برج خنک کننده چیست و چه کاری انجام می دهد؟

انواع برج خنک کننده

1. انواع برج های خنک کننده براساس اصول کار

1-1 برج های جریان مخالف

در برج های خنک کننده جریان مخالف، هوا از پایین به بالا حرکت می کند در حالی که آب از بالا به پایین بر روی پرکننده ها جریان می یابد. این برج ها محبوب ترین برج های خنک کننده امروزی هستند که دو نوع از آنها وجود دارد:

• برج های مکش القایی: فن دستگاه در قسمت بالای آن قرار دارد. خنک کاری با کشیدن هوا از دریچه های هوای جانبی به کمک فن در بالا انجام می شود.
• برج های مکش اجباری: فن ها در کنار هستند، خنک کاری با فشار دادن هوا از پایین به سمت بالا با کمک فن انجام می شود.

 1-2 برج های جریان متقابل

در انواع برج های خنک کننده با جریان متقابل، جریان هوا به صورت افقی یا مورب است، زیرا آب از بالا به پایین روی پرکننده ها پایین می آید. در برج های جریان متقابل انواعی از رانش اجباری و کشش اجباری وجود دارد.

2. انواع برج ها بر حسب نوع خنک کنندگی

2-1 برج های خنک کننده آب مدار باز

در مدارهای باز، آب خنک‌کننده مستقیماً روی پرکننده‌های برج اسپری می‌شود و در نتیجه خنک می‌شود. راندمان در این نوع برج ها بیشتر است اما چون آب با محیط در تماس است، احتمال آلودگی آب وجود دارد.

2-2 برج های خنک کننده آب مدار بسته

در برج های خنک کننده مدار بسته، آب خنک کننده در کویل های فلزی (مبدل حرارتی) داخل برج به گردش در می آید. آب موجود در مبدل حرارتی به طور غیر مستقیم از سطح بیرونی لوله توسط هوای سرد و آب گردشی برج خنک می شود. در این نوع برج ها، آب خنک کننده به دلیل عدم تماس با محیط، همیشه تمیز می ماند. خنک کاری غیر مستقیم راندمان برج را کاهش می دهد.

برج های خنک کننده چگونه کار می کنند؟

در برج‌های خنک‌کننده آبی که از تاسیسات می‌آید به طور همگن از بالا به پایین با کمک سیستم توزیع آب و آبپاش‌های مخصوص تولید شده پاشیده می‌شود. توده های آب پاشیده شده با فیلتر شدن از میان پره های برج شکسته می شوند. هوا با رطوبت محیط بیرون به کمک موتور و گروه فن در بالا از پایین به بالا از طریق پرکننده ها مکیده می شود. آبی که روی سطح خنک کننده پرکننده با هوا برخورد می کند با گرما دادن به هوا خنک می شود و قسمت کوچکی از آن تبخیر می شود. آب سرد شده در حوضچه آب سرد برج جمع آوری می شود. آب جمع آوری شده با کمک پمپ به تاسیسات ارسال می شود. هوا (نزدیک به نقطه اشباع) که رطوبت آن در اثر تبخیر آب افزایش یافته است، از دودکش فن در بالای برج به جو هدایت می شود.

محاسبه تبخیر در برج خنک کننده

با توجه به اصول ترمودینامیک؛ تقریباً 540 کالری انرژی از سیستم جذب می شود تا هر گرم آب تبخیر شده بتواند فاز (حالت) خود را تغییر دهد.

با این رویکرد؛ به ازای هر 6 درجه سانتیگراد خنک شدن آب در گردش در سیستم، تقریباً 0.9 درصد از دبی آب (Debi) در گردش باید تبخیر شود که به این کاهش تبخیر برج خنک کننده آب گفته می شود.

این مقدار با فرمول زیر قابل محاسبه است.

مقدار تبخیر (m³/h) = 0.00085 x 1.8 x دبی (m³/h) x (T1-T2)

به عنوان مثال؛

تلفات تبخیر در برجی که 100 متر مکعب آب در ساعت را از دمای 40 درجه سانتیگراد تا 30 درجه سانتیگراد خنک می کند به شرح زیر است.

مقدار تبخیر (m³/h) = 0.00085 x 1.8 x 100 x 1.53 m3/h