Hvernig kæliturnar virka

Kæliturn er eins konar búnaður sem notar snertingu vatns og lofts til að dreifa úrgangshitanum sem myndast í iðnaði eða kælingu og loftkælingu með uppgufun.

Grunnreglan er: þurrt (lág entalpía) loft fer inn í kæliturninn frá loftinntakinu eftir að hafa verið dælt af viftunni; mettuð gufa og háþrýsti háhitavatnssameindir streyma til lágþrýstiloftsins og blautu og heitu (háum enthalpy) vatni er stráð inn í turninn frá vatnsdreifingarkerfinu. Þegar vatnsdropar komast í snertingu við loft annars vegar vegna beins varmaflutnings milli lofts og vatns, hins vegar vegna þrýstingsmunarins á yfirborði vatnsgufu og lofts, verður uppgufun undir áhrifum þrýstingi, og hitinn í vatninu er tekinn í burtu með uppgufunarvarmaflutningi, þannig að tilgangurinn með kælingu er náð.

Vinnuferli kæliturnsins: Taktu vinnuferlið hringlaga mótstraums kæliturnsins sem dæmi: heitu vatni er dælt úr aðalherberginu í gegnum pípuna, láréttan háls, boginn háls og miðjuháls við ákveðinn þrýsting til að ýta á vatn í hringrás inn í vatnsdreifingarkerfi kæliturnsins og vatninu dreift jafnt á fylliefnið í gegnum litlu götin á vatnsdreifingarrörinu. Þurrt loft með lágum blautum peruhita fer inn í turninn frá neðsta loftinntaksnetinu undir virkni viftunnar. Þegar heitt vatn flæðir í gegnum yfirborð fylliefnisins myndar það vatnsfilmu og skiptist varma við loftið. Heita loftið með háum raka og háum blautum peruhita er dregið úr toppnum. Loftið sem kemur inn í turninn er þurrt loft með lágum blautum peruhita. Það er augljóslega styrksmunur og hreyfiþrýstingsmunur á milli vatnssameinda og lofts. Þegar viftan er í gangi, undir áhrifum kyrrstöðuþrýstingsins í turninum, halda vatnssameindir áfram að gufa upp í loftið og verða að vatnsgufusameindum. Meðalhreyfiorka vatnssameindanna sem eftir eru mun minnka og lækkar þar með hitastig vatnsins sem er í hringrás. Af ofangreindri greiningu má sjá að uppgufunarkæling hefur ekkert með það að gera að lofthiti (venjulega þurrperuhiti) sé lægri eða hærri en vatnshiti. Svo lengi sem vatnssameindirnar geta haldið áfram að gufa upp í loftið mun hitastig vatnsins lækka. Hins vegar mun uppgufun vatns í loftið ekki halda áfram endalaust. Þegar loftið sem er í snertingu við vatn er ekki mettað halda vatnssameindir áfram að gufa upp í loftið en þegar loftið á snertifleti vatnsgufu nær mettun geta vatnssameindirnar ekki gufað upp heldur eru þær í kraftmiklu jafnvægisástandi. Fjöldi vatnssameinda sem gufar upp er jafn fjölda vatnssameinda sem skila sér frá lofti til vatns og hitastig vatnsins helst óbreytt. Af þessu má sjá að því þurrara sem loftið er sem kemst í snertingu við vatn, því auðveldara er uppgufun að eiga sér stað og því auðveldara er fyrir vatnshita að lækka.