma işleminde kullanılan kanatlı-borulu ısı eşanjörlü bir

diğer yöntem de kuru soğutucu (dry

Cooler) olarak adlandırılan sistemlerdir.

Temel mantık sistemdeki dönüş suyu yükünün bir fanlı eşanjör

sistemi yardımıyla havaya aktarılmasıdır.

Fanlar (vantilatörler) ile emilen havanın kanatlar (lameller)

arasından geçerken boru içindeki akışkanı soğutması esasına

göre çalışır.

Bu yöntemde eşanjörün dış yüzeyi kurudur.

Bu durumda kanatlarda kireçlenme ve korozyon gibi sorunlar

yoktur.

Sistemin kapalı devre çalışması sayesinde soğutma suyunun

azalması problemiyle karşılaşılmaz.

43

Page 44: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-17 Kuru soğutucu tipleri

44

Page 45: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Kuru soğutucularda elde edilen su sıcaklığı ortamın kuru termometre sıcaklığına bağlıdır; kuru termometre sıcaklığının yaklaşık 5 °C üzerine kadar soğutulmuş su elde edilebilir. Daha düşük sıcaklıklarda soğutma suyuna ihtiyaç duyulan durumlarda ıslak-kuru soğutucular kullanılır.

Bu sistemler yukarıda açıklaması yapılan serbest soğutma bataryalı sistemler ile aynı mantıkta çalışmaktadır. Tesiste kurulmuş bir su soğutma grubu mevcutsa ve düşük ortam sıcaklıklarında serbest soğutma işleminden faydalanılmak isteniyorsa kuru soğutucu sistemler bu durum için idealdir.

Kuru soğutma sistemleri plastik, kimya, enerji, iklimlendirme vb. Sektörü içindeki uygulamalarda bir soğutma grubu ile birlikte kullanılabileceği gibi ayrıca su soğutma ihtiyacına bağlı olarak tek başına da kullanılabilmektedirler.

45

Page 46: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-18 Soğutma grubu ile birlikte kuru soğutucu

uygulaması şematik gösterim

46

Page 47: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Islak/kuru soğutucular:

Islak-kuru soğutucular, temel prensip olarak kuru

soğutucular gibi çalışır.

Sistemde gerektiğinde ek soğutma sağlayacak bir su

spreyleme sistemi bulunmaktadır.

Spreylenen su, giriş havası akışında adyabatik

soğutma etkisi meydana getirir.

Sistemdeki akışkanın dış ortam sıcaklığından daha

düşük sıcaklık değerlerine kadar soğutulması

gerektiğinde, basınçlı su püskürtme sistemi devreye

girerek giriş havasını neme doyurur ve hava

sıcaklığını ortam sıcaklığının altına düşürür.

47

Page 48: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-19 Doğrudan su spreyleme sistemli ıslak-

kuru soğutucu

48

Page 49: Hazırlayan Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU Balıkesir 2015deneysan.com/Content/images/documents/sogutma... · 1.GİRİ Soğutma kuleleri ve püskürtme havuzları suyu soğutmak üzere

Şekil-20 Ağ üzeri su spreyleme sistemli ıslak-kuru

soğutucu

49