Zgjedhja e kullave të ftohjes me qark të mbyllur{{0}

Defektet e zakonshme "3" të kullave të ftohjes me qark të mbyllur{{1}

Gracka 1: Zgjedhja e gabuar e materialit të mbështjelljes, që çon në depërtimin e ndryshkut dhe rrjedhjen e ujit të spirales së kullës së ftohjes me qark të mbyllur-;

Gracka 2: Dështimi për të shtuar antifriz në medium, duke rezultuar në ngrirjen e mediumit pasi pajisja mbyllet në dimër, gjë që shpërthen në spiralen;

Gracka 3: Llogaritja e gabuar e vëllimit të ujit me spërkatje, duke çuar në një rritje të konsiderueshme të kostove të konsumit të energjisë.

Parimet bazë të kullave të ftohjes me qark të mbyllur{{0}

Kullat ftohëse me qark të mbyllur-arrijnë ftohjen nëpërmjet shkëmbimit indirekt të nxehtësisë. Mjeti qarkullues (si uji ose tretësira e etilen glikolit) rrjedh në një spirale të mbyllur dhe nxehtësia largohet përmes avullimit të ujit me spërkatje dhe konvekcionit të ajrit. Parimi bazë i kullave ftohëse me qark të mbyllur-bazohet në tre procese kryesore: shkëmbimi i nxehtësisë, ftohja e avullimit të ujit dhe rrjedha e ajrit.

Procesi i shkëmbimit të nxehtësisë

1.1 Mjeti i transferimit të nxehtësisë

Në kullat ftohëse me qark të mbyllur-, uji përdoret zakonisht si mjet i transferimit të nxehtësisë. Nxehtësia nga pajisja ose sistemi që do të ftohet (si pajisjet industriale, kondensatorët e sistemeve të ajrit të kondicionuar, etj.) transferohet fillimisht në ujin qarkullues.

Uji qarkullues rrjedh në një sistem të mbyllur pa kontakt të drejtpërdrejtë me mjedisin e jashtëm, duke siguruar kështu stabilitetin e cilësisë së ujit dhe duke parandaluar hyrjen e papastërtive në sistem.

1.2 Roli i shkëmbyesit të nxehtësisë

Funksioni kryesor i shkëmbyesit të nxehtësisë është të transferojë në mënyrë efikase nxehtësinë nga pajisja në ujin qarkullues.

Kur uji qarkullues që bart nxehtësinë nga pajisja hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë, nxehtësia transferohet nga ana e temperaturës më të lartë (ana e ujit qarkullues) në anën e temperaturës më të ulët (ana e lëngut ftohës). Në kullat ftohëse me qark të mbyllur-, lëngu ftohës është zakonisht ajri, por ndryshe nga kullat ftohëse të hapura, ajri nuk kontakton drejtpërdrejt me ujin qarkullues.

Procesi i ftohjes së avullimit të ujit

2.1 Bobina e ftohjes dhe sistemi i spërkatjes

Bobina ftohëse në një kullë ftohëse me qark të mbyllur-është zakonisht prej metali, në formë spirale ose forma të tjera, të vendosura brenda kullës ftohëse. Uji qarkullues rrjedh në spirale, duke shkëmbyer nxehtësinë me ajrin jashtë spirales.

Kulla ftohëse është e pajisur me një sistem spërkatjeje, i cili spërkat një pjesë të vogël të ujit qarkullues në pika të imta uji. Këto pika formojnë një film uji në sipërfaqen e spirales. Kur ajri kalon përmes spirales nën veprimin e ventilatorit të kullës, pikat vijnë në kontakt me ajrin.

2.2 Parimi i shpërndarjes së nxehtësisë avulluese

Kur pikat e spërkatura bien në kontakt me ajrin, uji avullon dhe procesi i avullimit thith një sasi të madhe nxehtësie, e cila vjen nga nxehtësia e ujit që qarkullon në spirale.

Me avullimin e ujit, temperatura e ujit qarkullues në spirale zvogëlohet gradualisht. Uji i ftohur qarkullon në sistemin e mbyllur, kthehet në pajisjen për t'u ftohur, thith përsëri nxehtësinë nga pajisja dhe ky cikël vazhdon për të arritur ftohjen e vazhdueshme.

Procesi i rrjedhjes së ajrit

3.1 Roli i tifozit

Ventilatori kryesisht nxit rrjedhjen e ajrit në kullën e ftohjes. Ventilatori zakonisht instalohet në majë ose në anën e kullës ftohëse, duke krijuar presion negativ përmes rrotullimit për të tërhequr ajrin e jashtëm në kullë.

Pas hyrjes në kullën e ftohjes, ajri kalon nëpër bobinën e ftohjes dhe zonën e spërkatjes. Shpejtësia e rrotullimit dhe vëllimi i ajrit të ventilatorit mund të rregullohen sipas nevojave aktuale për të kontrolluar shkallën e shkëmbimit të nxehtësisë midis ajrit dhe ujit.

3.2 Drejtimi i shkëmbimit të nxehtësisë ndërmjet ajrit dhe ujit

Në kullën e ftohjes, ajri dhe uji kryejnë shkëmbim të nxehtësisë me rrymë të kundërt. Ajri rrjedh nga poshtë lart, ndërsa uji rrjedh nga lart poshtë (brenda spirales). Kjo mënyrë kundërrryme mund të mbajë relativisht të qëndrueshme diferencën e temperaturës midis ajrit dhe ujit, duke përmirësuar kështu efikasitetin e shkëmbimit të nxehtësisë.

Përbërja strukturore e kullave të ftohjes me qark të mbyllur-

Bobina: E bërë nga materiale rezistente ndaj korrozionit (të tilla si tuba prej çeliku inox 304 ose bakri), me mediumin për t'u ftohur që rrjedh brenda;

Sistemi i spërkatjes: Spërkat në mënyrë të njëtrajtshme ujë ftohës mbi sipërfaqen e spirales;

Ventilator: Detyron rrjedhjen e ajrit (tifoz aksial ose centrifugal);

Depozita e ujit: Grumbullon dhe qarkullon ujin me spërkatje;

Mbushës: Rrit zonën e kontaktit midis ujit dhe ajrit;

Mjeti i kullave ftohëse të qarkut të mbyllur-dhe parametrat e vetive fizike të tij

Mjeti i kullave ftohëse me qark të mbyllur-: Mjeti i përdorur në kullat ftohëse me qark të mbyllur-është përgjithësisht uji dhe etilen glikol. Uji përdoret zakonisht si medium në jug, dhe medium etilen glikol përdoret në veri.

Parametrat e vetive fizike të ujit

Parametri	Vlera (20 gradë)	Vlera (40 gradë)	Rëndësia inxhinierike
Dendësia (ρ)	998 kg/m³	992 kg/m³	Ndikon në llogaritjen e fuqisë së pompës dhe shpejtësisë së rrjedhës
Kapaciteti specifik i nxehtësisë (Cp)	4,18 kJ/(kg· shkallë)	4,18 kJ/(kg· shkallë)	Parametri kryesor për llogaritjen e ngarkesës së nxehtësisë
Përçueshmëri termike (λ)	0,598 W/(m· shkallë)	0,630 W/(m· shkallë)	Ndikon në efikasitetin e transferimit të nxehtësisë së spirales
Viskoziteti dinamik (μ)	1,002×10⁻³ Pa·s	0,653×10⁻³ Pa·s	Përcakton rezistencën e rrjedhës dhe rënien e presionit
Pika e ngrirjes	0 shkallë	-	Çelës për dizajnin e antifrizit dimëror
Pika e vlimit	100 gradë	-	-

Shënim: Vetitë fizike të ujit ndryshojnë ndjeshëm me temperaturën. Për shembull, viskoziteti është 1,787×10-3 Pa·s në 0 gradë dhe 0,467×10-3 Pa·s në 60 gradë; Përçueshmëria termike bie në 0,68 W/(m·gradë) në 100 gradë.

Parametrat e vetive fizike të tretësirës së etilen glikolit (20 gradë)

Parametri	Vlera	Ndryshimi në krahasim me ujin e pastër	Ndikimi i dizajnit
Dendësia (ρ)	1070 kg/m³	+7%	Fuqia e pompës duhet të rritet me rreth 8%
Kapaciteti specifik i nxehtësisë (Cp)	3,45 kJ/(kg· shkallë)	-17%	Kërkohet një shkallë më e madhe rrjedhjeje për të njëjtën ngarkesë nxehtësie
Përçueshmëri termike (λ)	0,39 W/(m· shkallë)	-35%	Efikasiteti i reduktuar i transferimit të nxehtësisë
Viskoziteti dinamik (μ)	3,5×10⁻³ Pa·s	+450%	Rritja e ndjeshme e rezistencës së rrjedhës

Marrëdhënia midis përqendrimit tipik të etilen glikolit dhe pikës së ngrirjes

Përqendrimi i etilen glikolit	Pika e ngrirjes (shkalla)	Pika e vlimit (shkalla)	Skenarët e aplikimit
30%	-15	106	Kërkesat e përgjithshme për antifriz
50%	-37	110	Zona të rënda të ftohta ose kushte pune me temperaturë të ulët-
60%	-55	113	Mjedise me temperaturë jashtëzakonisht të ulët-

Shënim: Sa më i lartë të jetë përqendrimi i etilen glikolit, aq më e ulët është pika e ngrirjes, por viskoziteti rritet ndjeshëm (duke kërkuar një pompë- me kokë të lartë); tretësira e etilen glikolit ka një gërryerje të lehtë ndaj metaleve, prandaj duhen shtuar frenuesit e korrozionit (si borat) ose duhen përdorur mbështjellje prej çeliku inox ose bakri-aliazh nikel; Kërkesat për pikën e ngrirjes përcaktojnë përqendrimin e etilen glikolit, por përqendrimi i lartë do të rrisë ndjeshëm konsumin e energjisë së pompës; rekomandohet optimizimi i përqendrimit përmes kurbës së viskozitetit-të temperaturës; koeficienti i transferimit të nxehtësisë së tretësirës së etilenglikolit është 30%-40% më i ulët se ai i ujit të pastër, kështu që zona e spirales ose vëllimi i ajrit duhet të rritet.

Llojet, materialet, avantazhet dhe disavantazhet e zakonshme të mbështjelljeve të kullës së ftohjes me qark të mbyllur{{0}

(1) Tuba bakri (Tuba bakri të kuq)

Përparësitë:

Përçueshmëri e shkëlqyer termike: Tubat e bakrit të kuq kanë një përçueshmëri të lartë termike (380 W/m·k), me efikasitet të konsiderueshëm të shkëmbimit të nxehtësisë, të përshtatshme për skenarët e ndryshimit të temperaturës mesatare dhe të lartë.

Rezistencë e fortë ndaj korrozionit: Natyrisht rezistente ndaj korrozionit nga uji, media të dobëta acid/alkali, me një jetë të gjatë shërbimi (zakonisht më shumë se 20 vjet).

Vetitë mekanike të qëndrueshme:-Me mure të hollë (8-10 mm) por me forcë të lartë, me teknologji të pjekur saldimi (shufra saldimi me bazë argjendi) dhe performancë të mirë vulosjeje.

Disavantazhet:

Kosto e lartë: Bakri është i shtrenjtë, me një investim fillestar rreth 1.5 herë më të lartë se ai i tubave inox.

Relativisht i rëndë: Më i rëndë se tubat prej çeliku inox me të njëjtin vëllim, që kërkojnë struktura mbështetëse shtesë për instalim.

(2) Tuba çeliku inox (304/316L)

Përparësitë:

Rezistencë e shkëlqyer ndaj korrozionit: Veçanërisht çeliku inox 316L mund t'i rezistojë mjediseve të ashpra si acidet e forta dhe spërkatjet e kripës, me një jetëgjatësi prej 15-20 vjetësh.

Presioni i lartë-forca mbajtëse: Mund t'i rezistojë kushteve të punës me presion të lartë-dhe nuk deformohet lehtë.

Disavantazhet:

Përçueshmëri e ulët termike: Përçueshmëria termike (16 W/m·k) kërkon një rritje të zonës së spirales ose vëllimit të ajrit për të kompensuar efikasitetin.

Përpunim i vështirë: Saldimi kërkon teknologji saldimi me hark me argon, me kërkesa të larta teknike dhe është i prirur ndaj plasaritjes nga korrozioni i stresit.

(3) Tuba çeliku me karbon (të galvanizuar)

Përparësitë:

Kosto e ulët: Çmimi është vetëm 1/3 deri në 1/2 e tubave të bakrit, të përshtatshme për projekte me buxhet të kufizuar.

Përpunim i lehtë: Lehtë për saldim dhe prerje, i përshtatshëm për instalim të shpejtë.

Disavantazhet:

Rezistencë e dobët ndaj korrozionit: Kërkohet galvanizimi për të zgjatur jetëgjatësinë, por korrozioni është ende i prirur të ndodhë në afat të gjatë (jeta e shërbimit është rreth 5-8 vjet).

Shkalla e lartë e shkallëzimit: Sipërfaqja e ashpër është e prirur ndaj shkallëzimit, duke kërkuar pastrim të shpeshtë, gjë që redukton efikasitetin e shkëmbimit të nxehtësisë.

(4) Tuba aliazh titani

Përparësitë: Rezistencë jashtëzakonisht e fortë ndaj korrozionit (veçanërisht ndaj joneve të klorurit), e lehtë, e përshtatshme për ftohjen e ujit të detit dhe industrinë bërthamore.

Disavantazhet: Kosto jashtëzakonisht e lartë (rreth 5 herë më shumë se çeliku inox) dhe përpunim i vështirë.

(5) Tuba aliazh alumini

Përparësitë: Përçueshmëri e lehtë termike dhe relativisht e mirë (rreth 200 W/m·k).

Disavantazhet: Fortësi e ulët mekanike dhe e prirur ndaj korrozionit nga media alkaline.