कूलिंग टावरों के चयन से संबंधित जानकारी

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कूलिंग टावरों के चयन से संबंधित जानकारी:
1) वाष्पीकरण मात्रा (WE), किलोग्राम/घंटा। सामान्य एयर-कंडीशनिंग प्रणालियों में, Tw1-Tw2 = 5℃ होता है, और WE = 0.0083×L होता है। दूसरे शब्दों में, परिसंचरित पानी की मात्रा का 0.83% ही वाष्पीकृत होता है। 2) प्रवाहित होने वाले पानी की मात्रा (WD), किग्रा/घंटा – यह कूलिंग टॉवर की संरचना एवं वेंटिलेशन की गति पर निर्भर है। आम तौर पर, खुले प्रकार के कूलिंग टॉवरों में यह मात्रा परिसंचरित पानी की मात्रा का 0.3% होती है; जबकि बंद प्रकार के कूलिंग टॉवरों में यह मात्रा परिसंचरित पानी की मात्रा का 0.15% होती है।
3) अपशिष्ट जल की मात्रा (WB), किग्रा/घंटा – यह जल की गुणवत्ता एवं सांद्रता के आधार पर भिन्न होती है। आम एयर कंडीशनिंग उपयोगों में, चाहे वह खुली प्रणाली हो या बंद प्रणाली, पानी के प्रवाह की मात्रा 0.3% ही होती है। जल पुनर्भरण मात्रा (ΔL) किग्रा/घंटा – जल पुनर्भरण मात्रा, ऊपर दी गई 3 संख्याओं का योग है। (ΔL = WE + WD + WB) पानी की मात्रा, ऊपर दिए गए 3 मानों का योग है। (ΔL = WE + WD + WB)
खुले वातावरण में: परिसंचरण होने वाले पानी की मात्रा का 1.43%।
बंद वातावरण में: परिसंचरण होने वाले पानी की मात्रा का 1.28%。 　 कूलिंग टावर, एक बहुत ही उपयोगी ऊष्मा-संबंधी उपकरण है। इसका कार्य, ऊष्मा एवं द्रव-आदान-प्रदान के माध्यम से उच्च तापमान वाले पानी की ऊष्मा को वायुमंडल में छोड़ना है; इस प्रकार पानी का तापमान कम हो जाता है। इसका शीतलन-प्रभाव, मुख्य रूप से टावर के अंदर ठंडे एवं गर्म द्रवों के मिश्रण के कारण होता है। दोनों द्रवों के बीच के जलवाष्प-दबाव-अंतर के कारण गर्म द्रव का कुछ हिस्सा वाष्पीकृत हो जाता है, जिससे वह स्वयं ही ठंडा हो जाता है। 　　कूलिंग टावर चुनते समय, वास्तव में क्या करना चाहिए? क्या बस डेटा ट्रैफिक एवं पानी के प्रवाह/निकास हेतु तापमान में अंतर होना ही पर्याप्त है? 　　वर्तमान में, ज्ञात कूलिंग टॉवरों के दो मुख्य प्रकार हैं – ठंडे पानी से कार्य करने वाले एवं हवा से कार्य करने वाले। इन दो प्रकार के कूलिंग टॉवरों में, प्राकृतिक वेंटिलेशन वाले कूलिंग टॉवर एवं यांत्रिक वेंटिलेशन वाले कूलिंग टॉवर भ 　　चूँकि कूलिंग टावर, मुख्य रूप से हवा के आर्द्रता-तापमान से प्रभावित होता है, एवं इसमें ऊष्मा निकालने हेतु पानी का वाष्पीकरण एवं संवहन आवश्यक होता है; इसलिए इसमें पानी की खपत बहुत अधिक होती है। 　　वहीं, एयर कूलिंग टावर में हवा से ऊष्मा अवशोषित करके ही तापमान कम किया जाता है; इस प्रक्रिया पर मुख्य रूप से हवा के तापमान का ही प्रभाव पड़ता है। चूँकि वायु का तापमान अधिक होता है, इसलिए इसकी ऊष्मा-धारण क्षमता सीमित होती है; साथ ही इसकी शीतलन क्षमता भी कम होती है। इस कारण, वायु-शीतलकों को बड़े क्षेत्रफल की आवश्यकता होती है, जिससे ऐसे शीतलकों की लागत बढ़ जाती है। 　　विभिन्न उद्योगों में कूलिंग टावरों से संबंधित प्रक्रियात्मक उपकरण अलग-अलग होते हैं; अब हम प्रक्रियात्मक उपकरणों में मौजूद इन अंतरों के आधार पर कूलिंग टावरों में होने वाले उचित परिवर्तनों का विश्ल नागरिक शीतलन टॉवर, रेफ्रिजरेटरों की सेवा हेतु ही उपयोग में आते हैं। ऐसे टॉवरों में पानी का तापमान समान होना आवश्यक है; अर्थात्, टॉवर में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान 37°C होना चाहिए, जबकि टॉवर से बाहर निकलने वाले पानी का तापमान 32°C होना चाहिए। अंतर यह है कि रेफ्रिजरेटरों की क्षमता अलग-अलग होती है; विभिन्न क्षमताओं के लिए अलग-अलग आकार के कूलिंग टावरों की आवश्यकता होती है। नागरिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले कूलिंग टावरों में प्रयोग होने वाले पानी की मात्रा, अन्य औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाल इसके कारण, नागरिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले टावरों को मानक प्रकार के टावरों के रूप में बनाया जा सकता है। दक्षता बढ़ाने हेतु, ऐसे टावरों के लिए उपयुक्त तापमान को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है; अर्थात्, दक्षिणी क्षेत्रों हेतु डिज़ाइन किए गए टावरों के लिए उपयुक्त तापम℃ ； उत्तरी क्षेत्र में नम गेंद तापमान 27℃ है। 　　विद्युत उद्योग में प्रयोग होने वाले उपकरण सभी टर्बाइन ही होते हैं। इन टर्बाइनों के लिए कूलिंग टॉवरों में पानी के तापमान संबंधी आवश्यकताएँ ऐसी होती हैं कि गर्मियों के दौरान 90% संभावना के साथ, टॉवर से निकलने वाले पानी का तापमान 33°C से अधिक न हो। विभिन्न स्थानों एवं विभिन्न यूनिटों के आधार पर पानी के तापमान में भिन वाणिज्यिक टॉवरों की तुलना में, इसके लिए आवश्यक शीतलन जल की मात्रा बहुत अधिक होती है। इसी कारण, विभिन्न जनरेटर सेटों के लिए अलग-अलग आकार के शीतलन टॉवरों की आवश्यकता होती है। एक ही जनरेटर सेट के लिए भी, विभिन्न भौगोलिक स्थानों पर उपयोग होने वाले शीतलन टॉवरों का आकार अलग-अलग होना चाहिए। सामान्य रूप से उपयोग में आने वाले 200MW के जनरेटरों के लिए, इनके शीतलन हेतु आवश्यक पानी की मात्रा लगभग 36,000 टन/घंटा होती है। बीजिंग क्षेत्र में (जहाँ आर्द्र तापमान 24.4°C है), 4500 वर्ग मीटर के क्षेत्रफल वाले प्राकृतिक वेंटिलेशन वाले शीतलन टॉवरों का उपयोग किया जाता है। शान्सी के दातोंग में, जहाँ आर्द्रता-तापमान 19.0℃ है, उसी प्रकार की इकाई के लिए टॉवर में उपयोग होने वाले पानी के संपर्क में आने वाले क्षेत्र की आवश्यकता केवल 3000 वर्ग मीटर ही है। शान्सी एवं बीजिंग दोनों ही उत्तरी क्षेत्र में स्थित हैं। यदि केवल नागरिक उद्देश्यों हेतु इस्तेमाल होने वाले टावरों के मापदंडों के आधार पर ही विचार किया जाए, तो दातोंग को 1500 वर्ग मीटर अतिरिक्त कूलिंग टावरों के निर्माण हेतु न सरल शब्दों में, 1) आम तौर पर, सेंट्रल एयर कंडीशनिंग सिस्टम (मुख्य यूनिट) के साथ उपयोग में आने वाले ऐसे उपकरणों को “सिविल टावर” कहा जाता है; इनमें तापमान में आमतौर पर 5–6 डिग्री का अंतर होता है। ； औद्योगिक प्रक्रियाओं, मशीनों एवं उत्पादन प्रक्रियाओं से संबंधित इन्हें “औद्योगिक टॉवर” कहा जाता है। आमतौर पर इनमें तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस का अंतर होता है; लेकिन कुछ मामलों में यह अंतर 15–40 डिग्री सेल्सियस या उससे भी अधिक होता है। ； मूल रूप से, इस तरह का विभाजन तो उपयोगी ही है। ； 2) कुछ भी पूर्णतः निश्चित नहीं होता। वास्तव में, हमारे पेशे में जहाँ कूलिंग टावरों का डिज़ाइन किया जाता है (पूरी श्रृंखला में), वहाँ औद्योगिक उपयोग एवं नागरिक उपयोग के बीच कोई अंतर ही नहीं किया जाता। आम तौर पर, टाइफून टर्बाइनों की क्षमता को उनके द्वारा संसाधित पानी की मात्रा के आधार पर ही वर्गीकृत किया जाता है… अर्थात् “अधिक मात्रा वाली टर्बाइनें ； 3) कुछ परियोजनाओं में, उदाहरण के लिए, सेंट्रल एयर-कंडीशनिंग सिस्टम (मुख्य यूनिट) का उपयोग किया जाता है; प्रत्येक यूनिट की क्षमता 4700 टन/घंटा है, और कुल 7 ऐसी यूनिटें हैं। ； इसके अलावा, स्टील उद्योग हेतु उपयोग में आने वाली प्रणाली में प्रवाह दर केवल 215 टन/घंटा है; यह तो अपशिष्ट जल के उच्च तापमान वाली प्रसंस्करण प्रक्रिया है। 1. शीतलन जल की मात्रा – Q (मी³/घंटा)
इसके बारे में अधिक कहने की आवश्यकता नहीं है। टॉवर चुनते समय, निकाली गई शीतलन जल की मात्रा में 1.15 का गुणांक जरूर लगाएं। 2. टॉवर में प्रवेश/निकास होने वाले पानी का तापमान अंतर – ठंडे पानी वाले टॉवरों के चयन हेतु यह एक महत्वपूर्ण मापदंड है। नागरिक उपयोग हेतु उपयोग में आने वाले टॉवरों में, प्रवेश करने वाले पानी का तापमान 37°C एवं निकलने वाले पानी का तापमान 32°C होता है; अतः टॉवर में प्रवेश/निकास होने वाले पानी का℃ ； औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले कूलिंग टावरों की डिज़ाइन स्थितियाँ आमतौर पर 65℃-45℃, 43℃-33℃, 40℃-32℃ आदि श्रेणियों में विभाजित होती हैं; टावर के अंदर एवं बाहर का तापमान अंतर 8℃-20℃ तक होता है। 3. वेट बॉल तापमान τ (°C) – कूलिंग सिस्टम में प्रवाहित होने वाले पानी के तापमान एवं बाहर निकलने वाले पानी के तापमान के बीच का अंतर, “कूलिंग रेंज” कहलाता है। यह मुख्य रूप से आसपास की हवा के वेट बॉल तापमान पर निर्भर होता है। कूलिंग टावर की शीतलन क्षमता को, पानी के निकास स्थल पर उसके तापमान एवं इनलेट पर उसके तापमान के बीच के अंतर, या “तापमान अंतर” के आधार पर मापा जाता है। इसलिए, स्थानीय आर्द्र-गेंद तापमान में होने वाले परिवर्तन, कूलिंग टॉवर की शीतलन क्षमता को सीधे प्रभावित करते हैं। 4. शुष्क तापमान: 0 (°C)
वायु शीतलन टॉवर, संवहन के माध्यम से हवा से ऊष्मा लेकर उसे ठंडा करता है; इस प्रक्रिया पर मुख्य रूप से हवा के शुष्क तापमान का प्रभाव पड़ता है। चूँकि वायु का तापमान अधिक होता है, इसलिए इसकी ऊष्मा-धारण क्षमता सीमित होती है; साथ ही इसकी शीतलन क्षमता भी कम होती है। इस कारण, वायु-शीतलकों को बड़े क्षेत्रफल की आवश्यकता होती है, जिससे ऐसे शीतलकों की लागत बढ़ जाती है।