Su soğutma kuleleri, bir çeşit ısı uzaklaştırma ünitesidir. Sistemden gelen sıcak su kulenin üst bölmesinden girdikten sonra, kulenin ortasında bulunan dolgu üzerine püskürtülerek ısısı alınır. Dolgu üzerine püskürtülen su, kulenin alt bölmesinde ki haznede birikir ve soğutulmuş bir şekilde cihazlara gönderilir.

Soğutma kulelerinde ısının çekilmesinde suyun buharlaşması esas olduğu için havanın yaş termometre sıcaklığı etkilidir. Soğutma kuleleri harcadıkları enerji itibariyle en ekonomik proses soğutma sistemleri olarak bilinmektedir. Özellikle endüstriyel alanlarda sıkça tercih edilen soğutma kuleleri; sulu tip kondensere sahiptir. Dolayısıyla su kaynaklı chiller, vrf sistemleri ve santrifüj chiller gibi sistem çözümlerinde enerji verimliliği sağlamaktadır.

Su soğutma kuleleri kullanım amaçlarına ve alanlarına göre farklılık göstermektedir. Genel olarak açık ve kapalı tip olmak üzere iki ana grupta incelenirler.

Açık Tip Soğutma Kulesi

Açık tip soğutma kulelerinde, soğutulacak su direkt olarak hava içine küçük nozullardan püskürtülür. Küçük damlacıklar halindeki su, etrafından geçen hava tarafından ve kendi buharlaşmasıyla soğutulur. Sudan havaya duyulur ve gizli ısı biçiminde ısı transfer edilir. Sonuç olarak; bu kulelerde soğutulan su direkt olarak atmosfere açıktır. Hava ve fan yardımı ile soğutma kulesinin içerisinde hareket eden su çevresel şartlardan etkilendiği için kirliliğe karşı önlem almayı gerektirmektedir.

Kapalı Tip Soğutma Kulesi

Kapalı Tip Soğutma Kulelerinde kondanserden ya da prosesten gelen sıcak su, soğutma kulesindeki, boru demeti şeklinde olan serpantin içerisindedir. Borunun dışından ise soğutma havası geçmektedir. Sistem çalışırken, soğutulmuş ve kule havuzunda hazır bekleyen su, pompa ile emilerek üst kısımda serpantin üzerine püskürtülmektedir. Püskürtülen su süzülürken fanlar yardımı ile serpantin üzerinden hava geçirilerek buharlaşma sağlanır ve ısı atmosfere verilir. Böylece kapalı tip soğutma kulelerinde sıcak su dış ortamla temas etmeyerek, kapalı bir devrede yüzeyli bir soğutucuda soğutulmuş olur. Sürekli temiz kalması nedeniyle açık tip su soğutma kulesine göre daha avantajlıdır.

Kuledeki hava akışı zorlanmış ya da doğal olabilir. Isı geçiş yüzeyini, arttırmak için dolgu malzemesi kullanılır. Zorlanmış akışlı olanlarda hava hareketi radyal veya aksiyal fanlarla sağlanabilir. Bu alternatiflerin her biri ayrı bir kule tipi oluşturur. Bu kuleler değişik malzemelerden imal edilebilir. İnşai tip kuleler betonarme, ahşap, güçlendirilmiş plastik levhalar; standart kuleler ise genellikle çelik veya güçlendirilmiş plastik levhalardan imal edilirler.

Soğutma Kuleleri Çeşitleri

Karşı Ve Çapraz Akışlı Soğutma Kuleleri

•  Karşı akışlı soğutma  kulelerinde su, yukarıdan aşağıya süzülürken hava aşağıdan yukarıya doğru hareket eder.
• Çapraz akışlı soğutma kulelerinde su, yukarıdan aşağıya inerken hava akımı yataydır.
• Çapraz akışlı kuleler; ters akımlı kuleye göre daha büyük taban alanına sahiptir. Ayrıca hava giriş yerleri tüm kule yüksekliğinde yer alabilir. Böylece mimari kısıtlamaya da uyabilir. Kule boyu kısa olduğu için gereken pompa basma yüksekliği de doğal olarak azalır. Ancak kapalı bölgeye yerleştirildiğinde resirkülasyon riski vardır. Açık yerde kullanıldığı zamanlarda ise toz ve pisliğe karşı önlem alınmalıdır.
• Soğutma kulelerinde genellikle karşı akışlı su soğutma kuleleri tercih edilmektedir.

Üflemeli Su Soğutma Kuleleri

• Kulenin hava giriş kısımlarında bulunan fanlar havayı dolgu üzerine düşürür.
• Mekanik aksam, girişteki kuru havayla  temas eder ve kule kaidesine yakındır. Böylece titreşim problemi azdır ve bakım sırasında kolay ulaşılabilir.
• Fan boyutları sınırlı olduğundan; fazla sayıda ve yüksek devirlerdeki küçük fanlar kullanılmasından dolayı, emmeli kulelere göre daha sesli çalışırlar fakat kendi içerisinde sönümleme özelliklerine sahiptirler.

Emmeli Su Soğutma Kuleleri

• Hava emilimi, kule tepesinde yer alan fanlar ile yapılır.
• Üflemeli kulelere göre daha büyük fanlar kullanılır. Dolayısıyla daha düşük devirlerde çalıştığı için daha az gürültü yapılmaktadır.
• Fanlar kulenin tepesinde yer aldığı için taban alanı üflemeli kulelere göre daha küçüktür.
• Havanın yukarıdan akan suya göre ters yönde dik olarak emildiği, ters akımlı kulelerde en soğuk su en kuru hava ile karşılaşır, maksimum performans elde edilir.

Atmosferik Su Soğutmalı Kuleler

• Atmosferik Su Kuleleri, spreyli ve dolgulu kuleler olmak üzere iki çeşittir.
• Kuledeki hava hareketinin kaynağı rüzgardır. Su nozullar yardımı ile yukarıdan püskürtülür. Mekanik parçaları olmadığından uzun ömürlüdürler ve çok az bakım gerektirirler.
• Özellikle açık ve engellerin olmadığı sahalarda kullanılmalıdırlar.
• Hava girişinin ve çıkışının bulunduğu yüzeyler, rüzgarın en sık estiği yöne göre konumlandırılmalıdır.

Spreyli Su Soğutma Kuleleri

• Kulenin içerisinde diğerleri gibi bir dolgu bulunmaz, yalnızca tepede sprey nozulları bulunur.
• Suyu atomize etmek için pompanın basma yüksekliği fazla olmalıdır. Su nozullarının tıkanması dengesizlik meydana getirir ve performansı düşürür. o yüzden bakımlarının geciktirilmemesi gerekmektedir.
• Rüzgar nedeni ile kayıpları fazladır. Nispeten küçük soğutma yükleri için uygundur.

Dolgulu Su Soğutma Kuleleri:

• Dolgulu kulelerde, su nozullardan püskürtüldüğü gibi doğrudan aşağıya inmez. Bu kulelerde hava ile suyun temas yüzeyini ve suyun dolaşım zamanını arttırmak amacıyla dolgu kullanılır.
• Dolgulu kulelerin performansları, spreyli kulelere oranla daha iyidir.