Soğutma Kulesi Seçimine Giriş: HVAC Sistemlerinin Sessiz Kahramanı

 Merhaba arkadaşlar;

 

 

 

Bugün ki yazımızda HVAC Projelerinin temel bileşenlerindne birtanesi olan Su Soğutma Kulesi seçim kriterlerine bir bakış yapacağız, Soğutma kulesi, HVAC sistemlerinde ısıyı ortam havasına transfer ederek sistemin verimli çalışmasını sağlayan temel ekipmanlardan biridir. Chiller, kazan, ısı pompası ve proses soğutma sistemlerinde dolaşan sıcak suyun soğutulması amacıyla kullanılır. Temel prensibi; suyun bir kısmının buharlaştırılması yoluyla ısının ortam havasına atılmasıdır. Bu sayede sistemin sıcaklık dengesi korunur, enerji tüketimi düşer ve ekipman ömrü uzar.

Makalemizi beğenip paylaşmayı unutmayınız.

Bir soğutma kulesi; gövde (kasa), fan grubu, motor, dolgu malzemesi (fill), damla tutucu (drift eliminator), su dağıtım sistemi, hava giriş panjurları, havuz (cold basin) ve taşıyıcı konstrüksiyondan oluşur. Fan ve motor grubu hava akışını sağlarken, dolgu malzemesi suyun yüzey alanını artırarak ısı transfer verimini yükseltir. Damla tutucular, su kaybını ve çevresel yayılımı önler. Su dağıtım sistemi ise suyun dolgu üzerine homojen şekilde yayılmasını sağlar.

 

Doğru seçilmiş bir soğutma kulesi; yalnızca kapasite ihtiyacını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda enerji verimliliği, işletme maliyeti, bakım kolaylığı ve sistem güvenilirliği açısından da projeye doğrudan katkı sağlar. Bu nedenle soğutma kulesi seçimi, HVAC tasarımının en kritik mühendislik kararlarından biridir.

Soğutma kulesi, kondenserden (chiller, ısı pompası, proses eşanjörü vb.) gelen sıcak suyu, buharlaşma + konveksiyon yoluyla atmosfere ısı atarak soğutur.

Sistem döngüsü:

Chiller kondenseri → sıcak su → soğutma kulesi → soğumuş su → tekrar kondenser

 

 1) Temel Isı Yükü (Kapasite) Hesabı

 Temel formül:

Açılımı:

• Q = Atılacak ısı yükü (kW)

• ṁ = Su debisi (kg/s)

• c = Suyun özgül ısısı (4.186 kJ/kg·°C)

• ΔT = Sıcaklık farkı (°C)

Pratik HVAC formu:

 

 

2) Kule Tasarım Sıcaklıkları (En Kritik Parametre)

Giriş Suyu (Hot Water Temperature)

Kuleye gelen sıcak su sıcaklığı
Genelde: 35–40°C

 Çıkış Suyu (Cold Water Temperature)

Kuleyi terk eden soğumuş su
Genelde: 27–30°C

Range (ΔT)

​

Tipik: 5–7°C

 

3) Wet-Bulb Sıcaklığı (Yaş Termometre) — EN KRİTİK İKLİM VERİSİ

Soğutma kuleleri kuru termometreye değil, yaş termometre sıcaklığına göre çalışır.

Tanım:

Wet-bulb = Havada buharlaşma potansiyelini gösteren sıcaklık

Türkiye için örnek:

• İstanbul yaz tasarım wet-bulb: 23–25°C

• Antalya: 25–27°C

• Güneydoğu: 26–28°C

   

   

 

4) Approach Değeri (Yaklaşım Farkı)

Tipik değerler:

• 3°C → yüksek verimli kule

• 4–5°C → standart kule

• 6–7°C → düşük verimli kule

 

Approach küçüldükçe:

• Kule büyür

• Maliyet artar

• Verim yükselir

 

5) Su Debisi (Flow Rate)

Debi arttıkça:

• Kule boyutu büyür

• Fan gücü artar

• Pompa gücü artar

 

6) Sistem Kaynağına Göre Isı Yükü Belirleme

Chiller bağlı sistem:

(Chiller kondenser yükü = soğutma kapasitesi + kompresör elektrik kaybı)

 Isı pompası:

 

 

Proses yükü:

Direkt proses ısı yükü esas alınır

 

7) Kule Tipine Göre Tasarım Parametreleri

Crossflow:

• Düşük basınç kaybı
• Büyük alan kaplar
• Düşük fan enerjisi

 

 Counterflow:

• Yüksek verim
• Kompakt yapı
• Yüksek fan basıncı

 

8) Elektriksel & Mekanik Değişkenler

Parametre	Etkisi
Fan gücü (kW)	Enerji tüketimi
Pompa gücü	Hidrolik tasarım
Sürüklenme kaybı (drift)	Su kaybı
Buharlaşma kaybı	İşletme maliyeti
Blowdown	Kimyasal denge
Gürültü seviyesi	Akustik tasarım

 

 

 9) Buharlaşma Kaybı Hesabı

 

10) Seçim Hesabının Özet Akış Şeması

1. Sistem tipi belirle (chiller / ısı pompası / proses)

2. Isı yükü hesapla (kW)

3. Giriş–çıkış su sıcaklıklarını belirle

4. Range hesapla

5. Wet-bulb sıcaklığını belirle

6. Approach seç

7. Debi hesapla

8. Kule tipi seç

9. Fan + pompa + su kaybı analizleri

10. Enerji + yatırım maliyeti optimizasyonu

     

Pratik Örnek (Sayısal)

Chiller kapasitesi: 500 kW
Kondenser yük katsayısı: 1.25

ΔT = 5°C

 Kule seçimi:

• Kapasite: ≥ 625 kW

• Debi: ≥ 108 m³/h

• Wet-bulb bazlı performans eğrisi

• Approach: 4–5°C

Konu ile ilgili bir videoda hazırlıyoruz.  [Youtube] kanalımızdan izleyebilirsiniz.

 

 

 

 

HVAC Projelerinde Soğutma Kulesi Seçimi ile ilgili en başarılı çözümü, piyasalarda 30. yaşını kutlayan, Türkiyenin ilk ve tek profesyonel ısıtma klima soğutma hesap yazılımı MTH Paket içinde bulacaksınız. MTH Paketini yakından tanımak ve projelerinizde aradığınız kesin, hızlı, güvenilir çözümler için [burayı] tıklayınız..