Kako rade rashladni tornjevi

Rashladni toranj je vrsta opreme koja koristi kontakt između vode i zraka za odvođenje otpadne topline koja nastaje u industriji ili rashladnim uređajima i klimatizaciji kroz isparavanje.

Osnovni princip je: suv (niska entalpija) vazduh ulazi u rashladni toranj iz ulaza vazduha nakon što ga pumpa ventilator; zasićena para i molekuli vode visokog pritiska i visoke temperature teku u vazduh niskog pritiska, a mokra i topla (visoka entalpija) voda se prskaju u toranj iz sistema za raspršivanje vode. Kada kapljice vode dođu u dodir sa zrakom, s jedne strane, zbog direktnog prijenosa topline između zraka i vode, s druge strane, zbog razlike tlaka između površine vodene pare i zraka, dolazi do isparavanja pod djelovanjem pritiska, a toplota u vodi se oduzima prenosom toplote isparavanjem, čime se postiže svrha hlađenja.

Radni proces rashladnog tornja: Uzmimo za primjer radni proces kružnog protustrujnog rashladnog tornja: topla voda se pumpa iz glavne prostorije kroz cijev, horizontalno grlo, zakrivljeno grlo i središnje grlo pod određenim pritiskom da pritisne cirkuliše voda u sistem za raspršivanje vode rashladnog tornja, a voda se ravnomerno raspoređuje na punilo kroz male rupe na cevi za raspršivanje vode. Suvi vazduh sa niskom temperaturom mokrog termometra ulazi u toranj iz donje ulazne mreže pod dejstvom ventilatora. Kada topla voda teče kroz površinu punila, ona formira vodeni film i razmjenjuje toplinu sa zrakom. Vrući vazduh sa visokom vlažnošću i visokom temperaturom vlažnog termometra se izvlači sa vrha. Vazduh koji ulazi u toranj je suv vazduh sa niskom temperaturom mokrog termometra. Očigledno postoji razlika u koncentraciji i razlika u kinetičkom pritisku između molekula vode i zraka. Kada ventilator radi, pod dejstvom statičkog pritiska u tornju, molekuli vode nastavljaju da isparavaju u vazduh i postaju molekuli vodene pare. Prosječna kinetička energija preostalih molekula vode će se smanjiti, čime će se smanjiti temperatura vode koja cirkulira. Iz gornje analize može se vidjeti da hlađenje isparavanjem nema nikakve veze sa temperaturom zraka (obično temperatura suhog termometra) nižom ili višom od temperature vode. Sve dok molekuli vode mogu nastaviti isparavati u zrak, temperatura vode će se smanjivati. Međutim, isparavanje vode u zrak neće se nastaviti beskonačno. Kada zrak u kontaktu s vodom nije zasićen, molekuli vode nastavljaju isparavati u zrak, ali kada zrak na dodirnoj površini vodene pare dostigne zasićenje, molekuli vode ne mogu ispariti, već su u stanju dinamičke ravnoteže. Broj isparenih molekula vode jednak je broju molekula vode vraćenih iz zraka u vodu, a temperatura vode ostaje nepromijenjena. Iz ovoga možemo vidjeti da što je zrak koji dolazi u dodir s vodom suvlji, to lakše dolazi do isparavanja i lakše pada temperatura vode.