برج خنک کننده چیست؟
برج خنک کننده یا کولینگ تاور سیستمی است که از آن جهت خنک سازی آب در فرآیندهای سردسازی سیستم های تهویه مطبوع، پالایشگاه ها، نیروگاه ها، کارخانجات، آپارتمان ها و ساختمان های بزرگ و غیره استفاده میگردد. برج خنک کننده (کولینگ تاور) در واقع نوعی مبدل حرارتی میباشد که با برقراری تماس مابین آب و هوا باعث خنک شدن آب گرم میشود. از این رو به طور متداول برای دفع گرما از سیستم های تبرید، تهویه مطبوع و فرآیند های صنعتی از برج های خنک کن (کولینگ تاور) استفاده میشود.
کار یک برج خنک کن، جذب گرما از یک فرآیند و دفع آن به فضای بیرون است که اساسا این دفع از راه تبخیر صورت میگیرد. از آنجا که آب موجود در فرآیند خنک سازی در مدار برج خنک کننده سیرکوله (در مسیر رفت و برگشتی مدام در حال جریان است) میشود به علت تبخیر تدریجی آب غلظت مواد معدنی در آن افزایش می یابد. لذا میبایست آبی که به این دستگاه وارد میشود توسط یک دستگاه تصفیه آب، سختی موجود در آن گرفته شود تا عملکرد برج خنک کننده یا کولینگ تاور کاهش نیابد. به همین دلیل بسیاری از خریداران برج خنک کننده، به همراه آن یک دستگاه سختی گیر هم خریداری میکنند.
برج های خنک کننده (کولینگ تاورها) از نظر ابعاد و اندازه، در مدل های کوچک پشت بامی برای ساختمان های مسکونی تا سازه های غول پیکر و هذلولی شکل (مانند برج های خنک کننده نیروگاه ها) که ارتفاع شان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک صد متر می رسد ، وجود دارند. همچنین نوعی از برج های خنک کن با شکل مستطیلی با ارتفاع تقریبی چهل متر و طول هشتاد متر نیز وجود دارد. اغلب از برج های خنک کننده هذلولی شکل در نیروگاه های هسته ای استفاده می شود. هرچند که در برخی از واحد های شیمیایی بزرگ و سایر واحد های صنعتی نیز از آنها استفاده میشود. درمقابل این برج های خنک کن عظیم الجثه که در صنایع خاصی به کار گرفته می شوند، اکثریت کولینگ تاورها یا برج های خنک کننده تجهیزات کوچکی هستند که در کنار واحدهای مختلف صنعتی یا مسکونی برای تهویه هوا مورد استفاده قرار میگیرند.
کولینگ تاورها سیستم توزیع و پخش آبگرم دارند که آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم میپاشد. این شبکه ها آکنه یا پرکننده یا پکینگ نامیده میشوند، پکینگ ها آب سرازیر شده از بالای برج را با هوایی که از میان آن حرکت میکند کاملا مخلوط کرده به طوری که آن به صورت یک قطره از روی یک پکینگ بر روی صفحات پکینگ دیگر توسط نیروی ثقل خود میریزد. هر چند در این برج ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب و هوا وجود دارد ولی تقریبا اثر خنک کنندگی تماما از تبخیر قسمتی از آب اسپری شونده در برج حاصل میشود.
بخار حاصل از فرآیند تبخیر در برج توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد می کند از برج خنک کن خارج میشود، با توجه به این که دما ورطوبت هوا از برج افزایش می یابد. بدیهی است که میزان تاثیر برج خنک کننده تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد و با کاهش آن افزایش می یابد. تمامی سیستم های تهویه مطبوع بر یک سیال استوارند که گرما و سرما را به محل موردنظر منتقل میکنند.
انواع سیستم های تهویه مطبوع :
۱. هوا خنک
۲. ترکیبی آب و هوا
۳. تمام آب ، برج خنک کننده ، هواساز و…
ابعاد برج خنک کننده (Cooling Tower)
انواع کولینگ تاور
برج‌های خنک‌کننده با توجه به عملکرد آنها به سه دسته تقسیم میشوند:
مدار باز :
در برج‌های خنک‌کن مدار باز آب توسط یک پمپ به بالای برج خنک‌کننده منتقل میشود. توسط نازل‌ها بر روی پکینگ ها پاشیده میشود هوایی که از قسمت پایین به داخل برج وارد میشود. توسط مجموعه‌ای از فن و الکتروموتور که در قسمت بالای برج خنک‌کننده قرار دارد، از میان پکینگ‌ها عبور کرده و به سمت بالای برج مکیده میشود. بدین‌ترتیب براثر تماس مستقیم آب و هوا بخشی از آب تبخیر میشود. تبخیر آب یک فرایند گرماگیر است و گرمای مورد نیاز را از جریان آب عبوری جذب میکند. این نوع برج‌های خنک‌کننده برای محیط هایی که از رطوبت نسبی کمی برخوردار است یا به‌اصطلاح هوا خشک است بسیار مناسب است.
اصلی‌ترین عیب این مدل سیستم‌های خنک کاری هدر رفتن بیش‌از اندازه آب در اثر تبخیر است.
مدار بسته :
در این نوع برج‌های خنک‌کننده تماس مستقیم بین سیال آب و هوا برقرار نمی‌شود.سیال یا آبی که قرار است در برج‌خنک‌کن سرد شود از داخل یک کویل حرکت میکند.
هوا نیز توسط مجموعه فن و الکتروموتور از پایین برج خنک کننده به بالا مکیده میشود. در اثر برخورد هوا با سطح بیرونی کویل حرارت از کویل و سیال داخل کویل جذب میشود و توسط جریان هوا به محیط اطراف منتقل میشود. این نوع برج خنک‌کننده برای خنک کردن آب با دمای بالا و یا محیط دارای هوا سرد بسیار مناسب است.
برج خنک کننده (کولینگ تاور) هیبریدی :
زمانی‌که از ترکیب دو سیستم برج های خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته استفاده کنیم طرح سومی به نام برج‌های خنک‌کننده هیبریدی خواهیم داشت. در برج‌های خنک‌کننده هیبریدی آب یا سیال خنک‌شونده از داخل کویل حرکت میکند، و بر روی کویل توسط مجموعه نازل آب پاشیده می‌شودکه از این طریق سیال داخل کویل خنک میشود، مزیت این مدل بهینه‌سازی مصرف آب است.
برج‌های خنک‌کننده هیبریدی در هنگام شب و یا ایامی که دمای هوا پایین است به‌صورت صرفاً خشک کار میکنند. ولی در ساعات یا ایامی که هوا گرم است آب بر روی کویل پاشیده شده و از هر دو نوع انتقال جهت سرمایش سیال خنک‌شونده استفاده میشود.
انواع کولینگ تاور به صورت مفصل در مقاله: انواع برج خنک کننده بررسی شده است.
هوشمند تهویه یکی از شرکت‌های باتجربه در زمینه تولید برج خنک‌کن و ساخت قطعات برج های خنک کننده میباشد. برای مشاوره رایگان خرید تماس بگیرید.