Logo koelmachine.nl

Home

Theorie

Projecten

Fabrikanten

Links

Contact

Hoe werkt een koeltoren?

 

De warmte, die in de condensor van een koelmachine vrijkomt, moet ook weer worden afgevoerd. Bij een koelmachine met luchtgekoelde condensor wordt deze warmte direct door koperen pijpen met aluminium lamellen overgedragen aan de buitenlucht. Bij een koelmachine met watergekoelde condensor wordt meestal gebruik gemaakt van een koeltoren.

In de koeltoren wordt de warmte, die door het koelwater uit de condensor is opgenomen, weer afgestaan aan de buitenlucht. Hierbij wordt echter water verdampt, waardoor een lagere temperatuur bereikbaar is dan de temperatuur van de buitenlucht. Het koelwater wordt boven in de koeltoren uitgesproeid over een vulpakket, dat moet zorgen voor een groot contactoppervlak met de buitenlucht die door de koeltoren stroomt. Door het verdampen van het water daalt de temperatuur van water en lucht en stijgt de vochtigheidsgraad van de lucht. Theoretisch kan het koelwater gekoeld worden tot de zogenaamde natte boltemperatuur van de buitenlucht. Die temperatuur is afhankelijk van de temperatuur en vochtigheidsgraad van de lucht. In Nederland komt de natte boltemperatuur vrijwel nooit boven de 21 ºC. Om kosten en afmetingen beperkt te houden ontwerpt men de koeltoren meestal op afkoeling van het koelwater tot circa 27 ºC bij maximum buitencondities.

Voor grote koelvermogens is een koeltoren meestal de aangewezen oplossing, aangezien luchtgekoelde condensors extreem veel oppervlak innemen. Bovendien is het energieverbruik van de koelmachine gunstiger doordat er een lagere koelwatertemperatuur bereikt kan worden.

Nadelen van de koeltoren zijn de noodzaak tot waterbehandeling, om algengroei en kalkafzetting te voorkomen, en de kosten van het waterverbruik. De warmte wordt voornamelijk afgevoerd door verdamping van water. Het verdampingsverlies moet worden aangevuld en daarnaast moet nog het spuiverlies worden gecompenseerd. Het spuien van water is noodzakelijk om een te grote indikking te voorkomen.

De buitenlucht wordt met axiaalventilatoren of centrifugaalventilatoren door de koeltoren gezogen of geperst. Aan de uittredezijde zijn op de koeltoren druppelvangers aangebracht.

 

Vrije koeling

Voor koelprocessen, waar water van 25 ºC of hoger voldoende is, kan een koeltoren zonder compressiekoelmachine volstaan. Maar ook in situaties waar gekoeld water van 6 ºC of wat hoger het hele jaar door nodig is, kan de koelmachine een groot deel van het jaar worden uitgeschakeld. De koeltoren levert dan ‘vrije koeling’. Om het circuit van het gekoelde water schoon te houden, maakt men darbij gebruik van een warmtewisselaar tussen het water, dat in de koeltoren uitgesproeid wordt, en het gekoelde water. Een andere oplossing is het gebruik van een zogenaamde gesloten koeltoren. Daarbij verdampt het water over pijpen in de koeltoren, waar het koelwater doorheen loopt.

Een andere variant is de hybride koeltoren, die een extra warmtewisselaar bestaande uit pijpen met lamellen op de relatief koele uittredende lucht heeft. Deze constructie bespaart water en heeft als bijkomend voordeel, dat er geen condenspluim ontstaat, omdat de lucht weer iets wordt opgewarmd door het koelwater, dat door de extra warmtewisselaar stroomt.