Koeltorens met open, gesloten of hybride koelcircuit

1. Koeltoren met open koelcircuit

Bij een koeltoren met open koelcircuit is er een rechtstreeks contact tussen het te koelen water en de lucht.

Een open koeltoren is een warmtewisselaar die toelaat water te koelen via direct contact met de lucht. De warmteoverdracht gebeurt gedeeltelijk door warmte-uitwisseling tussen lucht en water, maar vooral door verdamping van een klein deel van het te koelen water. Hierdoor kan er lager dan de omgevingstemperatuur worden gekoeld.

Werking

• Het te koelen water wordt naar de bovenkant van de koeltoren gebracht.
• De sproeiers (A) verdelen het water over de koelpakketten (B).
• Door de vorm van het koelpakket wordt het water in een dunne en egale film verspreid over het koelpakket. Hierdoor ontstaat er een zeer groot contactoppervlak (warmtewisselend oppervlak).
• De ventilator blaast of zuigt omgevingslucht door de koelpakketten. Deze lucht koelt op 2 verschillende manieren het koelwater. Een deeltje van de warmte wordt onttrokken door convectie (contact tussen warm water en koudere lucht) maar het grootste deel van de koeling wordt gecreëerd door verdamping.
• De door vocht verzadigde lucht wordt daarna langs boven uitgeblazen.
• Het gekoelde water valt onderaan in de opvangbak (C) om terug in circulatie in het productieproces te worden gebracht.
• De druppelafscheiders boven de sproeiers zorgen er voor dat de waterdruppels de koeltoren niet kunnen verlaten.

2. Koeltoren met een gesloten koelcircuit

Bij een koeltoren met gesloten koelcircuit is er geen rechtstreeks contact tussen het te koelen water en de lucht maar wordt er gebruik gemaakt van een bijkomende warmtewisselaar. Er bestaan koeltorens met een pijpenbundel en koeltorens met een platenwarmtewisselaar.

Een koeltoren is een warmtewisselaar die toelaat water te koelen via direct contact met de lucht. De warmteoverdracht gebeurt gedeeltelijk door warmte-uitwisseling tussen lucht en water, maar vooral door verdamping van een klein deel van het te koelen water. Hierdoor kan er lager dan de omgevingstemperatuur worden gekoeld.

Als het te koelen water niet in contact mag komen met de lucht (bijvoorbeeld in de voedingsindustrie), is het nodig gebruik te maken van een warmtewisselaar.

Deze warmtewisselaar scheidt het te koelen proceswater van het “verdampingswater” van de koeltoren. Op deze manier komt het te koelen proceswater niet in contact met de lucht.

In het open circuit is het niet nodig om antivries te gebruiken, in het gesloten circuit kan het noodzakelijk zijn om antivries te gebruiken.

Proceskant

• Het te koelen proceswater wordt door de warmtewisselaar (A) gevoerd. Deze warmtewisselaar is opgebouwd uit platen in roestvrij staal en staat naast de koeltoren in een apart, aangrenzend lokaal.
• In de warmtewisselaar wordt de warmte van het te koelen water (proceskant) overgedragen aan het koelwater van de koeltorenkant.
• Op dit moment is het proceswater dus opnieuw afgekoeld en kan het hergebruikt worden als koelwater in het proces. Het te koelen water circuleert dus in een gesloten circuit tussen de verbruikers (productiemachines, condensors e.d.) en de warmtewisselaar.

Koeltorenkant

• Nadat het terug opgewarmde koelwater de platenwarmtewisselaar verlaat, wordt het via de piping naar het bovenste deel van de koeltoren geleid. Daar verdelen de sproeiers (B) het water over de koelpakketten (C).
• Het gekoelde water valt door de koelpakketten en wordt verzameld in het bassin. Daar wordt het opnieuw koele water door de recirculatiepomp (D) terug naar de warmtewisselaar gevoerd om opnieuw te worden gebruikt.
• Het water wordt gekoeld door de lucht die door de ventilator(en) in tegenstroom wordt ontwikkeld. Deze lucht warmt dan op en raakt gesatureerd na contact met het water dat over de koelpakketten vloeit. De lucht verlaat dan de toren via de bovenzijde.
• De druppelafscheiders boven de sproeiers zorgen er voor dat de waterdruppels de koeltoren niet kunnen verlaten.