\newpage
\section[Chladící věže]{Chladící věže\cite{wiki:cooling_tower}}

Chladící věže jsou konstrukce, které slouží k~ochlazování použité chladící
kapaliny (většinou vody) a~nadbytečné teplo odvádí do atmosféry. Přenos tepla se uskutečňuje
pomocí vypařování vody nebo proudění chladného vzduchu. V~prvním případě je 
možné ochladit pracovní kapalinu téměř až na hodnotu teploty vlhkého vzduchu
({\em wet-bulb temperature}), zatímco v~druhém případě je možné ochlazovat pouze na
teplotu blízkou teplotě suchého vzduchu ({\em dry-bulb temperature}).

Široká veřejnost má chladící věže spojené hlavně s~jadernými elektrárnami,
ale využívají se i~v~tepelných elektrárnách a~dalších oblastech průmyslu.

\begin{figure}[H]
    \begin{center}
        \includegraphics[width=14cm]{images/dukovany.jpg}
    \end{center}
    \caption[Chladící věže jaderné elektrárny dukovany]%
        {Chladící věže jaderné elektrárny dukovany\\
        autor: Stanislav Rada, 2006}
    \label{fig:history:dukovany}
\end{figure}

\subsection{Historie}

Koncept chladících věží pochází z~19.\,století, kdy se pro chlazení parních
strojů využívaly kondenzátory. Kondenzací páry se snižoval tlak v~pístech,
díky tomu se snížila spotřeba páry a~tím i~spotřeba paliva. Kondenzátory ale potřebovaly
obrovské množství vody a~cena chlazení často převyšovala cenu ušetřeného
paliva.

Na začátku 20.\,století bylo vyvinuto několik metod využívající vypařování
vody pro vnitrozemní oblasti, kde nebyl dostatečný přebytek vody. Tyto systémy
se vyvinuly do forem chladících nádrží a chladících věží.

\smallskip

Na obr.\,\ref{fig:history:barnard} je schéma chladící věže z~roku 1902, která
využívala přirozeného tahu místo ventilátoru. Chladící kapalina je z~kondenzátoru
pumpována skrz centrální rozvod {\it a} do vrchní části konstrukce. Odtud je
vedena skrz {\it b} do rozvodných trubek {\it c}. Tím je zajištěn konstantní
průtok tenké vrstvy kapaliny přes drátěné rohože {\it d}, přes které stéká
zpět do zásobní nádrže {\it f} v~základové části věže. Nakonec je ochlazená
voda čerpána zpět do kondenzátoru {\it e}.\cite{steam}

\begin{figure}[H]
    \begin{center}
        \includegraphics[width=13cm]{images/history_tower.jpg}
    \end{center}
    \caption{Barnardova samochladící věž}
    \label{fig:history:barnard}
\end{figure}

První chladící věž ve tvaru hyperboloidu byla patentována holandskými inženýry
Frederiken van Itersonem a Gerardem Kuyperem v~roce 1918. Ve stejném roce
byly první van Itersonovy věže postaveny poblíž města Herleen. V~roce 2000 byly
zbourány.\cite{ndct}

\subsection{Klasifikace}

Z~hlediska přenosu tepla můžeme technologii chladících věží rozdělit na:
\begin{enumerate}
    \item {\bfseries Suchá technologie}, kdy přenos tepla probíhá
    přes povrch, který odděluje ochlazovanou kapalinu a~okolní vzduch.
    \item {\bfseries Mokrá technologie s~otevřený chladícím systémem} využívá pro přenos
    tepla vypařování vody.
    \item {\bfseries Mokrá technologie s~uzavřeným chladícím systémem} je hybridní
    technologie, kdy ochlazovaná kapalina proudí v~uzavřeném systému, na který
    je rozstřikována čistá voda. Výsledný přenos tepla je téměř stejně výkoný
    jako u~otevřeného chladícího systému s~důležitou výhodou -- ochlazovaná
    kapalina je oddělena od okolního prostředí.
\end{enumerate}

Z~hlediska způsobu zajištění proudění vzduchu uvnitř věže rozlišujeme:
\begin{enumerate}
    \item {\bfseries Přirozený tah}, způsobený komínovým efektem. Teplý
    vlhký vzduch má menší hustotu než suchý studený a~tento rozdíl způsobí
    přirozený vztlak směrem vzhůru.
    \item {\bfseries Nucený tah}, kdy se používají uměle poháněné ventilátory
    umístěné buď ve vrchní nebo spodní části chladící věže. Výhodou je,
    že tah není závislý na atmosférických podmínkách.
    \item {\bfseries Asistovaný přirozený tah} je hybridní uspořádání, kdy
    přirozený tah je doplněn ventilátorem.
\end{enumerate}

Tvar hyperboloidu se stal návrhovým standardem pro chladící věže pro svoji
vysokou pevnost a~úsporu materiálu. Tvar pláště zároveň pomáhá v~urychlení
proudění vzduchu směrem vzhůru a~tím zvyšuje účinnost chladící věže.
