Apa itu menara pendingin?

Pendinginan adalah proses transfer energi termal melalui radiasi termal, konduksi panas atau konveksi. Dalam proses industri, pendinginan dicapai melalui berbagai mekanisme yang membutuhkan peralatan yang berbeda. Mekanisme pendingin industri yang paling umum diterima adalah penggunaan menara pendingin.

Air pendingin

Air digunakan sebagai media transfer panas di menara pendingin. Air memiliki beberapa sifat utama yang menjadikannya pilihan yang baik sebagai media perpindahan panas:

Panas spesifik tinggi

Panas uap tinggi

Titik didih tinggi

Biaya rendah

Jenis Menara Pendingin:

Ada banyak variabel yang dapat mempengaruhi sistem menara pendingin, termasuk kualitas make-up, jadwal operasi, dan stresor. Meskipun hanya ada tiga jenis dasar menara pendingin, desain dan perbedaan operasional membuatnya sulit untuk digeneralisasi. Untuk keperluan diskusi ini, kami mengelompokkan sistem pendinginan sesuai dengan apa yang terjadi dengan air pendingin. Tiga jenis sistem pendingin yang kami fokuskan di sini adalah:

Sistem pendingin sekali melalui

Menara Pendingin Kering (Sistem Resirkulasi Tertutup)

Menara Pendingin Basah (Sistem Resirkulasi Terbuka)

Sistem pendingin sekali melalui:

Dalam pendinginan sekali melalui, air dipompa dari sumber terdekat, dan hanya melewati sistem untuk menyerap proses panas. Itu kemudian dibuang kembali ke sumber asli.  Sumber ini mungkin sungai, danau, laut, atau well.

Desain ini umum di mana volume besar air murah tersedia.  Selain itu, sistem ini khas ketika permintaan pendinginan rendah hingga sedang, proses tidak kritis, dan ada ruang untuk mengakomodasi peralatan besar dan volume air yang tinggi. Satu kelemahan ke pendinginan sekali melalui kerentanan terhadap gangguan oleh peristiwa air stokastik, seperti banjir. Selain itu, sistem ini dihapus karena kekhawatiran tentang kualitas dan konservasi air.

Menara Pendingin Kering:

Dalam sistem resirkulasi tertutup atau menara pendingin kering, panas yang diserap oleh air pendingin ditransfer ke pendingin kedua, atau dilepaskan ke atmosfer. Kata kering digunakan karena air tidak pernah terpapar ke udara, dan akibatnya, sangat sedikit air hilang. Mesin Automobile adalah contoh yang baik dari sistem pendingin tertutup.

Penguapan tidak digunakan di menara pendingin resirkulasi tertutup. Sebaliknya, udara keren bergegas di atas serangkaian tabung kecil yang mengandung pendingin yang bersirkulasi. Panas ditransfer dari cairan panas di dalam tabung ke udara dingin, menghasilkan pendinginan. Pendingin kemudian dikembalikan kembali ke mesin. Aplikasi industri untuk pendinginan resirkulasi tertutup meliputi:

Loop air dingin

Pendinginan Ruang Komputer.

Pengontrol suhu makanan

Proses lain di mana perubahan kecil pada suhu penting bagi produk atau lingkungan

Menara Pendingin Basah / Menara Pendingin Evaporatif:

Sistem pendingin resirkulasi terbuka atau menara pendingin basah adalah desain yang paling banyak digunakan dalam industri. Sama seperti dalam sistem resirkulasi tertutup, sistem terbuka menggunakan air yang sama berulang-ulang. Fitur yang paling terlihat adalah menara pendingin luar ruangan besar yang menggunakan penguapan untuk melepaskan panas dari air pendingin. Karena mekanisme, jenis menara pendingin ini juga disebut menara pendingin evaporatif. Sistem ini terdiri dari tiga peralatan utama: pompa air resirkulasi, penukar panas, dan menara pendingin

Bagaimana cara kerja menara pendingin basah:

Open resirkulasi sistem pendingin fitur "menara basah," di mana air pendingin bersentuhan langsung dengan aliran udara ke atas. Air dari penukar panas dipompa secara merata di atas dek atas menara pendingin.  Ini mengalir ke bawah dan dipecah menjadi tetesan kecil saat melewati serangkaian pelat splash, yang disebut menara pendingin mengisi.  Pengisian ini dapat berupa lembaran plastik bergelombang, bilah kayu, atau perangkat lain yang meningkatkan luas permukaan, sehingga meningkatkan penguapan.  Ketika tetesan air memantul mengisi menara pendingin, molekul terpanas melepaskan diri dari air dan dibawa naik dan keluar dari menara sebagai "melayang".  Air dingin yang tersisa mengumpulkan dalam tangki di bagian bawah menara, yang disebut baskom.  Air yang didinginkan ini sekarang dapat dipompa kembali ke penukar panas.

Perawatan Air Menara Pendingin

Air dapat diobati dengan inhibitor kimia untuk memperluas titik saturasi bahan yang tidak larut dan mencegah penskalaan dan korosi. Pengolahan air dengan menara pendingin bahan kimia lebih disukai untuk memasok air tawar karena kekhawatiran lingkungan dan biaya.

Pendingin menara blowdown.

Kimia menara pendingin berguna untuk meningkatkan titik saturasi dalam air pendingin. Namun, ada batasan konsentrasi padatan atau siklus konsentrasi yang dapat dikelola oleh inhibitor kimia.  Untuk alasan ini, padatan terlarut dalam air pendingin dikurangi dengan menghilangkan atau "meniup" persentase air dari sistem dan menggantinya dengan air tawar.

Kontrol Blowdown Menara Pendingin

Mengukur dan mengendalikan konduktivitas memungkinkan perhitungan jumlah dan waktu blowdown yang akurat. Mengukur dan memelihara konduktivitas sangat penting, karena kontrol blowdown yang buruk dapat menyebabkan:

Penskalaan dan korosi (ketika konduktivitas terlalu tinggi) atau

Sumber daya yang terbuang, termasuk bahan kimia menara air dan pendingin (ketika sistem dapat mentolerir air pakan konduktivitas yang lebih tinggi)

Pertimbangan tambahan

Risiko pendinginan resirkulasi tertutup

Tidak seperti menara pendingin basah, menara pendingin kering memiliki profil suhu yang relatif rendah dan tidak bergantung pada penguapan. Ini mengurangi risiko penskalaan dalam sistem ini. Namun, risiko korosi masih signifikan pada menara pendingin kering, karena kelarutan tinggi oksigen terlarut pada suhu rendah. Selain itu, suhu rendah dapat mempromosikan fouling mikroba karena kemampuan populasi bakteri untuk bertahan hidup di lingkungan menara pendingin.

Setoran mikrobiologis

Air makeup dan angin dapat membawa mikroorganisme ke dalam sistem air pendingin. Dalam kondisi tertentu, komunitas mikroba berlipat ganda dalam sistem, menyebabkan masalah. Stres mikrobiologis dapat mempengaruhi komponen apa pun dalam sistem pendingin. Faktanya, stres mikrobiologis seringkali merupakan tekanan paling signifikan pada sistem pendingin, karena dapat mempromosikan jenis stres lainnya. Sebagai contoh:

Korosi terjadi di bawah lapisan lendir bakteri

Molekul anorganik menjadi terperangkap di lapisan lendir, yang menyebabkan penskalaan

Mencegah Deposit Mikrobiologis di Menara Pendinginan

Program kontrol mikroba yang efektif berfokus pada komunitas mikroba spesifik yang merusak sistem pendingin yang diberikan. Biocides yang tepat dapat dipilih, mungkin bersamaan dengan dispersant untuk menembus dan menghapus deposito. Biocide pengoksidasi klorin umumnya digunakan dalam biokontrol bersama dengan beberapa biosida non-oksidasi. Bromin atau klorin dioksida digunakan sebagai ganti klorin untuk sistem stres yang berat. Perawatan mikrobiologis mungkin memerlukan kontrol pH dan parameter kualitas air lainnya untuk memastikan efektivitas maksimal.

Jenis lain dari menara pendingin fouling

Bahan padat selain skala, seperti puing-puing udara, produk korosi, proses dalam bocor dan padatan tersuspensi, terakumulasi dalam sistem dan berkontribusi terhadap kerugian kemunduran efisiensi dan peralatan. Berbagai faktor mempengaruhi tingkat fouling. Anda mungkin harus memahami jenis fouling dan sumber untuk menentukan cara terbaik untuk mengendalikannya. Ini mungkin melibatkan rekomendasi untuk perbaikan mekanis, klarifikasi air makeup atau penambahan dispersan khusus untuk masalah fouling. Filtrasi aliran samping juga dapat menjadi solusi untuk sistem stres pengotoran yang parah.

Sensor& Instrumentasi untuk pengolahan air menara pendingin:

Parameter kontrol instrumentasi yang paling penting dalam pengolahan air menara pendingin adalah konduktivitas dan pH. Parameter kualitas air tambahan yang harus diukur secara online atau sampel sering termasuk kekeruhan, total padatan tersuspensi (TSS), klorin bebas, dan potensi reduksi oksidasi (ORP).