बंद-प्रकार के कूलिंग टॉवर एवं खुले-प्रकार के कूलिंग टॉवर में क्या अ

कूलिंग टावरों में, आमतौर पर इलेक्ट्रिक मोटरों का उपयोग किया जाता है; ये मोटरें कपलिंग, ड्राइव शाफ्ट एवं डिस्क्रीसर के माध्यम से कूलिंग टावर के फैनों को चलाती हैं। ये फैन, कूलिंग टावर में आने वाले पानी को तेजी से ठंडा कर देते हैं। इसके बाद, पानी को पंपों की मदद से उन उपकरणों तक पहुँचाया जाता है, जहाँ इसकी आवश्यकता होती है; वहाँ से यह पानी फिर से कूलिंग टावर में वापस आता है, ताकि इसका पुनः उपयोग किया जा सके। इस प्रकार पानी का चक्रीय उपयोग संभव हो पाता है। औद्योगिक शीतलन जल का, ऊष्मा-विनिमय उपकरणों एवं शीतलन टॉवरों के बीच प्रवाह, पानी के पंपों द्वारा ही संभव होता है। डिज़ाइन, निर्माण, चयन एवं उपयोग के दौरान, विश्वसनीयता सहित कई कारकों को ध्यान में रखकर, इस प्रणाली में उपयोग होने वाले पंपों में पर्याप्त दबाव एवं प्रवाह-दर होती है। यह बात निम्नलिखित कारणों से स्पष्ट है:
1. प्रत्येक शीतलन-जल प्रणाली में पानी की मात्रा की सटीक गणना करना कठिन होता है। प्रक्रिया-इंजीनियर, सुरक्षित उत्पादन एवं अन्य कारकों को ध्यान में रखकर, अधिकतम आवश्यकता की तुलना में कम से कम 10%-20% अतिरिक्त मात्रा जोड़कर ही पंपों की प्रवाह-दर निर्धारित करते हैं। इस प्रकार, पूरी प्रणाली में पानी की मात्रा हमेशा पर्याप्त ही रहती है। 2. पूरी सर्कुलेटिंग वॉटर सिस्टम में, प्रत्येक पाइप एवं मोड़ में कुछ न कुछ प्रतिरोध होता है। कूलिंग टावर की स्थिति, ऊष्मा-आदान हेतु उपयोग होने वाले उपकरणों में होने वाला प्रतिरोध, एवं दबाव संबंधी आवश्यकताएँ भी सिस्टम में प्रतिरोध पैदा करती हैं। इन प्रतिरोधों की सटीक गणना करना संभव नहीं है; इसलिए प्रक्रिया इंजीनियरों द्वारा निर्धारित प्रतिरोध मान केवल अनुमानित ही होता है। उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने हेतु, पंप के दबाव का चयन करते समय इस अनुमानित प्रतिरोध मान में कम से कम 10%-20% की अतिरिक्त मात्रा जोड़ी जाती है – ताकि सिस्टम में पर्याप्त दबाव उपलब्ध रहे। लेकिन इन ऊर्जाओं का उपयोग पहले सिस्टम में बेकार ही किया जाता रहा। और टर्बाइन, इस अतिरिक्त ऊर्जा का पूरा उपयोग करके पंखों को घुमाने में मदद करती है। जैसा कि नाम से ही पता चलता है, वॉटर-ड्राइव्ड फैन, पानी की शक्ति से ही फैन को चलाता है; न कि पारंपरिक बिजली के द्वारा। जल-चालित पंखे वाले कूलिंग टॉवरों में, पंखे को चलाने हेतु मोटर के स्थान पर जल-टर्बाइन का उपयोग किया जाता है। जल-टर्बाइन को कार्य करने हेतु आवश्यक ऊर्जा, सिस्टम में उपलब्ध अतिरिक्त प्रवाह दर एवं अतिरिक्त ऊँचाई से प्राप्त होती है पुनर्निर्माण के बाद, पंप द्वारा उत्पन्न गर्म पानी टरबाइन से होकर गुजरता है, जिससे टरबाइन घूमने लगती है। जल-टर्बाइन का आउटपुट शाफ्ट सीधे पंखे से जुड़ा होता है, जिससे पंखा घूमने लगता है।

कूलिंग टावर, ऊष्मा-निपटान हेतु उपयोग में आने वाला एक उपकरण है। यह उत्पादन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाली अतिरिक्त ऊष्मा को पानी के माध्यम से अवशोषित करता है; फिर यह पानी टावर के अंदर स्थित फिलरों पर छिड़का जाता है। वायु के संपर्क में आने के बाद यह ऊष्मा हवा में फैल जाती है, जिससे पानी का तापमान कम हो जाता है। टॉवर के अंदर ठंडे एवं गर्म तरल पदार्थों के मिश्रण से, तापमान-अंतर का उपयोग करके, ठंडे होने वाली वस्तु को ठंडे पानी के संपर्क में लाया जाता है; इससे पानी वायु में वाष्पित हो जाता है, जिससे वस्तु स्वयं ही ठंडी हो जाती है। नीचे हम आपको कूलिंग टावर में प्रवेश करने वाले एवं बाहर निकलने वाले पानी के तापमान में अंतर को नियंत्रित करने संबंधी मानकों के बारे में जानकारी दे रहे हैं। कूलिंग टावर में प्रवेश करने वाले एवं बाहर निकलने वाले पानी के तापमान में अंतर, कूलिंग प्रक्रिया की प्रभावशीलता को मापने हेतु उपयोग में आने वाले महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है; साथ ही, यह कूलिंग टावरों के चयन हेतु भी एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। आम तौर पर, नागरिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले कूलिंग टावरों में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान 37°C एवं बाहर निकलने वाले पानी का तापमान 32°C होता है; अर℃ ； औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले कूलिंग टॉवरों की डिज़ाइन स्थितियाँ आमतौर पर 65℃-45℃, 43℃-33℃, 40℃-32℃ आदि जैसी श्रेणियों में विभाजित होती हैं। टॉवर में प्रवेश करने वाले एवं बाहर निकलने वाले पानी के तापमान में 8℃-20℃ तक का अंतर हो सकता है। ऑपरेशन के दौरान कूलिंग सिस्टम में सभी चैनलों का सुचारू रूप से काम करना आवश्यक है; कहीं भी रुकावट नहीं होनी चाहिए। आम रुकावटों में पाइपों में रुकावट, पानी में मौजूद कैल्शियम ऑक्साइड के कारण फिलिंगों में रुकावट आदि शामिल हैं। यदि कहीं रुकावट हो जाए, तो उसे तुरंत ही दूर कर देना चाहिए, ताकि कूलिंग टॉवर में पानी का प्रवाह सुचारू रह सके, और कूलिंग प्रक्रिया प्रभावी ढंग से हो सके।

सामान्य शब्द “कूलिंग टॉवर”, प्रत्यक्ष (ओपन सर्किट) एवं अप्रत्यक्ष (क्लोज्ड सर्किट) तरीकों से ऊष्मा को दूर करने वाले उपकरणों का वर्णन करने हेतु प्रयोग में आता है। हालाँकि, अधिकांश लोग “कूलिंग टॉवर को एक ऐसे उपकरण के रूप में देखते हैं जो सीधे संपर्क के माध्यम से ऊष्मा को दूर करता है”; लेकिन अप्रत्यक्ष कूलिंग टॉवर, जिसे कभी-कभी “बंद परिपथ वाला कूलिंग टॉवर” भी कहा जाता है, वह भी तो एक कूलिंग टॉवर ही है। 　　एक प्रत्यक्ष, या ओपन-सर्किट कूलिंग टॉवर, एक सीलबंद संरचना है; इसमें परिसंचारी जल को स्प्रे के रूप में ग्लास फाइबर से बने फिलरों पर छिड़का जाता है। फिलर, अधिक संपर्क सतह प्रदान करता है; जल एवं वायु के बीच संपर्क के माध्यम से ऊष्मा-आदान-प्रदान संभव हो पाता है। इसके अलावा, पंखे टॉवर के अंदर हवा के प्रवाह को चलाते हैं; जिससे पानी के संपर्क में आने के बाद गर्म हुई हवा बाहर निकल जाती है, और इस तरह शीतलन होता है। 　　“भराव” में कई तत्व हो सकते हैं; मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर दिशा में, जहाँ पानी फैलता है… या फिर क्षैतिज दिशा में छिड़काव होने से कई छोटे-छोटे जलबिंदु बन जाते हैं… ऐसी कई परतें होती हैं, जिनका कुल क्षेत्रफल काफी बड़ा होता है। 　　अप्रत्यक्ष या बंद-लूप कूलिंग टावरों में, हवा एवं तरल पदार्थों – आमतौर पर पानी या इथिलीन ग्लाइकॉल के मिश्रण – के सीधे संपर्क की आवश्यकता नहीं होती। अंतर यह है कि ओपन-टाइप कूलिंग टावरों में, कूलिंग टावर में दो स्वतंत्र तरल-प्रवाह परिपथ होते हैं। एक तो, बाहरी सर्किट में मौजूद पानी दूसरे चैनल में होता है; यह ट्यूब-बंडल आधारित बाहरी परिसंचरण प्रणाली है। इसमें गर्म तरल पदार्थ को ठंडा किया जाता है, और फिर वह बंद चक्र में वापस आ जाता है। हवा, पूरे हीट ट्यूब के बाहर स्थित जल-चक्रों के माध्यम से प्रवाहित होती है; इससे ऐसा ही प्रभाव प्राप्त होता है, जैसा कि खुले कूलिंग टॉवरों में वाष्पीकरण द्वारा शीतलन होता है। कार्यरत ऊष्मा-प्रवाह, आंतरिक तरल-परिपथ से होते हुए, कॉइल-ट्यूब की दीवारों से, बाहरी परिपथ से होकर, फिर हवा एवं पानी के कुछ भागों के वाष्पीकरण से उत्पन्न ऊष्मा के कारण, वायुमंडल में जाता है। अप्रत्यक्ष शीतलन टॉवरों की कार्यप्रणाली, इसलिए, बहुत ही समान होती है; शीतलन टॉवर को खोलने में ही एक अपवाद है। इस प्रक्रिया में, शीतलन तरल पदार्थ एक “बंद” चक्र में ही घूमता रहता है; यह सीधे वायुमंडल या बाहरी जल-प्रवाह के संपर्क में नहीं आता। 　　रिवर्स कूलिंग टावर में, हवा ऊपर की ओर जाती है; जबकि पानी नीचे की ओर बहता है। अनुप्रस्थ प्रवाह वाले कूलिंग टॉवर में, हवा की गति क्षैतिज दिशा में होती है, जबकि पानी नीचे की ओर बहता है। 　　कूलिंग टावरों की एक और विशेषता यह है कि ऐसे टावरों में, यानी वे टावर जो हवाई साधनों द्वारा संचालित होते हैं, मैकेनिकल वेंटिलेशन प्रणाली के लिए बिजली से चलने वाले पंखे उपयोग में आते हैं; ताकि टावर के अंदर की हवा को बाहर निकाला जा सके, जिससे ऊर्जा की बचत होती ह प्राकृतिक वेंटिलेशन वाले कूलिंग टावरों में उपयोग होने वाले धुआँ निकासी हवा-चूल्हों की बढ़ती संख्या, हवा के उत्प्लावन के लिए अनुकू पंखों की सहायता से प्राकृतिक वेंटिलेशन वाले कूलिंग टॉवरों में, तैराव क्षमता को बढ़ाने हेतु यांत्रिक उपायों का उपयोग किया जाता है। कई प्रारंभिक कूलिंग टावरों में हवा के प्रवाह का उपयोग ही शीतलन हेतु किया जाता था। 　　यदि शीतलन जल शीतलन उपकरणों से वापस पुनः उपयोग हेतु आता है, तो उसमें कुछ पानी जरूर मिलाना होता है; क्योंकि प्रवाहित होने वाले जल का कुछ हिस्सा वाष्पित हो जाता है। चूँकि वाष्पीकरण में शुद्ध पानी भी शामिल होता है, इसलिए प्रवाहित पानी में घुले हुए खनिजों एवं अन्य ठोस पदार्थों की सांद्रता आमतौर पर बढ़ जाती है; जब तक कि ठोस पदार्थों को नियंत्रित करने हेतु कोई उपाय न अपनाया जाए। कुछ पानी, वायुमंडल में मौजूद धुएँ/बूँदों के संपर्क में आकर भी नष्ट हो जाता है; लेकिन ऐसी स्थिति को कम करने हेतु “ड्रिफ्ट एक्सक्लूजन” नामक उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिससे ऐसी बूँदों को एकत्र किया जा सकता है। भरपाई की जाने वाली राशि, वाष्पीकरण, हवा के कारण होने वाला पानी का नुकसान, कुल रिसाव, तथा पवन-संबंधी समस्याओं एवं अन्य पानी-संबंधी नुकसानों के बराबर होनी चाहिए; ताकि जल-स्तर स्थिर बना रह सके।