कूलिंगचे मुख्य रहस्य: बाष्पीभवन उष्णतेचा अपव्यय उपकरणे केंद्रांना कसे थंड करते?

कूलिंग टॉवर हे पाणी आणि हवा यांच्यातील उष्मा विनिमयाचे साधन आहे. यामध्ये प्रामुख्याने स्ट्रक्चरल फ्रेम, मेंटेनन्स साइड पॅनेल्स, फॅन, मोटर, फिल मटेरियल, वॉटर डिस्ट्रिब्युशन सिस्टीम, टॉवर बॉडी आणि वॉटर कलेक्शन बेसिन यांचा समावेश होतो. उष्णतेची देवाणघेवाण प्रामुख्याने तुलनेने कमी-तापमानाची हवा (पंखाद्वारे चालविली जाणारी) आणि भराव सामग्रीमधील पाणी यांच्यातील थर्मल परस्परसंवादाद्वारे साध्य केली जाते, ज्यामुळे पाण्याचे तापमान कमी होते. डेटा सेंटर प्रकल्पांसाठी, उपकरणे आणि विद्युत उपकरणांचा एकूण उष्णता भार तुलनेने स्थिर राहतो. थंडगार पाण्याची व्यवस्था, कूलिंग वॉटर सिस्टीम आणि कूलिंग टॉवरची रचना या सर्व संगणक खोलीत सतत थंड राहण्याची खात्री करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत. त्यामुळे, कुलिंग टॉवर्सना वर्षभर-अखंडपणे काम करणे आवश्यक आहे (उत्तर प्रदेशातील डेटा केंद्रे त्यांच्या थंडगार पाण्याच्या प्रणालीसाठी सामान्यत: पाण्याच्या-साइड फ्री कूलिंगचा अवलंब करतात, जे वर्षभर चालतात).

कूलिंग टॉवर्सचे कार्य तत्त्व

कूलिंग टॉवरचे कार्य तत्त्व बाष्पीभवन उष्णता आणि वस्तुमान हस्तांतरणावर आधारित आहे. पंख्याने चालवलेल्या, उष्णतेचा अपव्यय करणाऱ्या पदार्थाच्या पृष्ठभागावर गरम पाणी फवारले जाते आणि त्यातून जाणाऱ्या हलत्या हवेच्या संपर्कात येते. या टप्प्यावर, गरम पाणी आणि थंड हवा यांच्यात उष्णता आणि आर्द्रतेची देवाणघेवाण होते. त्याच बरोबर गरम पाण्याचा काही भाग बाष्पीभवन होतो आणि बाष्पीभवनाची सुप्त उष्णता हवेत सोडली जाते. शेवटी, थंड केलेले पाणी पाण्याच्या टाकीत पडते, आणि नंतर पुन्हा वापरण्यासाठी आवश्यक उपकरणांमध्ये फिरते. ओल्या कूलिंग टॉवरमध्ये, गरम पाण्याचे तापमान जास्त असते तर पाण्याच्या पृष्ठभागावर वाहणाऱ्या हवेचे तापमान कमी असते. पाणी हवेत उष्णता हस्तांतरित करते, जे ते वाहून नेते आणि वातावरणात विसर्जित करते. पाणी तीन प्रकारे हवेत उष्णता पसरवते: (1) संवेदनशील उष्णता हस्तांतरण; (2) बाष्पीभवन उष्णता हस्तांतरण; (३) रेडिएटिव्ह हीट ट्रान्सफर. कूलिंग टॉवर्स प्रामुख्याने पहिल्या दोन उष्णता हस्तांतरण पद्धतींवर अवलंबून असतात. रेडिएटिव्ह उष्णता हस्तांतरण त्याच्या लहान परिमाणामुळे नगण्य आहे. त्यापैकी, बाष्पीभवन उष्णता हस्तांतरण वस्तुमान हस्तांतरणाद्वारे पूर्ण केले जाते, विशेषत: हवेमध्ये पाण्याच्या रेणूंचा सतत प्रसार. पाण्याच्या रेणूंमध्ये उर्जेचे वेगवेगळे स्तर असतात, ज्याची सरासरी उर्जा पाण्याच्या तापमानाद्वारे निर्धारित केली जाते. पाण्याच्या पृष्ठभागाजवळ, उच्च गतिज ऊर्जा असलेले काही पाण्याचे रेणू शेजारच्या रेणूंच्या आकर्षक शक्तींवर मात करतात, पाण्याच्या पृष्ठभागावरुन बाहेर पडतात आणि पाण्याची वाफ बनतात. हे उच्च-ऊर्जेचे रेणू बाहेर पडत असताना, पृष्ठभागाजवळील पाण्याची ऊर्जा कमी होते, परिणामी पाण्याचे तापमान कमी होते. हे बाष्पीभवन उष्णता हस्तांतरण आहे. सामान्यतः असे मानले जाते की पाण्याचे बाष्पीभवन रेणू प्रथम पाण्याच्या पृष्ठभागाजवळ संतृप्त हवेचा पातळ थर तयार करतात, ज्याचे तापमान पाण्याच्या पृष्ठभागाच्या समान असते. या संतृप्त थरातून पाण्याची वाफ ज्या वेगाने वातावरणात पसरते ते संतृप्त थरातील पाण्याची वाफ आणि वातावरणातील दाबाच्या फरकावर अवलंबून असते.

कूलिंग टॉवर्सची मूलभूत रचना

टॉवर फ्रेम: बाह्य समर्थन प्रदान करते.

हीट एक्सचेंज फिल मटेरियल: पाणी आणि हवा यांच्यातील उष्णता विनिमय क्षेत्र जास्तीत जास्त वाढवते.

पाणी साठवण टाकी (कूलिंग वॉटर बेसिन): थंड केलेले पाणी गोळा करण्यासाठी कूलिंग टॉवरच्या तळाशी असते.

पाणी वितरण नोजल: हीट एक्सचेंज फिल मटेरियलवर पाण्याचे समान वितरण सुनिश्चित करा.

अक्षीय प्रवाह पंखा: हवेचा प्रवाह गतिमान करतो.

पाणी आणि हवेच्या प्रवाहाच्या दिशेने वर्गीकरण

कूलिंग टॉवर्सचे वर्गीकरण काउंटरफ्लो कूलिंग टॉवर्स आणि क्रॉसफ्लो कूलिंग टॉवर्समध्ये पाणी आणि हवेच्या प्रवाहाच्या दिशेने केले जाते.

काउंटरफ्लो कूलिंग टॉवर्स

टॉवर बॉडी: परिवर्तनीय वाऱ्याच्या दिशा असलेल्या क्षेत्रांसाठी योग्य.

पाणी वितरण भरण्याचे साहित्य: चांगल्या पाण्याच्या गुणवत्तेसह वातावरणासाठी आदर्श.

पंखा: काउंटरफ्लो टॉवर्समध्ये थोडा जास्त स्थिर दाब असतो आणि काही मॉडेल्सना किंचित जास्त पॉवर असलेल्या मोटर्सची आवश्यकता असते.

पर्यावरणीय मर्यादा: समान मॉडेलचा एकल क्रॉसफ्लो टॉवर काउंटरफ्लो टॉवरपेक्षा जास्त क्षेत्र व्यापतो. तथापि, जेव्हा अनेक टॉवर्स वापरले जातात तेव्हा क्रॉसफ्लो टॉवर्स समांतर जोडले जाऊ शकतात, तर काउंटरफ्लो टॉवर्सना दोन युनिट्समध्ये अर्ध्यापेक्षा जास्त टॉवर व्यासाचे अंतर आवश्यक असते. अशा प्रकारे, एकत्रित क्रॉसफ्लो टॉवर्स मजल्यावरील जागा कमी करू शकतात. काउंटरफ्लो टॉवर्स आजूबाजूच्या उंच इमारती, चिमणी किंवा इतर उष्णतेचे स्रोत असलेल्या भागात तसेच त्यांच्या कॉम्पॅक्ट फूटप्रिंटमुळे थोड्या प्रमाणात कूलिंग टॉवर्सची आवश्यकता असलेल्या परिस्थितींमध्ये फायदेशीर आहेत.

प्रवाह आणि आवाज: चांगले वेंटिलेशन ऑफर करा, ते कमी कठोर पर्यावरण संरक्षण आणि आवाज आवश्यकता असलेल्या क्षेत्रांसाठी योग्य बनवा.

दैनंदिन देखभाल: फिलर बदलणे अवघड आहे, म्हणून ते स्वच्छ पाण्याची गुणवत्ता आणि कमी वाळू आणि धूळ पातळी असलेल्या भागात वापरण्यासाठी योग्य आहेत.

क्रॉसफ्लो कूलिंग टॉवर्स

टॉवर बॉडी: क्रॉसफ्लो टॉवर्स मुख्य आधार संरचना म्हणून स्टील फ्रेम वापरतात, परिणामी सामग्रीचा जास्त वापर होतो आणि काउंटरफ्लो वर्तुळाकार टॉवरच्या तुलनेत जड टॉवर बॉडी. ते समांतर कनेक्ट केले जाऊ शकतात आणि खुल्या भागांसाठी योग्य आहेत.

पाणी वितरण भरण्याचे साहित्य: क्रॉसफ्लो टॉवर्सचे फिल मटेरियल व्हॉल्यूम काउंटरफ्लो टॉवर्सच्या अंदाजे दुप्पट आहे, ज्यामुळे जास्त खर्च येतो. ते खराब पाण्याची गुणवत्ता असलेल्या वातावरणासाठी योग्य आहेत.

पर्यावरणीय अडथळे: एकत्रित किंवा मोठे क्रॉसफ्लो टॉवर हे मोठ्या थंड पाण्याची मागणी आणि मर्यादित जागा असलेल्या मोकळ्या भागांसाठी योग्य आहेत, कारण ते आसपासच्या इमारतींशी अधिक सुसंगत आहेत.

प्रवाह आणि आवाज: क्रॉसफ्लो टॉवर्समध्ये काउंटरफ्लो टॉवर्सपेक्षा कमी इनलेट हवेचा वेग असतो, परिणामी लहान ड्रिफ्ट नुकसान होते (क्रॉसफ्लो टॉवर्ससाठी 0.005% विरुद्ध वर्तुळाकार काउंटरफ्लो टॉवरसाठी 0.1%). काउंटरफ्लो टॉवर्समधून होणारा आवाज प्रामुख्याने पाणी पडणे आणि पंखे चालवण्यामुळे येतो, तर क्रॉसफ्लो टॉवर्स प्रामुख्याने कमीत कमी पाण्याच्या आवाजासह पंख्याचा आवाज निर्माण करतात. अशा प्रकारे, क्रॉसफ्लो टॉवर्सची एकूण आवाज पातळी काउंटरफ्लो टॉवर्सच्या तुलनेत कमी आहे, जरी अल्ट्रा-कमी आवाजाचे काउंटरफ्लो टॉवर देखील शांतपणे कार्य करतात. सारांश, क्रॉसफ्लो टॉवर्स कठोर आवाज आणि पर्यावरण संरक्षण आवश्यकता असलेल्या भागात चांगले कार्य करतात.

ऊर्जेचा वापर: क्रॉसफ्लो टॉवर्समध्ये मोठ्या हवेचे प्रवेश, कमी वाऱ्याचा वेग आणि लहान प्रतिकार तोटा असतात, त्यामुळे काही मॉडेल्समध्ये काउंटरफ्लो टॉवरपेक्षा कमी मोटर पॉवर असते. दोन प्रकारच्या खर्च, वाहतूक शुल्क, देखभाल खर्च आणि मोटर उर्जेचा वापर यांची तुलना केल्यास, त्यांचा एकूण खर्च 2-4 वर्षांमध्ये अंदाजे समान आहे. सेवा आयुष्य जितके जास्त असेल तितकी क्रॉसफ्लो टॉवरची सापेक्ष किंमत कमी असेल.

दैनंदिन देखभाल: क्रॉसफ्लो टॉवर्समधील विविध घटकांची पुनर्स्थापना आणि देखभाल करणे सोयीचे आहे, तर पाणी वितरण प्रणालीची देखभाल आणि काउंटरफ्लो टॉवर्समध्ये फिल शीट बदलणे अवघड आहे. क्रॉसफ्लो टॉवर खराब पाण्याच्या गुणवत्तेसह प्रकल्पांसाठी अधिक अनुकूल आहेत आणि वापरकर्त्यांसाठी सोपी दैनंदिन देखभाल आवश्यक आहे.