Soğutma Kulesi ile Chiller Arasına Neden Ayırıcı Eşanjör Konur?

Özet: Soğutma kulesi açık bir devredir; suyu havayla temas eder, buharlaşarak derişir ve içine toz, yosun, kum taşır. Bu suyu doğrudan chiller kondenserine vermek kondenseri birkaç sezonda bitirir. Araya konan plakalı ayırıcı eşanjör iki devreyi fiziksel olarak ayırır: kirli su dışarıda kalır, chiller temiz kapalı devrede çalışır. Bedeli 1–1,5 °C ek yaklaşım sıcaklığı ve buna bağlı %2–4 verim kaybıdır. Karşılığında kondenser ömrü, serbest soğutma imkânı ve çok daha basit bir bakım rejimi kazanılır.

Açık devre kule suyu neden kapalı devreye karıştırılmaz?

Soğutma kulesi suyu soğutmak için buharlaştırma kullanır. Su buharlaşıp giderken içindeki mineraller kalır; besleme suyu eklendikçe derişim artar. Buna derişim çevrimi denir ve tipik kulelerde 3–6 arasındadır. Yani kule havuzundaki suyun sertliği ve klorür içeriği, şebeke suyunun 3–6 katıdır.

Aynı anda kule, havadan geçen tozu, poleni, kurum ve böcekleri de yıkayıp havuza indirir. Güneş gören havuzlarda yosun, ılık ve durgun bölgelerde biyofilm oluşur. Sonuç: aşındırıcı, kireçlendirici, biyolojik olarak aktif bir su.

Doğrudan bağlarsanız ne olur?

1. Kondenser boruları kireçlenir. Derişmiş su, borunun en sıcak yüzeyinde kalsiyum karbonat bırakır. Isı geçişi düşer, yoğuşma basıncı yükselir, kompresör daha çok çeker.

2. Klorür korozyonu başlar. Derişim çevrimi klorürü de yoğunlaştırır. Paslanmaz yüzeylerde çukurcuk (pitting) korozyonu, bakır borularda oyulma görülür.

3. Katı madde tıkanması. Kum ve organik parçacıklar dar kondenser kanallarında birikir; debi düşer, bölgesel aşırı ısınma olur.

4. Biyofilm ve legionella riski. Kule suyunun bina içindeki ekipmana kadar taşınması, riski yönetilmesi gereken alanı büyütür. Ayırma, açık devreyi kule adasında hapseder.

5. Garanti sorunu. Chiller üreticileri kondenser suyu için kalite şartı koyar. Kule suyu bu şartı çoğu zaman sağlamaz; arıza hâlinde garanti tartışmalı hâle gelir.

Ayırıcı eşanjörün yaptığı iş

Contalı plakalı bir eşanjör iki devre arasına girer. Kule tarafı açık ve kirli kalır; chiller tarafı kapalı, şartlandırılmış ve temiz bir devre olur. Isı, plakalar üzerinden geçer; sular hiç karışmaz.

Bu kurgunun pratik faydası sadece koruma değildir: temizlik artık tek bir yerde yapılır. Contalı plakalı eşanjör sökülebilir; plakalar açılıp yıkanır ve eşanjör yeni gibi döner. Kondenser demetini temizlemek ise çok daha maliyetli ve risklidir.

Bedeli: yaklaşım sıcaklığı ve chiller verimi

Araya bir eşanjör koymak, kondensere giden suyun kule suyundan birkaç derece daha sıcak olması demektir. Kondenser suyu sıcaklığındaki her 1 K artış, su soğutmalı chiller veriminde kabaca %2–3 kayba karşılık gelir.

Kaybı küçük tutmanın yolu eşanjörü cömert seçmektir. Ayırıcı uygulamalarda 0,5–1,5 °C hedeflenir. Yaklaşım sıcaklığının alan ve maliyete etkisini yaklaşım sıcaklığı yazısında sayısal olarak ele aldık.

Serbest soğutma: ayırmanın bonusu

Dış hava yeterince soğuduğunda kule suyu, chiller çalıştırmadan soğutma yükünü karşılayabilecek sıcaklığa iner. Ayırıcı eşanjör zaten yerinde olduğu için ek bir ekipmana gerek kalmaz: chiller durdurulur, yük doğrudan eşanjör üzerinden kuleye aktarılır.

Türkiye’nin iç bölgelerinde bu mod yılın belirgin bir kısmında çalışabilir. Veri merkezi gibi yıl boyu soğutma yükü olan tesislerde kazanç daha da büyüktür; konuyu veri merkezinde serbest soğutma yazısında ayrıntılandırdık.

Serbest soğutmayı hedefliyorsanız eşanjörü kış şartlarına göre de kontrol ettirin: kışın debi ve sıcaklık rejimi farklıdır ve tam yük seçimi kısmi modda yetersiz kalabilir.

Kule suyu tarafında malzeme seçimi

Ayırıcı eşanjörün kule tarafı, derişmiş ve oksijenli suyla çalışır. Malzeme seçimi klorür içeriğine göre yapılır.

Conta tarafında kule suyu için EPDM standarttır. Sürekli klor veya biyosit dozlanan sistemlerde conta ömrü kısalabilir; dozlama rejimini üreticiyle paylaşın. Malzeme karşılaştırmasının ayrıntısı için 316L mi titanyum mu yazısına bakın.

Filtrasyon olmadan ayırma yeterli değildir

Ayırıcı eşanjör chilleri korur ama kendisi korunmasız kalır. Kule havuzundan gelen kum ve organik madde plaka kanallarını tıkar. Bu yüzden ayırıcı eşanjör her zaman bir yan akım filtrasyonu ile birlikte kurgulanır.

Tipik kurgu: kule havuz debisinin %5–10’unu sürekli süzen bir kum filtresi veya siklon ayırıcı, artı eşanjör girişinde koruyucu bir süzgeç. Ayrıca hava ve tortu ayırıcılar, kapalı devre tarafında sirkülasyonla taşınan katıları toplar; konuyu separatör: hava ve tortu ayırıcı yazısında anlattık.

Su şartlandırma (kireç önleyici, korozyon inhibitörü, biyosit) ve derişim çevriminin blöfle kontrolü de bu resmin parçasıdır. Ayırma, şartlandırmanın yerine geçmez — sadece uygulanacağı alanı küçültür.

Ne zaman ayırıcı eşanjör gerekmez?

Kapalı devre (adyabatik / kuru soğutucu) kullanıyorsanız ayırmaya gerek yoktur; zaten kapalı bir devre vardır. Aynı şekilde kuru soğutucu ile çalışan sistemlerde su havayla temas etmez.

Çok küçük ve geçici tesislerde, kule suyu kalitesi sıkı kontrol altındaysa ve chiller üreticisi izin veriyorsa doğrudan bağlantı tercih edilebilir. Ancak bu, verim uğruna ömür feda etmek anlamına gelir ve nadiren doğru karardır.

Devreye alma kontrol listesi

Sistemi teslim alırken şunları kayıt altına alın; sonraki yıllarda kıyas noktanız olacak:

Tam yükte dört sıcaklık (kule giriş/çıkış, kondenser giriş/çıkış), iki taraftaki basınç kayıpları, kule havuzunun iletkenliği ve klorür değeri, filtrasyon debisi, blöf ayarı. Aylar sonra aynı debide yaklaşım açıldıysa ve basınç kaybı arttıysa plaka paketi kirlenmiştir. Belirtilerin okunması için eşanjörün verimi neden düşer yazısına bakın.

İlgili içerikler

• Chiller ayırıcı eşanjör: devre şeması ve uygulama rehberi
• Veri merkezinde serbest soğutma ve eşanjör
• Yaklaşım sıcaklığı: tanım, hesap ve maliyet etkisi
• 316L mi titanyum mu? Plaka malzemesi seçimi
• Separatör: hava ve tortu ayırıcı
• Eşanjörün verimi neden düşer?
• Contalı plakalı eşanjör

Kaynaklar

• ENERGY STAR — Consider Water-Side Economizers
• Alfa Laval — HVAC Consultant Portal FAQ
• Caleffi idronics 15 — Separation in Hydronic Systems (PDF)
• ASHRAE — Technical Resources

Kule ve chiller arasındaki ayırıcı eşanjörü doğru yaklaşım sıcaklığı ve doğru malzemeyle seçmek için işletme verilerinizi paylaşın. İletişim · +90 216 620 83 32