બંધ{{0}સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સની પસંદગી

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સની સામાન્ય "3" ખામી

પિટફોલ 1: કોઇલ સામગ્રીની ખોટી પસંદગી, જે બંધ સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર કોઇલમાંથી રસ્ટ પેનિટ્રેશન અને પાણી લિકેજ તરફ દોરી જાય છે-;

પિટફૉલ 2: માધ્યમમાં એન્ટિફ્રીઝ ઉમેરવામાં નિષ્ફળતા, પરિણામે શિયાળામાં સાધનો બંધ થયા પછી માધ્યમ ઠંડું પડી જાય છે, જેનાથી કોઇલ ફાટી જાય છે;

પિટફૉલ 3: સ્પ્રે પાણીના જથ્થાની ખોટી ગણતરી, જે પાવર વપરાશના ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે.

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર પરોક્ષ હીટ એક્સચેન્જ દ્વારા ઠંડક પ્રાપ્ત કરે છે. ફરતું માધ્યમ (જેમ કે પાણી અથવા ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સોલ્યુશન) બંધ કોઇલમાં વહે છે, અને સ્પ્રે પાણીના બાષ્પીભવન અને હવાના સંવહન દ્વારા ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે. બંધ સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત ત્રણ મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ પર આધારિત છે: ગરમીનું વિનિમય, પાણીનું બાષ્પીભવન ઠંડક અને હવાનો પ્રવાહ.

હીટ એક્સચેન્જ પ્રક્રિયા

1.1 હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમ

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સમાં, સામાન્ય રીતે પાણીનો ઉપયોગ હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમ તરીકે થાય છે. ઠંડું કરવા માટેના સાધનો અથવા સિસ્ટમમાંથી ગરમી (જેમ કે ઔદ્યોગિક સાધનો, એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમ્સના કન્ડેન્સર્સ વગેરે) પહેલા ફરતા પાણીમાં ટ્રાન્સફર થાય છે.

ફરતું પાણી બાહ્ય વાતાવરણ સાથે સીધા સંપર્ક વિના બંધ સિસ્ટમમાં વહે છે, આમ પાણીની ગુણવત્તાની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરે છે અને અશુદ્ધિઓને સિસ્ટમમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

1.2 હીટ એક્સ્ચેન્જરની ભૂમિકા

હીટ એક્સ્ચેન્જરનું મુખ્ય કાર્ય એ સાધનમાંથી ગરમીને ફરતા પાણીમાં અસરકારક રીતે સ્થાનાંતરિત કરવાનું છે.

જ્યારે સાધનસામગ્રીમાંથી ગરમીનું વહન કરતું ફરતું પાણી હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે ગરમી ઊંચા તાપમાનની બાજુ (પાણીની ફરતી બાજુ) થી નીચલા તાપમાનની બાજુ (ઠંડક પ્રવાહી બાજુ) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે. બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સમાં, ઠંડકનું પ્રવાહી સામાન્ય રીતે હવા હોય છે, પરંતુ ખુલ્લા કૂલિંગ ટાવર્સથી વિપરીત, હવા ફરતા પાણીનો સીધો સંપર્ક કરતી નથી.

પાણીના બાષ્પીભવન ઠંડકની પ્રક્રિયા

2.1 કૂલિંગ કોઇલ અને સ્પ્રે સિસ્ટમ

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવરમાં કૂલિંગ કોઇલ સામાન્ય રીતે ધાતુની બનેલી હોય છે, સર્પાકાર આકારમાં અથવા અન્ય સ્વરૂપમાં, કૂલિંગ ટાવરની અંદર મૂકવામાં આવે છે. કોઇલમાં ફરતું પાણી વહે છે, કોઇલની બહારની હવા સાથે ગરમીનું વિનિમય કરે છે.

કૂલિંગ ટાવર સ્પ્રે સિસ્ટમથી સજ્જ છે, જે ફરતા પાણીના નાના ભાગને પાણીના ટીપાઓમાં છાંટે છે. આ ટીપાં કોઇલની સપાટી પર પાણીની ફિલ્મ બનાવે છે. જ્યારે હવા ટાવરના પંખાની ક્રિયા હેઠળ કોઇલમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ટીપાં હવાના સંપર્કમાં આવે છે.

2.2 બાષ્પીભવનકારી ગરમીના વિસર્જનનો સિદ્ધાંત

જ્યારે છાંટવામાં આવેલા ટીપાં હવાના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે, અને બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા મોટી માત્રામાં ગરમીને શોષી લે છે, જે કોઇલમાં ફરતા પાણીની ગરમીથી આવે છે.

પાણીના બાષ્પીભવન સાથે, કોઇલમાં ફરતા પાણીનું તાપમાન ધીમે ધીમે ઘટતું જાય છે. ઠંડુ કરેલું પાણી બંધ સિસ્ટમમાં ફરે છે, ઠંડું કરવા માટેના સાધનોમાં પાછું ફરે છે, સાધનોમાંથી ગરમીને ફરીથી શોષી લે છે અને આ ચક્ર સતત ઠંડક પ્રાપ્ત કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

એર ફ્લો પ્રક્રિયા

3.1 ચાહકની ભૂમિકા

પંખો મુખ્યત્વે કૂલિંગ ટાવરમાં હવાના પ્રવાહને પ્રોત્સાહન આપે છે. પંખો સામાન્ય રીતે કૂલિંગ ટાવરની ટોચ પર અથવા બાજુ પર સ્થાપિત થાય છે, જે ટાવરમાં બાહ્ય હવા ખેંચવા માટે પરિભ્રમણ દ્વારા નકારાત્મક દબાણ બનાવે છે.

કૂલિંગ ટાવરમાં પ્રવેશ્યા પછી, હવા કૂલિંગ કોઇલ અને સ્પ્રે વિસ્તારમાંથી પસાર થાય છે. હવા અને પાણી વચ્ચે ગરમીના વિનિમય દરને નિયંત્રિત કરવા માટે ચાહકની પરિભ્રમણ ગતિ અને હવાની માત્રાને વાસ્તવિક જરૂરિયાતો અનુસાર ગોઠવી શકાય છે.

3.2 હવા અને પાણી વચ્ચે હીટ એક્સચેન્જની દિશા

કૂલિંગ ટાવરમાં, હવા અને પાણી કાઉન્ટરકરન્ટ હીટ એક્સચેન્જ કરે છે. હવા નીચેથી ઉપર તરફ વહે છે, જ્યારે પાણી ઉપરથી નીચે (કોઇલની અંદર) વહે છે. આ કાઉન્ટરકરન્ટ મોડ હવા અને પાણી વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતને પ્રમાણમાં સ્થિર રાખી શકે છે, જેનાથી ગરમીના વિનિમય કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સની માળખાકીય રચના

કોઇલ: કાટ-પ્રતિરોધક સામગ્રી (જેમ કે 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા કોપર ટ્યુબ) ની બનેલી, જેની અંદર વહેતું ઠંડું કરી શકાય;

સ્પ્રે સિસ્ટમ: કોઇલની સપાટી પર એકસરખી રીતે ઠંડકનું પાણી સ્પ્રે કરે છે;

ચાહક: હવાના પ્રવાહને દબાણ કરે છે (અક્ષીય અથવા કેન્દ્રત્યાગી ચાહક);

પાણીની ટાંકી: સ્પ્રે પાણીને ભેગી કરે છે અને ફરે છે;

ફિલર: પાણી અને હવા વચ્ચેના સંપર્ક વિસ્તારને વધારે છે;

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર અને તેના ભૌતિક સંપદા પરિમાણોનું માધ્યમ

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સનું માધ્યમ: બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર્સમાં વપરાતું માધ્યમ સામાન્ય રીતે પાણી અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ છે. સામાન્ય રીતે દક્ષિણમાં પાણીનો ઉપયોગ માધ્યમ તરીકે થાય છે અને ઉત્તરમાં ઇથિલિન ગ્લાયકોલ માધ્યમનો ઉપયોગ થાય છે.

પાણીની ભૌતિક મિલકત પરિમાણો

પરિમાણ	મૂલ્ય (20 ડિગ્રી)	મૂલ્ય (40 ડિગ્રી)	એન્જિનિયરિંગ મહત્વ
ઘનતા (ρ)	998 kg/m³	992 kg/m³	પંપ પાવર અને ફ્લો રેટની ગણતરીને અસર કરે છે
વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા (Cp)	4.18 kJ/(kg· ડિગ્રી )	4.18 kJ/(kg· ડિગ્રી )	હીટ લોડની ગણતરી માટે મુખ્ય પરિમાણ
થર્મલ વાહકતા (λ)	0.598 W/(m· ડિગ્રી )	0.630 W/(m· ડિગ્રી )	કોઇલ હીટ ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે
ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા (μ)	1.002×10⁻³ પાસ	0.653×10⁻³ પાસ	પ્રવાહ પ્રતિકાર અને દબાણ ડ્રોપ નક્કી કરે છે
ઠંડું બિંદુ	0 ડિગ્રી	-	શિયાળામાં એન્ટિફ્રીઝ ડિઝાઇન માટે કી
ઉત્કલન બિંદુ	100 ડિગ્રી	-	-

નોંધ: પાણીના ભૌતિક ગુણધર્મો તાપમાન સાથે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્નિગ્ધતા 0 ડિગ્રી પર 1.787×10⁻³ Pa·s અને 60 ડિગ્રી પર 0.467×10⁻³ Pa·s છે; થર્મલ વાહકતા 100 ડિગ્રી પર 0.68 W/(m· ડિગ્રી) સુધી ઘટી જાય છે.

ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સોલ્યુશન (20 ડિગ્રી) ના ભૌતિક ગુણધર્મ પરિમાણો

પરિમાણ	મૂલ્ય	શુદ્ધ પાણીની સરખામણીમાં ફેરફાર	ડિઝાઇન અસર
ઘનતા (ρ)	1070 kg/m³	+7%	પંપ પાવર લગભગ 8% વધવાની જરૂર છે
વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા (Cp)	3.45 kJ/(kg· ડિગ્રી)	-17%	સમાન ગરમીના ભાર માટે મોટો પ્રવાહ દર જરૂરી છે
થર્મલ વાહકતા (λ)	0.39 W/(m· ડિગ્રી )	-35%	હીટ ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો
ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા (μ)	3.5×10⁻³ પાસ	+450%	નોંધપાત્ર વધારો ફ્લો પ્રતિકાર

લાક્ષણિક ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સાંદ્રતા અને ઠંડું બિંદુ વચ્ચેનો સંબંધ

ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સાંદ્રતા	ઠંડું બિંદુ (ડિગ્રી)	ઉત્કલન બિંદુ (ડિગ્રી)	એપ્લિકેશન દૃશ્યો
30%	-15	106	સામાન્ય એન્ટિફ્રીઝ આવશ્યકતાઓ
50%	-37	110	ગંભીર ઠંડા વિસ્તારો અથવા નીચા-તાપમાનની કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓ
60%	-55	113	અત્યંત નીચું-તાપમાન વાતાવરણ

નોંધ: ઇથિલિન ગ્લાયકોલની સાંદ્રતા જેટલી વધારે છે, તેટલું ઠંડું બિંદુ ઓછું, પરંતુ સ્નિગ્ધતા તીવ્રપણે વધે છે (ઉચ્ચ-હેડ પંપની જરૂર છે); ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સોલ્યુશનમાં ધાતુઓ માટે સહેજ કાટ હોય છે, તેથી કાટ અવરોધકો (જેમ કે બોરેટ) ઉમેરવા જોઈએ અથવા સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા કોપર-નિકલ એલોય કોઇલનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ; થીજબિંદુની આવશ્યકતાઓ ઇથિલિન ગ્લાયકોલની સાંદ્રતા નક્કી કરે છે, પરંતુ ઉચ્ચ સાંદ્રતા પંપ પાવર વપરાશમાં નોંધપાત્ર વધારો કરશે; સ્નિગ્ધતા-તાપમાન વળાંક દ્વારા એકાગ્રતાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે; ઇથિલિન ગ્લાયકોલ સોલ્યુશનનો હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક શુદ્ધ પાણી કરતા 30% -40% ઓછો છે, તેથી કોઇલ વિસ્તાર અથવા હવાનું પ્રમાણ વધારવું જરૂરી છે.

બંધ-સર્કિટ કૂલિંગ ટાવર કોઇલના સામાન્ય પ્રકારો, સામગ્રી, ફાયદા અને ગેરફાયદા

(1) કોપર ટ્યુબ (લાલ કોપર ટ્યુબ)

ફાયદા:

ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ વાહકતા: લાલ કોપર ટ્યુબમાં ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા (380 W/m·k) હોય છે, જેમાં નોંધપાત્ર ઉષ્મા વિનિમય કાર્યક્ષમતા હોય છે, જે મધ્યમ અને ઉચ્ચ તાપમાનના તફાવત માટે યોગ્ય હોય છે.

મજબૂત કાટ પ્રતિકાર: કુદરતી રીતે પાણીમાંથી કાટ માટે પ્રતિરોધક, નબળા એસિડ/આલ્કલી મીડિયા, લાંબા સેવા જીવન સાથે (સામાન્ય રીતે 20 વર્ષથી વધુ).

સ્થિર યાંત્રિક ગુણધર્મો: પાતળી-દિવાલો (8-10 મીમી) પરંતુ ઉચ્ચ શક્તિ, પરિપક્વ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી (સિલ્વર-આધારિત વેલ્ડીંગ સળિયા) અને સારી સીલિંગ કામગીરી સાથે.

ગેરફાયદા:

ઊંચી કિંમત: તાંબુ મોંઘું છે, જેમાં પ્રારંભિક રોકાણ સ્ટેનલેસ સ્ટીલની ટ્યુબ કરતાં લગભગ 1.5 ગણું છે.

પ્રમાણમાં ભારે: સમાન વોલ્યુમની સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ટ્યુબ કરતાં ભારે, ઇન્સ્ટોલેશન માટે વધારાના સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચર્સની જરૂર છે.

(2) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ટ્યુબ (304/316L)

ફાયદા:

ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર: ખાસ કરીને 316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ 15-20 વર્ષની સેવા જીવન સાથે, મજબૂત એસિડ અને મીઠું સ્પ્રે જેવા કઠોર વાતાવરણનો સામનો કરી શકે છે.

ઉચ્ચ દબાણ-બેરિંગ સ્ટ્રેન્થ: ઉચ્ચ-દબાણની કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરી શકે છે અને તેને વિકૃત કરવું સરળ નથી.

ગેરફાયદા:

ઓછી થર્મલ વાહકતા: થર્મલ વાહકતા (16 W/m·k) કાર્યક્ષમતા માટે વળતર માટે કોઇલ વિસ્તાર અથવા હવાના જથ્થામાં વધારો જરૂરી છે.

મુશ્કેલ પ્રક્રિયા: વેલ્ડીંગ માટે ઉચ્ચ તકનીકી આવશ્યકતાઓ સાથે આર્ગોન આર્ક વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજીની જરૂર પડે છે, અને તે કાટના તાણની સંભાવના ધરાવે છે.

(3) કાર્બન સ્ટીલ ટ્યુબ (ગેલ્વેનાઈઝ્ડ)

ફાયદા:

ઓછી કિંમત: કિંમત માત્ર 1/3 થી 1/2 કોપર ટ્યુબ છે, જે મર્યાદિત બજેટવાળા પ્રોજેક્ટ્સ માટે યોગ્ય છે.

સરળ પ્રક્રિયા: વેલ્ડ અને કાપવામાં સરળ, ઝડપી ઇન્સ્ટોલેશન માટે યોગ્ય.

ગેરફાયદા:

નબળી કાટ પ્રતિકાર: સર્વિસ લાઇફ વધારવા માટે ગેલ્વેનાઇઝિંગ જરૂરી છે, પરંતુ હજુ પણ લાંબા ગાળે કાટ લાગવાની સંભાવના છે (સેવા જીવન લગભગ 5-8 વર્ષ છે).

ઉચ્ચ સ્કેલિંગ દર: ખરબચડી સપાટી સ્કેલિંગ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જેને વારંવાર સફાઈની જરૂર પડે છે, જે ગરમીના વિનિમય કાર્યક્ષમતાને ઘટાડે છે.

(4) ટાઇટેનિયમ એલોય ટ્યુબ

ફાયદા: અત્યંત મજબૂત કાટ પ્રતિકાર (ખાસ કરીને ક્લોરાઇડ આયનો માટે), હલકો, દરિયાઈ પાણીના ઠંડક અને પરમાણુ ઉદ્યોગ માટે યોગ્ય.

ગેરફાયદા: અત્યંત ઊંચી કિંમત (સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કરતાં લગભગ 5 ગણી) અને મુશ્કેલ પ્રક્રિયા.

(5) એલ્યુમિનિયમ એલોય ટ્યુબ

ફાયદા: હલકો અને પ્રમાણમાં સારી થર્મલ વાહકતા (લગભગ 200 W/m·k).

ગેરફાયદા: ઓછી યાંત્રિક શક્તિ અને આલ્કલાઇન માધ્યમ દ્વારા કાટ લાગવાની સંભાવના.