برج های خنک کننده و انواع آنها

 برج ­­های خنک ­کننده (Cooling Tower) نوعی از مبدل­ های حرارتی هستند که از تماس آب و هوا برای خنک­ کاری آب مورد نیاز در کندانسور سیستم­ های تهویه مطبوع ، نیروگاه ­ها، پالایشگاه ­ها، فرآیندهای صنعتی و صنایع مختلف (صنایع غذایی و …) استفاده می­‌نمایند.

این تجهیزات از نظر نوع عملکرد، نوع سیستم توزیع آب، شکل و جنس بدنه، نحوه برخورد جریان آب و هوا، نوع مکش جریان هوا و … انواع مختلفی دارند که هر کدام از آن­ ها دارای ویژگی ­ها و محدودیت ­هایی هستند و کاربردهای متنوعی دارند.

برج­ های خنک­ کننده از نظر عملکرد خنک ­کنندگی به دو دسته تقسیم می ­شوند:

برج ­های خنک ­کننده مدار باز (Open Circuit Cooling Tower)
برج ­های خنک کننده مدار بسته (Closed Circuit Cooling Tower)
برج ­های خنک ­کننده مدار باز و مدار بسته در صورتی که به درستی برای کاربرد مورد نظر طراحی شوند، می ­توانند راندمان حرارتی قابل قبول با طول عمر بالایی را ارائه دهند. تشخیص اینکه کدام یک از برج های خنک ­کننده مدار باز یا مدار بسته برای کاربرد مورد نظر مناسب ­تر است، نیازمند شناخت نحوه عملکرد، ویژگی ­ها و کاربرد های هر کدام از آن ­ها است و بر عهده مهندسان و افراد متخصص و با تجربه در این امر می­ باشد.

در همین راستا در ادامه به معرفی برج ­های خنک­ کننده مدار باز و مدار بسته پرداخته می ­شود و ویژگی ­ها و محدودیت ­های هر یک از دیدگاه­ های مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار می ­گیرد.

  برج ­های خنک کننده مدار باز

عملکرد برج ­های خنک ­کننده مدار باز چگونه است؟

برج خنک ­کننده مدار باز (Open Circuit Cooling Tower) یک مبدل حرارتی است که برای خنک کردن آب از تماس مستقیم آب و هوا استفاده می ­کند. در برج خنک ­کننده مدار باز، آب ورودی (نیازمند خنک­ کاری) به بخش بالایی برج خنک ­کننده پمپ می شود و از آن­جا وارد برج می­ گردد. نازل­ ها این آب را بر روی پکینگ ­های برج خنک ­کننده توزیع می ­نمایند و آب به صورت یک لایه نازک و یکنواخت بر روی پکینگ ­ها جاری می­‌شود و این امر موجب افزایش سطح تماس (تبادل حرارتی) آن با هوا می­‌شود. فن نیز هوای اتمسفر را بر روی پکینگ ها به گردش در می ‌آورد. هوای ورودی آب را به دو طریق متفاوت خنک می ­کند؛ بخشی از حرارت در نتیجه جریان همرفت هوا (تماس بین آب گرم و هوای سردتر) دفع می ­شود، اما بخش عمده خنک ­کاری به دلیل تبخیر بخشی از آب وارد شده به سیستم رخ می‌­دهد. بدین صورت می­توان آب را تا دمایی پایین ­تر از دمای محیط خنک نمود. پس از ریزش آب از پکینگ ­ها، آب خنک شده درون تشتک برج انباشته شده و در نهایت به سیکل سیستم باز می­‌گردد. هوا نیز که با رطوبت اشباع شده است، از بخش بالایی برج خنک ­کننده خارج می­ گردد. قطره­‌گیر نصب شده در بالای نازل ­ها نیز از خروج قطرات آب از برج خنک ­کننده جلوگیری می ­کند.

  برج ­های خنک ­کننده مدار بسته

 عملکرد برج­ های خنک ­کننده مدار بسته چگونه است؟

برج خنک کننده مدار بسته (Closed Circuit Cooling Tower) یک مبدل حرارتی است که از تماس غیرمستقیم هوا و آب برای خنک کردن آب استفاده می­ کند. در برج خنک­ کننده مدار بسته برای جلوگیری از تماس مستقیم هوا با آب و مشکلات مربوط به آن، آب نیازمند خنک کاری موجود در کویل­ های برج خنک­ کننده به گردش در آمده و آب موجود در تشتک برج نیز پس از پمپ شدن به سمت بالای برج، توسط نازل هایی بر روی کویل ­های حاوی آب اسپری می­ شود. در برج خنک­‌کننده مدار بسته بخشی از خنک­ کاری مورد نظر در اثر تماس غیرمستقیم و تبادل حرارتی بین هوای ورودی به برج و آب موجود در کویل‌ها صورت می­گیرد. همچنین در اثر پاشش آب بر روی کویل ­ها و برخورد ذرات آب با سطح داغ کویل و با همراهی جریان هوای در گردش درون برج، بخش کوچکی از آب اسپری شده تبخیر می ­شود و به دنبال آن آب درون کویل خنک می­ گردد. ادامه فرآیند خنک­ کاری نیز مشابه مراحل صورت گرفته در برج خنک ­کننده مدار باز انجام می ­شود.

 

---