คู่มือคูลลิ่งทาวเวอร์: ประเภท วิธีการทำงาน และเกณฑ์การคัดเลือก

คูลลิ่งทาวเวอร์ทำงานอย่างไร

หอทำความเย็นเป็นอุปกรณ์ปฏิเสธความร้อนที่จะขจัดความร้อนทิ้งออกจากกระบวนการหรือระบบอาคารโดยการถ่ายโอนสู่ชั้นบรรยากาศผ่านการระเหยของน้ำ หลักการทำงานพื้นฐานนั้นตรงไปตรงมา: น้ำอุ่นจากกระบวนการทำความเย็น เช่น คอนเดนเซอร์ของเครื่องทำความเย็น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทางอุตสาหกรรม หรือระบบผลิตไฟฟ้า จะถูกกระจายไปทั่วตัวกลางเติมของหอทำความเย็น โดยจะไหลเป็นฟิล์มบางหรือหยดผ่านกระแสอากาศที่กำลังเคลื่อนที่ น้ำส่วนเล็กๆ จะระเหยออกไป และพลังงานที่จำเป็นในการเปลี่ยนน้ำของเหลวเป็นไอจะถูกสกัดจากน้ำที่เหลือเพื่อทำให้เย็นลง น้ำเย็นจะสะสมอยู่ในอ่างทาวเวอร์ และถูกสูบกลับไปยังกระบวนการเพื่อดูดซับความร้อนมากขึ้น และทำให้วงจรเสร็จสมบูรณ์

ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศโดยรอบ อุณหภูมิที่พื้นผิวไปถึงเมื่อน้ำระเหยออกไปภายใต้สภาวะความชื้นที่เป็นอยู่ แทนที่จะเป็นอุณหภูมิกระเปาะแห้ง (เทอร์โมมิเตอร์มาตรฐาน) นี่คือสาเหตุที่หอทำความเย็นสามารถทำให้น้ำเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ใกล้เข้ามา แต่ไม่ถึงอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศโดยรอบ ในสภาพอากาศร้อนชื้น อุณหภูมิกระเปาะเปียกจะสูงขึ้น และประสิทธิภาพของหอทำความเย็นจะถูกจำกัดมากขึ้น ในสภาพอากาศร้อนและแห้ง ช่องว่างที่มากขึ้นระหว่างอุณหภูมิกระเปาะเปียกและอุณหภูมิกระเปาะแห้งช่วยให้การทำความเย็นแบบระเหยมีประสิทธิภาพมากขึ้น

น้ำที่ระเหยจะพาความร้อนออกไปจากระบบ แต่ก็หมายความว่าหอจะสูญเสียน้ำจากปริมาตรหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียจากการระเหยนี้ ซึ่งโดยทั่วไปคือ 1 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ของอัตราการไหลของน้ำหมุนเวียนต่อชั่วโมงการทำงาน จะต้องถูกแทนที่ด้วยน้ำเติม เมื่อน้ำระเหยและน้ำบริสุทธิ์ออกจากระบบเป็นไอ แร่ธาตุที่ละลายจะรวมตัวอยู่ในน้ำที่เหลืออยู่ การจัดการความเข้มข้นนี้ — ผ่านการเป่าลม โดยที่ส่วนหนึ่งของน้ำหมุนเวียนเข้มข้นถูกระบายออกและแทนที่ด้วยน้ำสะอาด — เป็นหนึ่งในข้อกำหนดหลักในการปฏิบัติงานของระบบหอหล่อเย็น

วงจรเปิดกับคูลลิ่งทาวเวอร์วงจรปิด

ความแตกต่างในการออกแบบขั้นพื้นฐานที่สุดในการเลือกหอทำความเย็นคือระหว่างวงจรเปิด (หรือที่เรียกว่าวงจรเปิด) และการกำหนดค่าวงจรปิด การออกแบบทั้งสองนี้จัดการกับความสัมพันธ์ระหว่างของไหลในกระบวนการและน้ำระเหยที่แตกต่างกัน และการเลือกระหว่างการออกแบบทั้งสองนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ การจัดการคุณภาพน้ำ และข้อกำหนดในการบำรุงรักษา

คูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิด

ในหอทำความเย็นแบบวงจรเปิด น้ำในกระบวนการคือน้ำที่ไหลผ่านตัวกลางเติมและสัมผัสกับกระแสลมโดยตรง น้ำจากกระบวนการผลิตที่ร้อนจะเข้าสู่หอคอยที่ด้านบน และกระจายไปทั่วบริเวณที่เติม และน้ำที่เย็นลงบางส่วนจะสะสมอยู่ในแอ่งด้านล่างก่อนที่จะถูกสูบกลับเข้าสู่กระบวนการ เนื่องจากน้ำที่หมุนเวียนสัมผัสกับอากาศโดยตรง จะดูดซับฝุ่นในอากาศ สิ่งปนเปื้อนทางชีวภาพ และก๊าซในชั้นบรรยากาศ และรวมความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายอยู่อย่างต่อเนื่องผ่านการระเหย หอทำความเย็นแบบวงจรเปิดเป็นรูปแบบที่มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนมากที่สุด เนื่องจากน้ำในกระบวนการผลิตมีส่วนร่วมโดยตรงในการทำความเย็นแบบระเหยโดยไม่มีขั้นตอนการถ่ายเทความร้อนระดับกลาง เป็นประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในระบบทำความเย็น HVAC การทำความเย็นในกระบวนการทางอุตสาหกรรม และการใช้งานด้านการผลิตไฟฟ้า ซึ่งสามารถจัดการคุณภาพน้ำหมุนเวียนผ่านโปรแกรมการบำบัดทางเคมีและการกรอง

คูลลิ่งทาวเวอร์วงจรปิด

หอทำความเย็นแบบวงจรปิด หรือที่เรียกว่าเครื่องทำความเย็นของเหลวหรือเครื่องทำความเย็นแบบระเหย จะเก็บของเหลวในกระบวนการไว้ในขดลวดหรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ปิดสนิทภายในทาวเวอร์ ของเหลวในกระบวนการจะไหลผ่านขดลวดในขณะที่ระบบสเปรย์น้ำที่แยกจากกันจะทำให้ด้านนอกของพื้นผิวขดลวดเปียก เป็นน้ำสเปรย์ที่ระเหยและให้ความเย็น ของเหลวในกระบวนการจะไม่สัมผัสกับกระแสลมหรือน้ำที่ฉีดโดยตรง การแยกนี้ช่วยให้ของเหลวในกระบวนการสะอาดและปราศจากการปนเปื้อนในอากาศ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญต่อความบริสุทธิ์ของของเหลว เช่น ระบบไกลคอล กระบวนการผลิตที่มีความแม่นยำ การระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูล และการใช้งานใดๆ ที่อุปกรณ์ในกระบวนการมีความทนทานต่อคุณภาพน้ำที่จำกัด ข้อเสียคือประสิทธิภาพเชิงความร้อนต่ำกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับหอวงจรเปิด เนื่องจากของเหลวในกระบวนการจะต้องถ่ายเทความร้อนผ่านผนังคอยล์ไปยังน้ำสเปรย์ก่อนที่จะเกิดการทำความเย็นแบบระเหย

ประเภทคูลลิ่งทาวเวอร์ตามกลไกแบบร่าง

นอกเหนือจากความแตกต่างของวงจรเปิด/ปิดแล้ว หอหล่อเย็นยังถูกจำแนกเพิ่มเติมตามวิธีที่อากาศเคลื่อนที่ผ่านหอ ซึ่งก็คือกลไกการไหลเวียน การจำแนกประเภทนี้จะกำหนดตำแหน่งของพัดลม ลักษณะการใช้พลังงาน พฤติกรรมของขนนก และขนาดการติดตั้ง และเป็นหนึ่งในเกณฑ์การคัดเลือกหลักสำหรับข้อกำหนดเฉพาะของหอทำความเย็น

หอหล่อเย็นแบบร่างธรรมชาติ

ร่างธรรมชาติ หอทำความเย็น ใช้ความแตกต่างความหนาแน่นระหว่างอากาศอุ่นและชื้นภายในทาวเวอร์กับอากาศภายนอกที่เย็นกว่าเพื่อสร้างการไหลเวียนของอากาศ โดยไม่จำเป็นต้องใช้พัดลม โครงสร้างคอนกรีตไฮเปอร์โบลอยด์อันเป็นเอกลักษณ์ที่เห็นได้ในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่นั้นเป็นหอทำความเย็นแบบธรรมชาติ ความสูงสุดขีดซึ่งมักจะอยู่ที่ 100 ถึง 200 เมตร เป็นสิ่งที่สร้างเอฟเฟกต์ปล่องไฟที่ขับเคลื่อนการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอผ่านการเติมที่ฐานของโครงสร้าง หอดูดตามธรรมชาติมีการใช้พลังงานพัดลมเป็นศูนย์และมีข้อกำหนดในการบำรุงรักษาต่ำมากที่เกี่ยวข้องกับระบบเคลื่อนย้ายอากาศ แต่ต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมากในโครงสร้างทางแพ่ง ใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ และใช้งานได้ทางความร้อนในสเกลที่ใหญ่มากเท่านั้น โดยทั่วไปมีความสามารถในการปฏิเสธความร้อนสูงกว่า 100 MW ไม่สามารถใช้งานได้กับ HVAC หรืองานอุตสาหกรรมขนาดเล็กถึงขนาดกลาง

ร่างเครื่องกล – ร่างบังคับ

หอทำความเย็นแบบบังคับวางพัดลมไว้ที่ช่องอากาศเข้า — ที่ฐานหรือด้านข้างของทาวเวอร์ — และดันอากาศขึ้นด้านบนผ่านสื่อเติม พัดลมทำงานโดยใช้แรงดันสถิตที่ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากมีการจัดการอากาศแวดล้อมที่สภาวะทางเข้า หอดูดแบบบังคับมีขนาดกะทัดรัด และเนื่องจากมอเตอร์พัดลมและส่วนประกอบตัวขับเคลื่อนอยู่ที่ฐานของตัวเครื่องมากกว่าที่ด้านบน จึงเข้าถึงการบำรุงรักษาได้ง่ายกว่าทางเลือกในการดูดอากาศแบบเหนี่ยวนำ อย่างไรก็ตาม อากาศเสียที่อบอุ่นและอิ่มตัวที่ปล่อยออกมาที่ด้านบนของหอร่างบังคับมีแนวโน้มที่จะหมุนเวียนกลับไปยังช่องอากาศเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพลมสงบ ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการระบายความร้อน การออกแบบแบบร่างแบบบังคับเป็นเรื่องปกติในยูนิตหอทำความเย็นแบบแพ็คเกจขนาดเล็ก และในการใช้งานที่จำกัดการเข้าถึงการบำรุงรักษาพัดลมจากด้านบน

ร่างเครื่องกล - ร่างเหนี่ยวนํา

หอทำความเย็นแบบร่างเหนี่ยวนำจะติดตั้งพัดลมที่ด้านบนของทาวเวอร์และดึงอากาศขึ้นด้านบนผ่านการเติมโดยการดูด นี่คือการกำหนดค่าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในหอทำความเย็น HVAC อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ พัดลมจะปล่อยอากาศเสียที่อบอุ่นและอิ่มตัวขึ้นด้านบนด้วยความเร็วสูง ซึ่งพัดพาลมออกจากหอคอยและลดความเสี่ยงของการหมุนเวียนซ้ำได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการออกแบบแบบร่างที่ถูกบังคับ หอดูดเหนี่ยวนำให้เกิดการกระจายลมที่สม่ำเสมอและคาดการณ์ได้มากขึ้นผ่านสื่อเติม และการปล่อยความเร็วสูงจะช่วยลดผลกระทบจากขนนกระดับพื้นดิน ข้อเสียคือส่วนประกอบของพัดลมและไดรฟ์อยู่ที่ด้านบนสุดของทาวเวอร์ ทำให้การเข้าถึงการบำรุงรักษามีความท้าทายมากขึ้น และพัดลมทำงานในอากาศร้อนและชื้นแทนที่จะเป็นอากาศทางเข้าเย็น ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของพัดลมเล็กน้อย

ร่างธรรมชาติที่แฟนช่วย

หอคอยร่างธรรมชาติที่ใช้พัดลมช่วยผสมผสานระบบร่างเชิงกลขนาดเล็กเข้ากับเอฟเฟกต์การลอยตัวตามธรรมชาติของโครงหอคอยทรงสูงเพื่อให้ได้โปรไฟล์ประสิทธิภาพแบบไฮบริด — การใช้พลังงานของพัดลมต่ำกว่าหอคอยร่างเชิงกลทั้งหมด ในขณะที่หลีกเลี่ยงต้นทุนการก่อสร้างทางแพ่งที่สูงส่งของการออกแบบร่างตามธรรมชาติล้วนๆ การกำหนดค่าเหล่านี้เป็นการกำหนดค่าเฉพาะที่ใช้เป็นหลักในการใช้งานทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ และมักไม่พบในตลาดหอทำความเย็นมาตรฐานเชิงพาณิชย์หรืออุตสาหกรรมเบา

ครอสโฟลว์ vs. ทวนกระแส: อากาศและน้ำมาบรรจบกันในหอคอยได้อย่างไร

ภายในประเภทร่างเชิงกล หอหล่อเย็นจะถูกแบ่งเพิ่มเติมตามความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างเส้นทางการไหลของน้ำและเส้นทางการไหลของอากาศผ่านตัวกลางเติม ความแตกต่างนี้ — การไหลข้ามและการไหลทวน — ส่งผลต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อน การเลือกสื่อเติม การเข้าถึงการบำรุงรักษา และอัตราส่วนความสูงของทาวเวอร์ต่อพื้นที่ใช้งาน

คูลลิ่งทาวเวอร์ทวน

ในหอคอยทวนกระแส น้ำจะไหลในแนวตั้งลงด้านล่างผ่านการเติม ในขณะที่อากาศไหลขึ้นในแนวตั้ง — ในทิศทางตรงกันข้ามกับน้ำ การจัดเรียงการไหลที่ตรงกันข้ามนี้สร้างการสัมผัสที่มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนระหว่างน้ำและอากาศของรูปทรงการเติมใดๆ เนื่องจากน้ำที่เย็นที่สุดที่ด้านล่างของการเติมสัมผัสกับอากาศที่เข้ามาที่แห้งที่สุด และน้ำที่ร้อนที่สุดที่ด้านบนสัมผัสกับอากาศเสียที่อิ่มตัวมากที่สุด — เพิ่มแรงผลักดันให้เกิดการถ่ายเทความร้อนและมวลตลอดความลึกของการเติม หอคอยไหลทวนมีแนวโน้มที่จะมีพื้นที่น้อยกว่าสำหรับความสามารถในการปฏิเสธความร้อนที่กำหนดมากกว่าการออกแบบแบบไหลขวาง แต่ต้องใช้หัวปั๊มที่สูงกว่าเพื่อยกน้ำร้อนไปยังระบบจ่ายน้ำด้านบน และการเข้าถึงสื่อเติมสำหรับการตรวจสอบและทำความสะอาดนั้นมีข้อจำกัดมากกว่า

คูลลิ่งทาวเวอร์แบบ Crossflow

ในหอคอยแบบไหลผ่าน น้ำจะไหลในแนวตั้งลงด้านล่างผ่านการเติม ในขณะที่อากาศไหลในแนวนอนผ่านการเติมจากด้านข้างของหอคอย น้ำร้อนจะถูกจ่ายผ่านแอ่งจ่ายแรงโน้มถ่วงที่ด้านบนของถังเติม ซึ่งไม่ต้องใช้แรงดันในการสูบ และเข้าถึงทำความสะอาดและตรวจสอบได้ง่าย แผงเติมในหอไหลขวางโดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้จากหน้าช่องอากาศเข้า ทำให้การเปลี่ยนและการบำรุงรักษาทำได้ง่ายกว่าการออกแบบการไหลทวน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของ crossflow tower ต่ำกว่าการไหลทวนเล็กน้อยสำหรับปริมาตรการเติมที่เท่ากัน เนื่องจากการไหลของอากาศไม่ได้ตรงข้ามกับการไหลของน้ำอย่างสมบูรณ์แบบ แต่สำหรับการใช้งานจำนวนมาก ความแตกต่างนี้ค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว และข้อดีในการบำรุงรักษาและการสูบของการออกแบบ crossflow ทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่ต้องการ

สื่อเติม: องค์ประกอบที่ทำหน้าที่ส่วนใหญ่

สื่อเติม — หรือที่เรียกว่าการบรรจุ — เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างหรือสุ่มภายในหอทำความเย็น ซึ่งจะแยกน้ำออกเป็นฟิล์มบางๆ หรือหยดเล็กๆ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้สูงสุดสำหรับการถ่ายเทความร้อนและมวลด้วยกระแสลม การเติมคำนึงถึงประสิทธิภาพการทำความเย็นจริงส่วนใหญ่ของทาวเวอร์ และการเลือกการเติมมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อน แรงดันตก ความต้านทานการเปรอะเปื้อน และข้อกำหนดในการบำรุงรักษา

เติมฟิล์ม

การเติมฟิล์มประกอบด้วยแผ่นพีวีซีบาง ๆ ลูกฟูกหรือพื้นผิวเรียงตัวกันเป็นบล็อกปิดและมีน้ำไหลผ่านเป็นฟิล์มบาง ๆ บนพื้นผิวแผ่น พื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นโดยฟิล์มน้ำบางๆ ใกล้กับกระแสลม ทำให้ฟิล์มเติมเป็นประเภทการเติมที่มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนมากที่สุด — มีการถ่ายเทความร้อนต่อหน่วยปริมาตรมากกว่าทางเลือกอื่นๆ การเติมฟิล์มเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการใช้งานน้ำสะอาดในการทำความเย็นด้วยเครื่องทำความเย็น HVAC การผลิตกระแสไฟฟ้า และการทำความเย็นในอุตสาหกรรมเบา โดยสามารถรักษาคุณภาพน้ำได้ด้วยการบำบัดทางเคมี ข้อจำกัดของมันคือความอ่อนไหวต่อการเปรอะเปื้อน: หากน้ำที่ไหลเวียนมีของแข็งแขวนลอย การเติบโตทางชีวภาพ หรือแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นตะกรัน ช่องแคบระหว่างแผ่นเติมฟิล์มอาจเกิดการอุดตัน ลดการไหลของอากาศและการกระจายน้ำ และจำเป็นต้องเปลี่ยนการเติมในที่สุด

สแปลชเติม

การเติมน้ำกระเซ็นใช้แถบแนวนอน แผ่นระแนง หรือโครงสร้างตารางเพื่อแยกน้ำที่ตกลงมาออกเป็นหยดขณะที่น้ำลดหลั่นลงผ่านโซนเติม พื้นที่เปิดโล่งขนาดใหญ่ระหว่างองค์ประกอบการเติมแบบสาดทำให้ทนทานต่อการเปรอะเปื้อนได้ดีกว่าการเติมฟิล์ม — ของแข็งแขวนลอย การเจริญเติบโตทางชีวภาพ และแม้แต่การปรับขนาดในระดับปานกลางที่ผ่านไปได้โดยไม่ปิดกั้นการเติม การเติมน้ำกระเซ็นเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับหอหล่อเย็นที่จัดการน้ำที่มีสารแขวนลอยสูง ปริมาณทางชีวภาพที่สำคัญ หรือคุณภาพน้ำไม่ดีซึ่งไม่สามารถควบคุมได้อย่างเพียงพอโดยการบำบัดทางเคมีเพียงอย่างเดียว ประสิทธิภาพเชิงความร้อนต่ำกว่าการเติมฟิล์มสำหรับปริมาตรการเติมที่เท่ากัน ดังนั้นหอเติมแบบกระเซ็นจึงมีขนาดใหญ่กว่าทางกายภาพสำหรับหน้าที่ปฏิเสธความร้อนที่กำหนด แต่ความน่าเชื่อถือในสภาวะคุณภาพน้ำที่ยากลำบากมักจะมีค่ามากกว่าขนาดที่ลดลง

เติมไฮบริด

การจัดเตรียมการเติมแบบไฮบริดจะรวมส่วนล่างของการเติมแบบสาดเข้ากับส่วนบนของการเติมฟิล์มในทาวเวอร์เดียวกัน โซนเติมน้ำกระเซ็นที่ด้านล่างจัดการกับความท้าทายด้านคุณภาพน้ำเบื้องต้น ซึ่งจะทำให้ของแข็งใดๆ ที่เข้าไปในน้ำแตกตัว ในขณะที่โซนเติมฟิล์มด้านบนจะให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่จำเป็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการ การเติมแบบไฮบริดถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อเป็นการประนีประนอมในทางปฏิบัติในการใช้งานที่คุณภาพน้ำมีความผันแปรหรือท้าทายปานกลาง ให้ความต้านทานการเปรอะเปื้อนได้ดีกว่าการเติมแบบฟิล์มทั้งหมด โดยไม่มีการลดประสิทธิภาพความร้อนแบบเต็มของการเติมแบบสาดทั้งหมด

การบำบัดน้ำคูลลิ่งทาวเวอร์: จะเกิดอะไรขึ้นหากคุณข้ามไป

การบำบัดน้ำไม่ใช่ทางเลือกสำหรับหอทำความเย็นที่ทำงานใดๆ แต่เป็นข้อกำหนดการปฏิบัติงานหลักที่กำหนดประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยของระบบในระยะยาว การรวมกันของการระเหยของน้ำอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิที่อบอุ่น การสัมผัสกับแสงแดด และการปนเปื้อนในอากาศทำให้เกิดสภาวะที่ส่งเสริมการก่อตัวของตะกรัน การกัดกร่อน และการเติบโตทางชีวภาพอย่างจริงจังในกรณีที่ไม่มีโปรแกรมการบำบัดที่ได้รับการจัดการ

คราบตะกรันและแร่ธาตุ

เมื่อน้ำระเหยออกจากหอทำความเย็น แร่ธาตุที่ละลาย — ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซัลเฟต และซิลิกา — จะเข้มข้นในน้ำหมุนเวียนที่เหลืออยู่ เมื่อความเข้มข้นถึงความอิ่มตัว แร่ธาตุเหล่านี้จะตกตะกอนออกจากสารละลายและสะสมเป็นตะกรันบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน สารเติม ผนังแอ่ง และหัวฉีดกระจาย แม้แต่คราบบางๆ (1–2 มม.) บนพื้นผิวตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลงอย่างมาก เพิ่มอุณหภูมิในกระบวนการและการใช้พลังงาน การควบคุมตะกรันจำเป็นต้องจัดการวงจรของความเข้มข้นผ่านการเป่าลม — ปล่อยส่วนหนึ่งของน้ำหมุนเวียนที่มีความเข้มข้นเป็นระยะๆ และแทนที่ด้วยน้ำสะอาดที่เติมเข้าไป — รวมกับการบำบัดทางเคมีที่ยับยั้งตะกรันที่จะเก็บแร่ธาตุในสารละลายที่ความเข้มข้นที่สูงขึ้น

การกัดกร่อน

การรวมกันของออกซิเจนละลาย อุณหภูมิที่สูงขึ้น ค่า pH ต่ำจากการดูดซับ CO₂ และคลอไรด์ไอออนจากน้ำเติม ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสำหรับส่วนประกอบโลหะในระบบหอทำความเย็น โดยเฉพาะอ่างเหล็ก งานท่อ และท่อแลกเปลี่ยนความร้อน สารยับยั้งการกัดกร่อน โดยทั่วไปคือสารประกอบโมลิบเดต ฟอสโฟเนต หรือเอโซลซึ่งขึ้นอยู่กับโลหะในระบบ จะถูกเติมลงในน้ำที่หมุนเวียนเพื่อสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวโลหะ การดูแลรักษาสารยับยั้งที่ถูกต้องให้คงเหลือผ่านการตรวจสอบและการจ่ายสารอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งจำเป็นในการปกป้องอุปกรณ์ที่เป็นทุนและป้องกันความล้มเหลวของส่วนประกอบของระบบก่อนเวลาอันควร

การเจริญเติบโตทางชีวภาพและความเสี่ยงของลีเจียนเนลลา

น้ำจากหอทำความเย็นที่อุ่นและอุดมด้วยสารอาหารเป็นสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตที่เหมาะสำหรับแบคทีเรีย สาหร่าย และจุลินทรีย์ที่สร้างฟิล์มชีวะ สิ่งที่น่ากังวลเป็นพิเศษคือ Legionella pneumophila ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคลีเจียนแนร์ ซึ่งเจริญเติบโตได้ในอุณหภูมิของน้ำระหว่าง 20°C ถึง 45°C และสามารถกระจายตัวในละอองลอยที่ลอยออกจากหอทำความเย็นที่ทำงานอยู่ ทำให้เกิดอาการป่วยทางเดินหายใจอย่างรุนแรงในคนใกล้เคียง การควบคุม Legionella เป็นข้อกำหนดทางกฎหมายในเขตอำนาจศาลหลายแห่ง และเรียกร้องให้มีโปรแกรมการจัดการน้ำอย่างเป็นทางการ รวมถึงการบำบัดด้วยไบโอไซด์ (โดยทั่วไปจะใช้ไบโอไซด์แบบออกซิไดซ์และไม่ออกซิไดซ์) การตรวจสอบจำนวนแบคทีเรียเป็นประจำ การทำความสะอาดทางกายภาพและการฆ่าเชื้อของหอคอยตามช่วงเวลาที่กำหนด และการประเมินความเสี่ยงที่จัดทำเป็นเอกสาร การละเลยการบำบัดทางชีวภาพของคูลลิ่งทาวเวอร์ไม่เพียงแต่เป็นปัญหาในการปฏิบัติงานเท่านั้น แต่ยังเป็นปัญหาด้านสาธารณสุขและความรับผิดทางกฎหมายอีกด้วย

เกณฑ์การเลือกหลักเมื่อระบุคูลลิ่งทาวเวอร์

การเลือกหอทำความเย็นสำหรับการใช้งานเฉพาะจำเป็นต้องกำหนดหน้าที่ด้านความร้อนและสภาวะแวดล้อมด้วยความแม่นยำเพียงพอเพื่อให้ผู้ผลิตทาวเวอร์ปรับขนาดอุปกรณ์ได้อย่างถูกต้อง อาคารขนาดเล็กไม่สามารถบรรลุอุณหภูมิน้ำเย็นที่ต้องการได้ ซึ่งทำให้อุณหภูมิของกระบวนการสูงขึ้นและลดประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นหรืออุปกรณ์ในกระบวนการผลิต หอคอยขนาดใหญ่ทำให้สิ้นเปลืองต้นทุนและกินพื้นที่เกินความจำเป็น พารามิเตอร์ต่อไปนี้กำหนดข้อกำหนดการระบายความร้อนสำหรับการเลือกหอทำความเย็น

• หน้าที่ปฏิเสธความร้อน (kW หรือตันทำความเย็น): อัตราความร้อนทั้งหมดที่หอต้องกำจัดออกจากน้ำหมุนเวียน สำหรับการใช้งานเครื่องทำความเย็น ข้อมูลนี้รวมทั้งความสามารถในการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นและความร้อนที่ป้อนเข้าของคอมเพรสเซอร์ โดยทั่วไปคือ 1.25 ถึง 1.35 เท่าของความสามารถในการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นในหน่วยกิโลวัตต์
• อุณหภูมิน้ำร้อน (HWT): อุณหภูมิของน้ำอุ่นที่เข้าสู่หอทำความเย็นจากกระบวนการหรือคอนเดนเซอร์ นี่คืออุณหภูมิที่ต้องลดโดยหอคอย
• อุณหภูมิน้ำเย็น (CWT): อุณหภูมิเป้าหมายของน้ำเย็นที่ออกจากอ่างทาวเวอร์และกลับสู่กระบวนการ ความแตกต่างระหว่าง HWT และ CWT คือช่วง — โดยทั่วไปคือ 5°C ถึง 10°C สำหรับการใช้งาน HVAC
• ออกแบบอุณหภูมิกระเปาะเปียก: อุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศโดยรอบที่สภาวะการออกแบบ โดยทั่วไปคืออุณหภูมิกระเปาะเปียกในฤดูร้อนที่สถานที่ติดตั้ง ความแตกต่างระหว่าง CWT และอุณหภูมิกระเปาะเปียกที่ออกแบบคือแนวทางที่จะกำหนดว่าหน้าที่การทำความเย็นนั้นยากเพียงใด แนวทางขนาดเล็ก (3–5°C) ต้องใช้หอคอยขนาดใหญ่และมีราคาแพงกว่าแนวทางขนาดใหญ่ (8–10°C)
• อัตราการไหลของน้ำ (ลบ.ม./ชม. หรือ GPM): ปริมาตรของน้ำที่ไหลเวียนผ่านหอ ซึ่งกำหนดโดยหน้าที่ความร้อนและช่วงอุณหภูมิ
• ข้อจำกัดของไซต์: รอยเท้าที่มีอยู่ ข้อจำกัดด้านความสูง ความใกล้ชิดกับช่องอากาศเข้าหรือพื้นที่ที่ถูกครอบครอง (สำหรับการพิจารณาเรื่องเสียงและการเคลื่อนตัว) ขีดจำกัดในการรับน้ำหนักของโครงสร้าง และทิศทางลมทั่วไป ล้วนมีอิทธิพลต่อการเลือกประเภทและการวางตำแหน่งของหอคอย
• คุณภาพน้ำ: ความกระด้างของน้ำที่เติม ปริมาณซิลิกา ระดับคลอไรด์ และรอบความเข้มข้นที่ต้องการจะเป็นตัวกำหนดการเลือกประเภทการเติม วัสดุก่อสร้าง และโปรแกรมการบำบัดน้ำที่ต้องการ

งานบำรุงรักษาตามปกติที่ช่วยให้คูลลิ่งทาวเวอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หอทำความเย็นที่ไม่ได้รับการบำรุงรักษาเป็นประจำจะเสื่อมประสิทธิภาพทั้งในด้านความร้อนและความน่าเชื่อถือเชิงกล และผลที่ตามมาที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป - ขนาดลดการถ่ายเทความร้อน การเติมที่สกปรกจะทำให้การใช้พลังงานของพัดลมเพิ่มขึ้น ส่วนประกอบที่สึกกร่อนล้มเหลว และการเติบโตทางชีวภาพสร้างความเสี่ยงต่อสุขภาพ โปรแกรมการบำรุงรักษาที่มีโครงสร้างจะช่วยป้องกันผลลัพธ์เหล่านี้ทั้งหมดและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้อย่างมาก

• การทำความสะอาดอ่างล้างหน้า: ตะกอน การเจริญเติบโตทางชีวภาพ และเศษซากต่างๆ สะสมอยู่ในแอ่งน้ำเย็นและกลายเป็นแหล่งอาหารของแบคทีเรีย การทำความสะอาดอ่างล้างหน้า — กำจัดตะกอนที่สะสม ขัดพื้นผิว และตรวจสอบความสมบูรณ์ของอ่าง — ควรทำอย่างน้อยปีละครั้งและบ่อยกว่านั้นในสภาพแวดล้อมที่มีความเปรอะเปื้อนสูง
• เติมการตรวจสอบและทำความสะอาด: ควรตรวจสอบการเติมฟิล์มทุกปีเพื่อดูคราบตะกรัน ความเปรอะเปื้อนทางชีวภาพ และความเสียหายทางกายภาพ ส่วนเติมที่มีคราบสกปรกมากจะลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนและการไหลเวียนของอากาศลงอย่างมาก และอาจจำเป็นต้องทำความสะอาดด้วยน้ำแรงดันสูง หรือในกรณีที่รุนแรง ควรเปลี่ยนใหม่
• การตรวจสอบระบบจำหน่าย: ควรตรวจสอบหัวฉีดสเปรย์และแอ่งจ่ายสำหรับการอุดตัน ความเสียหาย และการกระจายการไหลที่เหมาะสม การกระจายน้ำที่ไม่สม่ำเสมอตลอดการเติมจะลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนและเร่งการเปรอะเปื้อนเฉพาะจุดในพื้นที่เปียก
• การบำรุงรักษาพัดลมและไดรฟ์: ควรตรวจสอบใบพัดลมเพื่อดูความเสียหายและความสม่ำเสมอของระดับเสียง ตรวจสอบสายพานขับเคลื่อน (ถ้ามี) เพื่อดูการสึกหรอและความตึง กระปุกเกียร์หล่อลื่นตามกำหนดเวลาของผู้ผลิต และกระแสไฟของมอเตอร์ถูกตรวจสอบเพื่อตรวจจับการสึกหรอของแบริ่งหรือการเปลี่ยนแปลงการโหลดตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่บ่งบอกถึงการเปรอะเปื้อนที่เติม
• ตัวกำจัดดริฟท์: ส่วนประกอบเหล่านี้ซึ่งดักจับหยดน้ำจากอากาศเสียเพื่อลดการสูญเสียน้ำและการปล่อยละอองลอย ควรได้รับการตรวจสอบความสมบูรณ์ทางกายภาพและการวางตำแหน่งที่เหมาะสม เครื่องกำจัดดริฟท์ที่เสียหายหรือสูญหายจะเพิ่มการใช้น้ำ มีส่วนทำให้เกิดการก่อตัวของขนนกที่มองเห็นได้ และในช่วงวิกฤต จะเพิ่มการแพร่กระจายของสารปนเปื้อนทางชีวภาพในน้ำที่หมุนเวียนไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบ
• การตรวจสอบคุณภาพน้ำ: ความนำไฟฟ้า (เป็นตัวแทนสำหรับความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายน้ำ), pH, สารไบโอไซด์ตกค้าง, ระดับสารยับยั้ง และจำนวนทางจุลชีววิทยาควรได้รับการตรวจสอบที่ความถี่ที่กำหนดโดยแผนการจัดการน้ำ โดยทั่วไปจะเป็นรายสัปดาห์สำหรับพารามิเตอร์ทางเคมี และทุกเดือนหรือรายไตรมาสสำหรับการทดสอบทางจุลชีววิทยา โดยมีการทดสอบบ่อยกว่าในช่วงระยะเวลาที่มีความเสี่ยงสูง