อธิบายคูลลิ่งทาวเวอร์แบบเปิด: มันทำงานอย่างไร ใช้ที่ไหน และจะดูแลรักษาอย่างไร

หอทำความเย็นวงจรเปิดคืออะไรและทำงานอย่างไร?

หอทำความเย็นวงจรเปิด หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าหอทำความเย็นแบบวงเปิด เป็นอุปกรณ์ปฏิเสธความร้อนที่ขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากกระบวนการหรืออาคารโดยการถ่ายโอนไปยังชั้นบรรยากาศผ่านการสัมผัสโดยตรงระหว่างน้ำในกระบวนการร้อนและอากาศโดยรอบ ต่างจากหอทำความเย็นวงจรปิดที่ของเหลวในกระบวนการถูกแยกออกเป็นขดลวด น้ำในระบบวงจรเปิดจะไหลโดยตรงผ่านตัวกลางเติม เผยให้เห็นกระแสอากาศที่กำลังเคลื่อนที่ การสัมผัสโดยตรงนี้ทำให้น้ำส่วนหนึ่งระเหยออกไป และเนื่องจากการระเหยเป็นกระบวนการดูดความร้อน จึงดึงความร้อนออกจากน้ำที่เหลือ และทำให้เย็นลงก่อนที่จะหมุนเวียนกลับไปยังอุปกรณ์ในกระบวนการ

วงจรการทำงานขั้นพื้นฐานนั้นตรงไปตรงมา น้ำร้อนจากคอนเดนเซอร์ของเครื่องทำความเย็น กระบวนการทางอุตสาหกรรม หรือระบบ HVAC จะถูกปั๊มไปที่ด้านบนของหอทำความเย็นและกระจายอย่างเท่าเทียมกันบนการเติม ซึ่งเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีโครงสร้างหรือแบบสุ่มซึ่งจะช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของน้ำที่สัมผัสกับอากาศให้เกิดประโยชน์สูงสุด อากาศถูกดึงหรือบังคับผ่านการเติมพร้อมกัน จากด้านข้างหรือด้านล่าง ขึ้นอยู่กับการออกแบบทาวเวอร์ เมื่อน้ำไหลลงมาตามช่องเติม การระเหยและการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนจะทำให้อุณหภูมิเย็นลงโดยทั่วไปประมาณ 5–15°C น้ำเย็นจะสะสมอยู่ในอ่างน้ำเย็นที่ด้านล่าง จากนั้นจะถูกสูบกลับไปยังแหล่งความร้อนเพื่อทำซ้ำ น้ำเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย — ปกติ 1–3% ของอัตราการไหลเวียนทั้งหมด — สูญเสียไปเนื่องจากการระเหย การลอยตัว และการเป่าลง และจะต้องเติมน้ำอย่างต่อเนื่องผ่านการจ่ายน้ำเสริม

ส่วนประกอบสำคัญของคูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิด

การทำความเข้าใจส่วนประกอบแต่ละส่วนของหอทำความเย็นแบบวงเปิดช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานวินิจฉัยปัญหาด้านประสิทธิภาพ วางแผนการบำรุงรักษา และประเมินการอัพเกรดระบบ แต่ละส่วนมีบทบาทเฉพาะในกระบวนการปฏิเสธความร้อนโดยรวม

• สื่อเติม (บรรจุ): การเติมเต็มคือหัวใจของการ หอหล่อเย็นวงจรเปิด . มันแยกการไหลของน้ำออกเป็นแผ่นบางๆ หรือหยด เพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสอากาศและน้ำและเวลาที่อยู่อาศัยอย่างมาก การเติมมีสองประเภทหลัก ได้แก่ การเติมแบบฟิล์ม โดยที่น้ำไหลในฟิล์มบางๆ บนแผ่นพีวีซีลูกฟูกที่มีระยะห่างกันอย่างใกล้ชิด และการเติมแบบกระเซ็น ซึ่งหยดน้ำจะถูกแยกออกซ้ำๆ ด้วยแถบสาดแนวนอน การเติมฟิล์มมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนมากกว่าแต่มีแนวโน้มที่จะอุดตันเมื่อใช้กับน้ำสกปรก
• เครื่องกำจัดดริฟท์: เครื่องกำจัดดริฟท์ซึ่งติดตั้งอยู่เหนือส่วนเติมนั้นเป็นแผ่นกั้นรูปไซนูซอยด์หรือรูปตัววีที่บังคับให้กระแสลมเปลี่ยนทิศทางหลายครั้ง ส่งผลให้หยดน้ำที่กักตัวไว้กระแทกกับพื้นผิวแผ่นกั้นและระบายกลับเข้าไปในหอคอย แทนที่จะถูกปล่อยออกไปโดยใช้อากาศเสีย เครื่องกำจัดดริฟท์ประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่ช่วยลดการลำเลียงน้ำให้เหลือน้อยกว่า 0.0005% ของอัตราการไหลของการไหลเวียน
• ระบบจำหน่ายน้ำ: ระบบกระจายน้ำร้อนอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิวเติม โดยทั่วไปจะประกอบด้วยท่อส่วนหัวหลัก ท่อกระจายด้านข้าง และหัวฉีดสเปรย์หรือช่องป้อนด้วยแรงโน้มถ่วง การกระจายน้ำที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดจุดแห้งในบริเวณเติมซึ่งจะลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนและอาจนำไปสู่การเร่งการเติบโตทางชีวภาพ
• ชุดพัดลมและมอเตอร์: พัดลมจะเคลื่อนปริมาตรอากาศที่ต้องการผ่านการเติมเพื่อรักษาความเย็นแบบระเหย ในหอดูดแบบกลไก พัดลมใบพัดตามแนวแกนเป็นตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากมีความสามารถในการไหลเวียนอากาศสูงและใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์พัดลมจะถูกปิดมิดชิดและระบายความร้อนด้วยพัดลม (TEFC) เพื่อให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและมีฤทธิ์กัดกร่อนภายในทาวเวอร์
• อ่างน้ำเย็น: แอ่งน้ำที่ฐานของหอคอยจะรวบรวมน้ำเย็นก่อนที่จะกลับเข้าสู่กระบวนการ แอ่งยังทำหน้าที่เป็นบ่อสำหรับดูดปั๊มหมุนเวียน และการออกแบบของแอ่งนี้ส่งผลต่อระยะเวลาการกักเก็บน้ำ การสะสมของตะกอน และความเสี่ยงในการเจริญเติบโตทางชีวภาพ อ่างล้างหน้าส่วนใหญ่มีช่องเติมน้ำเติมพร้อมวาล์วลูกลอย ช่องระบายน้ำล้น จุดเชื่อมต่อแบบเป่าลม และจุดเข้าใช้งานสำหรับทำความสะอาด
• โครงสร้างทาวเวอร์และปลอก: หอทำความเย็นวงจรเปิดถูกสร้างขึ้นจากวัสดุหลายประเภทขึ้นอยู่กับการใช้งาน เหล็กชุบสังกะสีเป็นมาตรฐานสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป พลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาส (FRP) เป็นที่นิยมในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น โรงงานเคมีหรือสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่ง คอนกรีตใช้สำหรับอาคารขนาดใหญ่มากเนื่องจากมีความทนทานและค่าบำรุงรักษาระยะยาวต่ำ

ประเภทของคูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิด

หอทำความเย็นแบบวงรอบเปิดแบ่งประเภทตามทิศทางการไหลของอากาศสัมพันธ์กับน้ำที่ตกลงมา และโดยกลไกที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายอากาศผ่านระบบ การกำหนดค่าแต่ละรายการมีลักษณะด้านประสิทธิภาพ ข้อกำหนดในการติดตั้ง และข้อควรพิจารณาในการบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน

ทวนกระแสกับครอสโฟลว์

ในหอทำความเย็นแบบไหลทวน อากาศจะเคลื่อนขึ้นในแนวตั้งผ่านการเติมในขณะที่น้ำไหลลงมา - ทั้งสองกระแสเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม การจัดเรียงนี้สร้างการสัมผัสอากาศ-น้ำที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด เนื่องจากน้ำเย็นที่สุดที่ด้านล่างบรรจบกับอากาศที่เข้ามาที่แห้งที่สุด ทำให้เกิดแรงผลักดันในการระเหยสูงสุด หอคอยทวนกระแสมีแนวโน้มที่จะสูงกว่าและกะทัดรัดกว่าในพื้นที่แผน ทำให้เหมาะสำหรับไซต์งานที่มีพื้นที่จำกัด

ในหอทำความเย็นแบบไหลขวาง อากาศจะเคลื่อนที่ในแนวนอนผ่านการเติมในขณะที่น้ำตกลงในแนวตั้ง น้ำร้อนจะถูกจ่ายจากแอ่งป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงที่ด้านบนของถังเติม แทนที่จะฉีดภายใต้แรงดัน โดยทั่วไปแล้ว Crossflow Tower จะมีโปรไฟล์ที่กว้างและต่ำกว่าการออกแบบการไหลทวน ซึ่งช่วยให้การติดตั้ง การเข้าถึงการบำรุงรักษา และข้อกำหนดของหัวปั๊มทำได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไปจะใช้ในการใช้งาน HVAC ขนาดใหญ่และกระบวนการทางอุตสาหกรรมเบาที่ความดันส่วนหัวเป็นข้อจำกัด

ร่างชักนำกับร่างบังคับ

ในหอทำความเย็นแบบดูดอากาศ พัดลมจะอยู่ที่ด้านบนสุดของทาวเวอร์และดึงอากาศขึ้นด้านบนผ่านการเติมอากาศ นี่เป็นการจัดเรียงทั่วไปที่สุดสำหรับทาวเวอร์วงจรเปิด เนื่องจากพัดลมทำงานในอากาศที่ค่อนข้างสะอาดและมีความชื้นต่ำ ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของพัดลมและมอเตอร์ แรงดันลบที่เกิดขึ้นภายในทาวเวอร์ยังช่วยลดความเสี่ยงที่อากาศเสียที่ร้อนและชื้นจะหมุนเวียนกลับเข้าไปในช่องอากาศเข้า

ในหอทำความเย็นแบบบังคับ พัดลมจะอยู่ที่ช่องอากาศเข้า — โดยทั่วไปจะอยู่ที่ฐานหรือด้านข้างของทาวเวอร์ — และดันอากาศผ่านการเติม พัดลมดูดอากาศแบบบังคับสามารถตั้งให้ห่างจากสภาพแวดล้อมแบบหอคอยที่มีความชื้น ซึ่งช่วยให้การบำรุงรักษากลไกทำได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม แรงดันบวกภายในทาวเวอร์ทำให้มีโอกาสหมุนเวียนมากขึ้นและพัดลมจะจัดการกับอากาศขาเข้าที่อิ่มตัว เพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดน้ำแข็งเกาะในสภาพอากาศหนาวเย็น

หอหล่อเย็นแบบร่างธรรมชาติ

หอทำความเย็นแบบวงจรเปิดแบบธรรมชาติ — โครงสร้างคอนกรีตไฮเปอร์โบลอยด์อันเป็นเอกลักษณ์ที่เห็นได้ในโรงไฟฟ้า — ใช้การลอยตัวของอากาศเสียที่อบอุ่นและชื้นเพื่อขับเคลื่อนการไหลเวียนของอากาศโดยไม่ต้องใช้พัดลมเชิงกล รูปร่างไฮเปอร์โบลิกสร้างเอฟเฟกต์ปล่องไฟสูงที่สร้างกระแสลมขึ้นด้านบนสม่ำเสมอ หอคอยเหล่านี้มีความประหยัดเฉพาะในขนาดที่ใหญ่มาก ซึ่งโดยปกติจะดูดซับความร้อนได้มากกว่า 100 เมกะวัตต์ เนื่องจากต้นทุนการก่อสร้างเปลือกคอนกรีตทางแพ่งที่สูง ไม่มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานพัดลมและมีข้อกำหนดในการบำรุงรักษาต่ำมากเมื่อสร้างเสร็จ

คูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิดกับวงจรปิด: คุณต้องการอันไหน?

การเลือกระหว่างหอทำความเย็นวงจรเปิดและวงจรปิด (เครื่องทำความเย็นของเหลว) เป็นหนึ่งในการตัดสินใจครั้งสำคัญครั้งแรกในการออกแบบระบบทำความเย็น แต่ละประเภทมีความสัมพันธ์โดยพื้นฐานที่แตกต่างกันระหว่างของไหลในกระบวนการและสิ่งแวดล้อม โดยมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ การจัดการคุณภาพน้ำ และต้นทุนต้นทุน

กระบวนการระเหยแบบสัมผัสโดยตรงของหอทำความเย็นวงจรเปิดทำให้มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนมากกว่าระบบวงจรปิด เนื่องจากสามารถทำให้น้ำเย็นลงได้ภายในไม่กี่องศาของอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบ ควรใช้หอวงจรปิดเมื่อของเหลวในกระบวนการต้องไม่มีการปนเปื้อน — เช่น ในการแปรรูปอาหาร การผลิตยา หรือการทำความเย็นของศูนย์ข้อมูล — หรือเมื่อของเหลวมีราคาแพงหรือเป็นอันตราย และไม่สามารถเสี่ยงต่อการสัมผัสในบรรยากาศ

การใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรมและการพาณิชย์

หอทำความเย็นแบบระเหยแบบวงเปิดเป็นหนึ่งในระบบกำจัดความร้อนที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมหนักและบริการอาคารเชิงพาณิชย์ ความสามารถในการปฏิเสธความร้อนปริมาณมากด้วยต้นทุนการดำเนินงานต่ำ ทำให้เป็นตัวเลือกเริ่มต้นในการใช้งานที่หลากหลาย

• คอนเดนเซอร์ HVAC Chiller: การใช้งานทั่วไปที่สุดของหอทำความเย็นวงจรเปิดคือการปฏิเสธความร้อนจากด้านคอนเดนเซอร์ของชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำในอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ โรงพยาบาล โรงแรม และศูนย์การค้า ระบบทำความเย็นด้วยน้ำที่จับคู่กับทาวเวอร์วงจรเปิดจะประหยัดพลังงานมากกว่าระบบทำความเย็นด้วยอากาศอย่างมีนัยสำคัญ โดยโดยทั่วไปแล้วค่า COP จะสูงกว่า 30–50%
• การผลิตไฟฟ้า: โรงไฟฟ้าพลังความร้อน รวมถึงถ่านหิน ก๊าซ นิวเคลียร์ และพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น ใช้หอทำความเย็นวงจรเปิดขนาดใหญ่เพื่อควบแน่นไอน้ำหลังจากที่ไหลผ่านกังหัน หอทำความเย็นเป็นองค์ประกอบสำคัญของประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของวัฏจักร Rankine และประสิทธิภาพของมันส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของพืชและการใช้น้ำ
• การแปรรูปเหล็กและโลหะ: หอหล่อเย็นให้บริการเตาหลอม เตาหลอมไฟฟ้า อุปกรณ์หล่อแบบต่อเนื่อง และระบบไฮดรอลิกของโรงงานรีด การใช้งานเหล่านี้ต้องการอาคารที่มีอัตราการไหลสูงและส่วนต่างอุณหภูมิสูงที่สามารถจัดการกับกระบวนการพลิกผันและโหลดที่แปรผันได้
• ปิโตรเคมีและการกลั่น: โรงกลั่นและโรงงานเคมีใช้น้ำจากหอหล่อเย็นอย่างกว้างขวางเพื่อควบแน่นไอระเหยของกระบวนการ ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเย็นลง และนำความร้อนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้มักจะใช้งานเซลล์หอทำความเย็นขนาดใหญ่หลายเซลล์ในพื้นที่สาธารณูปโภคกลางซึ่งให้บริการหน่วยกระบวนการหลายสิบหน่วยพร้อมกัน
• การฉีดขึ้นรูปและพลาสติก: เครื่องจักรฉีดพลาสติกต้องมีการควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่แม่นยำ หอหล่อเย็นแบบวงจรเปิดให้ความสามารถในการทำความเย็นจำนวนมาก โดยน้ำของหอมักจะผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนก่อนที่จะเข้าสู่วงจรแม่พิมพ์เพื่อรักษาคุณภาพน้ำและความเสถียรของอุณหภูมิ
• การแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม: โรงเบียร์ โรงงานผลิตนม และโรงงานแปรรูปอาหารใช้หอทำความเย็นเพื่อขจัดความร้อนออกจากคอนเดนเซอร์ทำความเย็น เครื่องพาสเจอร์ไรส์ และเครื่องทำความเย็นในกระบวนการ แม้ว่าในกรณีส่วนใหญ่จะใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนระดับกลางเพื่อแยกน้ำในหอวงจรเปิดออกจากวงจรที่สัมผัสกับอาหารก็ตาม

วิธีกำหนดขนาดและเลือกคูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิด

ขนาดที่เหมาะสมของหอทำความเย็นวงจรเปิดต้องอาศัยความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับภาระความร้อน สภาวะแวดล้อมที่มีอยู่ และอุณหภูมิของน้ำที่ต้องออกจากอาคาร การลดขนาดส่งผลให้การปฏิเสธความร้อนไม่เพียงพอและอุณหภูมิกระบวนการที่สูงขึ้น การเพิ่มขนาดทุนของเสียและเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานโดยไม่จำเป็น

กำหนดหน้าที่ระบายความร้อน

จุดเริ่มต้นคือการคำนวณอัตราการปฏิเสธความร้อนรวม โดยแสดงเป็นกิโลวัตต์ (kW) ตันทำความเย็น (TR) หรือเมกะวัตต์ (MW) ขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรม สำหรับการใช้งานเครื่องทำความเย็น HVAC หอทำความเย็นจะต้องปฏิเสธทั้งภาระการทำความเย็นในอาคารและความร้อนของการปฏิเสธของคอมเพรสเซอร์ ซึ่งโดยทั่วไปจะมากกว่าความสามารถในการทำความเย็นที่กำหนดของเครื่องทำความเย็น 20–30% สำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรม ภาระความร้อนจะถูกกำหนดจากความสมดุลของมวลและพลังงานทั่วทั้งอุปกรณ์กระบวนการที่กำลังทำให้เย็นลง

สร้างการออกแบบอุณหภูมิกระเปาะเปียก

เนื่องจากหอทำความเย็นแบบวงจรเปิดปฏิเสธความร้อนเป็นหลักผ่านการระเหย ประสิทธิภาพของพวกมันจึงถูกควบคุมโดยอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบ (WBT) มากกว่าอุณหภูมิกระเปาะแห้ง โดยทั่วไป WBT การออกแบบจะถูกเลือกที่เงื่อนไขการออกแบบฤดูร้อน 1% หรือ 0.4% จากข้อมูลสภาพภูมิอากาศ ASHRAE สำหรับที่ตั้งโครงการ ซึ่งหมายความว่า WBT เกินเพียง 1% หรือ 0.4% ของชั่วโมงรวมต่อปี การเลือก WBT แบบอนุรักษ์นิยมเกินไปจะเพิ่มขนาดทาวเวอร์โดยไม่จำเป็น การเลือกค่าที่รุนแรงเกินไปส่งผลให้การระบายความร้อนไม่เพียงพอในช่วงฤดูร้อนที่มีจุดสูงสุด

กำหนดช่วงและแนวทาง

พารามิเตอร์สองตัวกำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหอทำความเย็นวงจรเปิด ช่วงนี้คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างช่องจ่ายน้ำร้อนและช่องจ่ายน้ำเย็น โดยทั่วไปคือ 5–10°C สำหรับการใช้งาน HVAC และสูงถึง 15°C สำหรับระบบอุตสาหกรรมบางระบบ วิธีการนี้คือความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิช่องจ่ายน้ำเย็นและอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบ แนวทางที่เล็กกว่านั้นต้องใช้หอคอยที่ใหญ่กว่าและพื้นที่ผิวเติมที่มากขึ้น โดยทั่วไปอุณหภูมิในการเข้าใกล้ที่ต่ำกว่า 3°C นั้นไม่คุ้มค่าสำหรับเสาวงจรเปิดมาตรฐาน และอาจต้องมีการออกแบบพิเศษ

บัญชีสำหรับข้อจำกัดเฉพาะไซต์

นอกเหนือจากการคำนวณทางความร้อนแล้ว ข้อจำกัดของไซต์งานยังมีบทบาทสำคัญในการเลือกทาวเวอร์อีกด้วย รอยเท้าที่มีอยู่จะกำหนดว่าจำเป็นต้องมีเซลล์ขนาดใหญ่เพียงเซลล์เดียวหรือเซลล์ขนาดเล็กหลายเซลล์ ข้อจำกัดความสูงของอาคาร ความไวต่อเสียงของพื้นที่ใกล้เคียง ทิศทางลมที่เกิดขึ้น (ซึ่งส่งผลต่อความเสี่ยงในการหมุนเวียน) ข้อกำหนดเขตแผ่นดินไหว และคุณภาพน้ำในท้องถิ่น ล้วนมีอิทธิพลต่อการกำหนดค่าหอคอยขั้นสุดท้าย ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ และการเลือกอุปกรณ์เสริม

การบำบัดน้ำสำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์วงจรเปิด

การบำบัดน้ำเป็นหนึ่งในแง่มุมที่สำคัญที่สุดและมักถูกประเมินต่ำเกินไปในการใช้งานระบบหอหล่อเย็นแบบวงรอบเปิด เนื่องจากน้ำที่หมุนเวียนสัมผัสกับบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง จึงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการระเหยของแร่ธาตุที่ละลาย การปนเปื้อนจากอนุภาคในอากาศ การเจริญเติบโตทางชีวภาพ และการกัดกร่อนของส่วนประกอบของระบบโลหะ หากไม่มีการรักษาที่เหมาะสม ปัญหาทั้งหมดเหล่านี้จะทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง อุปกรณ์เสียหาย และเพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน

วัฏจักรของความเข้มข้นและการระเบิด

เมื่อน้ำระเหยออกจากหอคอย แร่ธาตุที่ละลายในหอคอยจะยังคงอยู่ในน้ำหมุนเวียน ทำให้ความเข้มข้นของพวกมันเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อัตราส่วนของความเข้มข้นของแร่ธาตุในน้ำหมุนเวียนต่อความเข้มข้นของน้ำเสริมเรียกว่าวัฏจักรของความเข้มข้น (COC) ระบบวงจรเปิดส่วนใหญ่ทำงานที่ 3–6 COC การเกินช่วงนี้จะเพิ่มความเสี่ยงของการสะสมของตะกรันและการกัดกร่อน การระบายน้ำทิ้ง — โดยเจตนาปล่อยน้ำเข้มข้นที่ถูกควบคุมออกจากอ่างและแทนที่ด้วยน้ำสะอาดที่เติมเข้าไป — ถูกนำมาใช้เพื่อรักษา COC ให้อยู่ภายในช่วงเป้าหมาย ตัวควบคุมการเป่าลมอัตโนมัติที่ใช้การวัดค่าการนำไฟฟ้าถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐานในระบบที่ได้รับการจัดการอย่างดี

สารยับยั้งตะกรันและการกัดกร่อน

สารยับยั้งตะกรัน ซึ่งโดยทั่วไปคือสารประกอบฟอสโฟเนตหรือโพลีเมอร์ ได้รับการจ่ายอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันไม่ให้แคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซัลเฟต และซิลิกาสะสมบนพื้นผิวตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและสารเติม สารยับยั้งการกัดกร่อนช่วยปกป้องชิ้นส่วนเหล็ก โลหะผสมทองแดง และพื้นผิวสังกะสีโดยการสร้างฟิล์มป้องกันบางๆ บนพื้นผิวโลหะ เคมีของสารยับยั้งที่ถูกต้องจะถูกเลือกโดยอิงตามการวิเคราะห์น้ำเติม ระบบโลหะวิทยา และการทำงานของ COC ค่า pH จะถูกรักษาไว้ในช่วง 7.0–8.5 เพื่อให้สมดุลขนาดและแนวโน้มการกัดกร่อน

การควบคุมทางชีวภาพและการป้องกันลีเจียนเนลลา

หอทำความเย็นแบบวงจรเปิดได้รับการยอมรับว่าเป็นสถานที่ขยายสัญญาณที่เป็นไปได้สำหรับโรค Legionella pneumophila ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคลีเจียนแนร์ น้ำหมุนเวียนที่อุ่นและอุดมด้วยสารอาหารทำให้เกิดสภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสมหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม โปรแกรมไบโอไซด์ที่รวมไบโอไซด์ออกซิไดซ์ (เช่น สารประกอบคลอรีนหรือโบรมีนที่จ่ายเพื่อรักษาปริมาณสารตกค้างที่ปราศจากสาร 0.5–1.0 ppm) กับไบโอไซด์ที่ไม่ออกซิไดซ์ (เช่น ไอโซไทอาโซลิโนนหรือ DBNPA ที่ใช้เป็นระยะๆ สำหรับการจ่ายยากระตุ้น) ถือเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการควบคุมทางชีวภาพ มาตรการควบคุมทางกายภาพ รวมถึงการทำความสะอาดอ่างเป็นประจำ การบำรุงรักษาเครื่องกำจัดการดริฟท์ และการกำจัดเดดเลก เป็นส่วนเสริมของโปรแกรมทางเคมี ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบสำหรับการประเมินความเสี่ยง Legionella และแผนการจัดการน้ำของหอหล่อเย็นได้รับคำสั่งในเขตอำนาจศาลหลายแห่ง รวมถึงสหรัฐอเมริกา (ASHRAE 188) สหราชอาณาจักร (L8 ACoP) และสหภาพยุโรป

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษาสำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์แบบเปิด

โปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงรุกที่มีโครงสร้างเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้หอทำความเย็นแบบวงเปิดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตามการออกแบบ และเพื่อยืดอายุการใช้งานให้สูงสุด โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 15–25 ปีสำหรับ FRP หรือหน่วยเหล็กชุบสังกะสีที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดี แนวทางปฏิบัติต่อไปนี้แสดงถึงมาตรฐานที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมสำหรับการบำรุงรักษาหอทำความเย็น

• การทำความสะอาดอ่างล้างหน้า: ตะกอน เมือกชีวภาพ และเศษซากจะสะสมอยู่ในอ่างน้ำเย็นเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้เกิดสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปิดกั้นตัวกรองการดูด อ่างล้างหน้าควรได้รับการทำความสะอาดและฆ่าเชื้อทางกายภาพอย่างน้อยปีละครั้ง — โดยทั่วไปในช่วงการปิดระบบตามแผน — หรือบ่อยกว่านั้นหากมีกิจกรรมทางชีวภาพสูง เครื่องกวาดพื้นหรือระบบกรองน้ำด้านข้างสามารถลดการสะสมของตะกอนระหว่างการทำความสะอาดทั้งหมดได้
• การตรวจสอบสื่อเติม: ตรวจสอบการอุดตันทางชีวภาพ ตะกรัน ความหย่อนคล้อย หรือความเสียหายทางกายภาพอย่างน้อยปีละครั้ง การปิดกั้นหรือยุบตัวช่วยลดการไหลเวียนของอากาศและการกระจายน้ำ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการระบายความร้อนลดลงอย่างมาก วัสดุเติม PVC ที่เปราะตามอายุหรือได้รับความเสื่อมโทรมจากรังสียูวี ควรเปลี่ยนก่อนที่จะล้มเหลวในเชิงโครงสร้างและทำให้เกิดการปิดระบบ
• การบำรุงรักษาระบบพัดลมและระบบขับเคลื่อน: ตรวจสอบใบพัดลมสำหรับการกัดเซาะ รูพรุน หรือความไม่สมดุล ตรวจสอบการตั้งค่าระยะห่างของใบพัดพัดลมและปรับตามความจำเป็นเพื่อรักษาการไหลเวียนของอากาศที่ออกแบบไว้ หล่อลื่นแบริ่งเพลาพัดลมตามกำหนดเวลาของผู้ผลิต บนหอเกียร์ ให้ตรวจสอบระดับและคุณภาพน้ำมันเกียร์เป็นประจำทุกปี และเปลี่ยนน้ำมันตามช่วงเวลาที่แนะนำ บนทาวเวอร์ขับเคลื่อนสายพาน ให้ตรวจสอบความตึงของสายพานและการสึกหรอทุกๆ 3–6 เดือน
• การตรวจสอบระบบจำหน่าย: ตรวจสอบหัวฉีดสเปรย์หรือรูกระจายแรงโน้มถ่วงว่ามีการอุดตัน การสึกหรอ หรือการวางแนวไม่ตรง หัวฉีดที่ถูกบล็อกบางส่วนจะสร้างพื้นที่แห้งในการเติมซึ่งจะลดประสิทธิภาพและส่งเสริมการเติบโตทางชีวภาพ ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนหัวฉีดโดยเป็นส่วนหนึ่งของการบริการประจำปี ตรวจสอบการเชื่อมต่อท่อด้านข้างและฉากกั้นอ่างน้ำร้อนว่ามีรอยแตกหรือการกัดกร่อนหรือไม่
• การประเมินการกำจัดดริฟท์: ตรวจสอบตัวกำจัดการดริฟท์เพื่อดูการนั่ง รอยแตก และการบิดงอที่เหมาะสม เครื่องกำจัดดริฟท์ที่ได้รับความเสียหายหรือติดตั้งไม่ถูกต้องทำให้เกิดการถ่ายเทน้ำที่ไม่สามารถยอมรับได้ เพิ่มการใช้น้ำเสริม และโอกาสที่ละอองลอยลีเจียนเนลลาที่รับภาระหนักจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ
• การตรวจสอบโครงสร้าง: ตรวจสอบโครงหอคอย บานเกล็ด ผนังแอ่ง และโครงสร้างรองรับว่ามีการกัดกร่อน รอยแตกร้าว และความล้มเหลวของตัวยึด สำหรับเสาเหล็กชุบสังกะสี ให้ตรวจสอบสภาพของการเคลือบสังกะสีแล้วทาสารเคลือบสังกะสีเย็นหรือเคลือบอีพ็อกซี่กับบริเวณที่มีโลหะเปลือยหรือจุดสนิม แก้ไขข้อบกพร่องทางโครงสร้างทันทีเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่อง

ปัญหาด้านประสิทธิภาพทั่วไปและวิธีการวินิจฉัย

เมื่อหอทำความเย็นวงจรเปิดไม่เป็นไปตามการออกแบบที่อุณหภูมิของน้ำ สาเหตุที่เป็นไปได้หลายประการจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างเป็นระบบก่อนที่จะดำเนินการเปลี่ยนอุปกรณ์หรืองานแก้ไขที่สำคัญ

เมื่อวินิจฉัยข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพการระบายความร้อน ให้เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบตามจริงกับเงื่อนไขการออกแบบเสมอ หอทำความเย็นที่ดูเหมือนว่าจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าปกติในช่วงฤดูร้อนที่ร้อนชื้นผิดปกติอาจทำงานได้อย่างถูกต้อง — เพียงแค่ถูกขอให้ทำงานนอกเหนือจากขอบเขตการออกแบบ การเปรียบเทียบข้อมูลประสิทธิภาพที่เป็นมาตรฐาน (ปรับตามจริงกับอุณหภูมิกระเปาะเปียกและอัตราการไหลของน้ำที่ออกแบบ) ให้ภาพสภาพหอคอยที่แท้จริงที่เชื่อถือได้มากกว่าการอ่านค่าอุณหภูมิดิบเพียงอย่างเดียว