Køletårne fjerner spildvarme ved industrielle processer
Køletårne har til formål til at fjerne varmen fra industrielle processer, industrielle køleanlæg og HVAC-systemer. Varmeafgivelsen foregår ved en kombination af masse- og varmetransport i køletårnet.
Køletårne er anordninger som anvendes til at overføre proces spildvarme, der sker i forbindelse med produktionen, til atmosfæren. Køletårne kan enten anvende fordampning af vand for at fjerne procesvarme og afkøle væsken til nær den våde lufttemperatur eller, i tilfælde af lukkede kredsløb, tørre køletårne, som udelukkende med luft afkøler væsken til nær tør lufttemperatur.
Fordelene ved køletårne til industrielle virksomheder
I mange tilfælde tilvælges tørkølerløsninger, frem for køletårnsløsninger. Set ud fra et køleteknisk og energimæssigt synspunkt kan det i mange tilfælde betale sig at vælge et køletårn, hvis det giver mening, idet en tørkøler bruger mere energi til luftcirkulation end et køletårn, samtidig med at en tørkøler ikke kan afkøle vandet nær så meget, som et køletårn er i stand til.
Den primære årsag til, at tendensen går i retning af tørkøleren er, at levetidsudgiften for et typisk køletårn er højere, end hvad tilfældet er for tørkølersystemer. Dette er i midlertidig kun gældende, hvis man udelukkende ser på økonomien i selve køleløsningen. I Danmark regner det ofte meget mere end i andre dele af verden, og en måde at løse køletårnets økonomi på, er ved at anvende regnvand i stedet for postevand. Herved fjernes en væsentlig driftsudgift for køletårnet, og regnvandet konverteres dermed til en ressource for virksomhedens drift.
Køletårne er en god investering
Køletårne er billigere i anskaffelse, er mere kompakte, og har et lavere energiforbrug til ventilatordriften end tørkølere. Køletårne giver desuden muligheden for at køle det medie, som skal afkøles, til en lavere temperatur end, hvad der er muligt med en løsning indenfor tørkøling. Den højere grad af afkøling har stor indflydelse på driftsøkonomien og graden af investering i det industriellesystem, der skal fjernes energi fra. Køletårnet virker primært ved at fordampe vand og afkøling af vandet, hvilket medfører et resurseforbrug til vand samt omkostninger til vandbehandling.
Hvor giver det mening at anvende køletårne?
Industrielle køletårne kan bruges til at fjerne varme fra forskellige kilder såsom maskiner eller opvarmet proces materiale. Den primære anvendelse ved store, industrielle køletårne er at fjerne varmen absorberet i de cirkulerende kølevand, der anvendes i kraftværker, olieraffinaderier, petrokemiske anlæg, naturlige gasbehandlingsanlæg, mad forarbejdningsanlæg, og for andre industrielle faciliteter som i kondensatorer i destillationskolonner, til køling væske i krystallisering osv.
Køletårne er generelt anvendelige til industrielle køleanlæg, hvor varmen fra kondensatorsiden af anlægget skal fjernes, og hvor luftkølede kondensatorer eller tørkøler ikke har sin praktiske anvendelighed, da der tit er tale om effekter på op til flere MW. Derfor kan køletårnene med stor fordel anvendes til frikølingsinstallationer i bl.a. plastindustrien og den farmaceutiske industri.
Åbne kølevandssystemer kræver køletårne
De dampe, som opstår i køletårnet består af 100% rent vand, hvilket betyder at saltindholdet i cirkulationsvandet vil stige kontinuerligt. Et højt saltindhold forårsager korrosion og tilkalkning af køletårnet og cirkulationsvandrørene. Algevækst og støvpartikler fra den omgivende luft kan også forstyrre driften. Effektiv vandbehandling er derfor en nødvendighed for at sikre, at køletårnet fungerer økonomisk korrekt og stabilt.
Industrielle kølesystemer kan kategoriseres efter deres konstruktion og køleprincip:
- Brugen af vand som kølemiddel
- Brugen af luft som kølemiddel
- Brugen af både vand og luft som kølemiddel
Varmeveksler transporterer kølevandet i køletårnet
Udvekslingen af varme mellem den industrielle proces og kølemidlet forstærkes ved hjælp af varmevekslere. Fra varmevekslerne transporterer kølemidlet varmen til omgivelserne. I åbne systemer er kølemidlet i kontakt med omgivelserne. I lukkede systemer cirkulerer kølemidlet inden i rør eller spiraler og er derved ikke i direkte kontakt med omgivelserne.
Kølesystemer med ét gennemløb anvendes normalt til anlæg med stor kapacitet, og på steder, hvor der er tilstrækkeligt med kølevand og mulighed for at sende vandet ud igen. Hvis der ikke er nok vand til rådighed, anvendes i stedet recirkulerende systemer som køletårne til at komme af med spildvarmen.