برج خنک کننده

برج خنک کننده

برج های خنک کننده در بسیاری از انواع صنایع برای حفظ فرآیند تولید گرما برای کنترل دما استفاده می شوند. آنها در کارخانه های فولاد، کارخانه های فرآوری شیمیایی، نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت، کارخانه های فرآوری مواد غذایی و بسیاری از تاسیسات صنعتی دیگر بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین می توانند با چیلرهای آب خنک برای ایجاد یک محیط خنک و راحت در هتل ها، فرودگاه ها، محوطه های دانشگاهی، مدارس و بیمارستان ها استفاده شوند.

هدف برج خنک کننده چیست؟

یک برج خنک کننده برای انتقال گرما و آب خنک در ساختمان استفاده می شود. این دستگاه با کمک اپراتورهای ساختمان محیط داخل ساختمان را کنترل می کند و آب و هوا را برای راحتی یا بهره وری بهینه تنظیم می نماید. برج های خنک کننده همچنین استفاده مجدد از آب را تسهیل می کنند و معمولاً در ناحیه ای دور از عموم قرار دارند.این سیستم ها بخشی از تهویه مطبوع می باشند.
نوع کارکرد برج خنک کننده
خنک سازی تبخیری یک فرآیند طبیعی است که باعث خنک شدن تبخیر آب در هوا می شود. یک مثال برای این سیستم : احساس سرد شدن ناگهانی هنگام بیرون آمدن از دوش آب گرم ، وقتی که زیر دوش هستیم، پوست ما مرطوب است و به راحتی در معرض هوا قرار نمی گیرد، اما وقتی به بیرون می رویم و در فضای آزاد قرار می گیریم، آب روی پوست شروع به تبخیر می کند و گرما را از بدنمان بیرون می کشد و ما احساس خنکی می کنیم. برج های خنک کننده از همین اصل خنک کننده تبخیری برای خنک کردن جریان مداوم آب استفاده می کنند.

چگونگی نگهداری برج خنک کننده
تعمیر و نگهداری عملیاتی برای دستیابی به توان عملیاتی ثابت از برج های خنک کننده بسیار مهم است. اگر به دقت نگاه کنید، اکثر تولیدکنندگان دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری خوب و همچنین برنامه‌های تعمیر و نگهداری را شامل می‌شوند که می‌تواند زمان و هزینه‌های عملیاتی شما را کاهش دهد. این روش ها می توانند با حفظ جریان مناسب آب و هوا و همچنین جلوگیری از خوردگی در برج خنک کننده، و کاهش کارایی در بخش انتقال حرارت جلوگیری کنند.
تعمیر و نگهداری بستگی به نوع برج، اندازه و عوامل خارجی مانند موقعیت جغرافیایی ساختمان شما دارد.

برج خنک کننده چطور کار می کند؟
درون برج خنک کننده هوایی که ترجیحا مقدار کمی رطوبت دارد در تماس با آب گرم قرار می گیرد. در چنین حالتی به دلیل وجود اختلاف انرژی و هم چنین گرادیان غلظت انتقال انرژی و جرم از آب به هوا صورت می گیرد.
آب از فاز مایع تبخیر شده و به فاز بخار می رود و در اثر تبخیر مقداری انرژی را نیز به فاز گاز می برد، مقدار این انرژی بسیار بالاست و آن هم به دلیل بالا بودن گرمای نهان آب است.
به این ترتیب در اثر تبخیر مقداری آب و خارج کردن گرما از فاز مایع دمای آب پایین می آید. لازمه انجام این فرایند این است که هوای مورد استفاده در برج دارای مقدار کمی رطوبت باشد، تا ظرفیت پذیرش آب تبخیر شده را داشته باشد.
پس به صرفه نیست که از این روش در مناطق با رطوبت بالا مانند شمال کشور استفاده شود، زیرا به دلیل رطوبت بالای هوا در این مناطق بازدهی بسیار پایین می آید.

انواع برج خنک کن بر اساس سیکل گردش آب
دسته‌بندی برج‌ های خنک‌کننده به چند صورت انجام می‌گیرد.
بر اساس سیکل گردش آب، برج‌ خنک کن را به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌کنند.
در برج‌ خنک‌کننده مدار باز، آب از طریق نازل‌ها بر روی سطوح خنک‌کننده توزیع می‌شود و در مجاورت با هوا خنک می‌شود.
در برج‌ خنک‌کننده مدار بسته، آب از داخل کویل جریان پیدا می‌کند و هوا بر روی کویل دمیده می‌شود.
جهت افزایش راندمان در بعضی مواقع نیاز به پاشش آب بر روی سطح کویل نیز می‌باشد.
بزرگترین مزیت برج‌های مدار بسته کم بودن مصرف آب می‌باشد.
در مناطق خشک و کم‌آب، استفاده از برج خنک‌کننده مدار بسته، علی‌رغم سرمایه‌گذاری اولیه بیشتر، نسبت به برج خنک‌کننده مدار بسته ارجحیت دارد.
بر اساس شکل ظاهری، برج خنک‌کننده به دو شکل مخروطی یا گرد و مکعبی تقسیم می‌شوند.
در کولینگ تاورهای مخروطی توزیع آب توسط آب پخش کن یا اسپرینکلر صورت می‌گیرد.
در کولینگ تاور مکعبی، توزیع آب توسط نازل‌های ثابت انجام می‌شود.
با توجه به توزیع مناسب آب در برج‌های خنک‌کننده مکعبی، راندمان این نوع برج‌های خنک‌کننده بیشتر از برج‌های خنک‌کننده مخروطی می‌باشد. مشکل عمده برج‌های خنک‌کننده مخروطی، رسوب گرفتگی اسپرینکر می‌باشد که نیاز به تعمیرات و نگهداری بیشتری دارد.

برج خنک کننده بر اساس ساختار بیرونی
برج های خنک کننده از نظری ظاهری به دو شکل مکعبی و استوانه‌ای ساخته می‌شوند و معمولاً جنس آنها از پلاستیک فایبرگلاس یا آهن گالوانیزه می‌باشد. به طور کلی از لحاظ ساختار بیرونی به دو روش ساخته می‌شوند:
نوع پکیج (package type) : برج های خنک کننده نوع پکیج همان برج های پیش ساخته هستند. پوسته آنها معمولاً از مواد ضد خوردگی ، مقاوم در برابر حرارت و با دوام مانند پلی استر تقویت شده با فایبرگلاس ساخته شده است. از آنجا که جمع و جور هستند، در مراکز با نیاز به دفع حرارت کم مانند بیمارستان ها ، مراکز خرید، ساختمان های اداری و مسکونی ترجیح داده می شوند. این برج ها با ماشین های باری به راحتی قابل حمل و نقل بوده و البته برای ظرفیت های بالا برودتی دارای محدودیت هستند. با توجه به کاربرد زیاد این مدل برج خنک کن در منطقه های مسکونی، فاکتورهایی مثل کنترل سروصدا در این مدل بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد.
نوع آرایه ای (field erected type) : این مدل در واقع برج های به هم پیوسته ای هستند که عموماً در نیروگاهها ، تاسیسات عظیم تولیدی مانند کارخانه های فرآوری فولاد یا پالایشگاه های نفت استفاده می شوند. آنها در مقایسه با نوع پکیج سازه های بزرگی هستند. می توان آنها را با توجه به نیاز به صورت سفارشی تولید کرد.