Kapalı devre şartlandırma sistemlerin olduğu kapalı devre döngülü sistemde, su kapalı bir döngüde sistem içinde dolaşır. Bu döngü içinde sistem suyunun buharlaşması, hava ile teması ve suyun diğer biyolojik veya kimyasal özelliklerini değiştirici etkiler yok sayılabilir. Kapalı döngülü sistemlerde, ısı sıcak süreçten soğutma suyuna aktarılır, daha sonra başka bir ısı değiştiricide ısı soğutma suyundan çevreye boşaltılır. Kapalı döngülü sistemlerde, ısı genellikle bir açık döngülü sistemde veya fin-fan soğutucularda hava ile soğutularak uzaklaştırılır.

Kapalı Devre Şartlandırma Sistem Özellikleri

Binaların ısıtılmasından,birincil metal üretiminde soğutmaya kadar çok çeşitli kapalı sistemlerin kullanıldığı birçok uygulama alanı bulunur. Açık sistem yerine kapalı sistemin ne zaman kullanıldığına ilişkin tanımlayıcı örnekler aşağıda verilmiştir;

  • Soğutma suyu sisteminde oluşabilecek bir bozukluğun çok önemli sorunlar yaratabileceği önemli bir süreç
  • Isı aktarım yüzeylerinde kışır oluşumunun kesinlikle durdurulması gereken son derece sıcak bir süreç
  • Ortam sıcaklığının veya 32 ᵒF (0ᵒC)’ın altında sıcaklıkta bir soğutucu gerektiğinde
  • Kaynama sıcaklığının üzerinde su sıcaklığı gerektiğinde (Örn. Basınçlı sıcak su sistemleri)
  • Daha yüksek düzeyde denetim gerektiğinde

Kapalı devre şartlandırma gereken kapalı soğutma sistemleri donma noktasının altında çalışan dondurma süreçlerinde veya çelik döküm kalıpları gibi yüksek ısı akılı sistemlerin soğutmasında kullanılabilir. Kapalı soğutma sistemlerinin aşağıda belirtilen özgün özellikleri olabilir;

  • Bu sistemler sıklıkla birbirine galvanik bağlı farklı metallerden oluşabilir. Bu metaller, yumuşak çelik ve bakır alaşımları ve seyrek olarak alüminyum, paslanmaz çelik ve diğer metallerdir.
  • Bu sistemler en az tamamlama suyu ve blöf için tasarlanmıştır, ancak genellikle su kaybı fazladır.
  • Bu sistemlerin tasarımında blöf yer almadığı için geri döndürülen suyun filtrasyonu önerilir.
  • Sistem hacmi 10 gal (0,04m3) kadar az olabileceği gibi 7 milyon galon (26.500m3) büyüklükte olabilir.
  • Bazı sistemler hiç su akışı olmadan, aralıklı duruşlarla çalışır.

Kapalı Devre Şartlandırma nın Yer Aldığı Döngülü Sistemlerde Görülen Sorunlar

  1. Korozyon
  2. Kışır
  3. Mikrobiyal Gelişim

Korozyon, genellikle, yüksek dozda inhibitör yüklemesi yapılabildiği için, en az metal kaybı olacak şekilde denetlenebilir. Aynı şekilde kışır oluşumu yumuşatılmış tamamlama suyu kullanımı ile en aza indirilebilir. Ancak sızıntı nedenli su kayıpları veya kullanılan mikrobiyal bozunumu, korozyon ve kışır oluşumunda artışa neden olabilir.

Kurumsal olarak, tam anlamıyla kapalı döngülü bir sistemin koşulları altında, sistem suyundaki kışır oluşturan bileşenlerin (kalsiyum karbonat,kalsiyum sülfat, magnezyum tuzları ve silika gibi) tümü metal yüzeylerde birikse de, çok küçük miktarlar söz konusu olduğu için fark edilebilir bir sonuç yaratmaz. Ancak tipik bir sistemde, su sızıntısı tamamlama suyu gerektirir ve tamamlama suyunun içerdiği kışır oluşturucu iyonlar kapalı sistemin suyundaki iyonlara eklenir. Sisteme her su eklenişinde sürekli çökelme olur ve önemli miktarda kışır oluşarak, su geçiş yollarının tıkanmasına ve hatta ısı aktarımın azalmasına neden olabilir.

Orta boyutlarda bir kapalı sistemde, sistemin çok az güneş ışığı görmesi, düşük oksijenli olması ve çok az miktarda besin içermesi nedenleriyle mikrobiyal büyümenin bir sorun yaratmayacağı düşünülebilir. Ancak gerçekte mikrobiyal büyüme çok önemli ve çok büyük sorunlar yaratabilir. Sistemdeki sızıntılar daha fazla tamamlama suyu gerektirir, eklenen su sisteme daha fazla oksijen, döküntü, besin taşır ve yeni mikrobiyal organizmalar aşılar. Süreçteki sızıntılar mikroorganizmalar için yüksek miktarda besin sağlar. Çoğu kapalı sistemde oksijen düzeylerinin doygunlukta veya doygunluğa yakın olabilmesi için, atmosfere açık tanklar veya hava akımı olan kapaklar vardır. Son olarak bazı mikrobiyal organizmalar nitrit gibi bazı korozyon inhibitörlerini besin olarak kullanabilir. Bütün bu etmenler kapalı soğutma suyu sistemlerinde mikrobiyal sorunların nasıl oluştuğunu göstermektedir. Mikrobiyal sorunlar kirlenmeye, korozyona ve ısı aktarımının azalmasına katkı yapar. Gerçekte biyofilmler ısı aktarım yüzeylerinde karşılaşılabilecek en yalıtkan birikintiler arasındadır.