برج خنک کننده

برج خنک کننده برای کاهش دمای آب گرم است. طرز کار برج خنک کننده بر اساس تقسیم آبگرم و هوا در نتیجه انتقال حرارت اضافه آب به هوای اتمسفر می باشد. برج خنک کننده یک نوع مبدل حرارتی است که در آن هوای اتمسفر و آبگرم در اثر تماس مستقیم و یا غیر مستقیم با یکدیگر تبادل حرارتی انجام داده تا دمای آب کاهش یابد

در واقع دستگاه برج خنک کننده حرارت اضافه آب را گرفته و به هوای اتمسفر منتقل می کند

 دو نوع پرکاربرد برج های خنک کننده

1.  نوع مدار باز
2.  نوع مدار بسته

برج خنک کننده مدار باز:

منظور از مدار باز این است که آبگرم و هوا تماس و برخورد مستقیم با هم دارند و در نتیجه قسمتی از آبگرم تبخیر شده و به همراه هوا از دستگاه خارج می شود و بنابراین در این نوع از برج ها مصرف آب خواهیم داشت. همچنین از نوع مدار باز نمی توان در مناطق با آب و هوای مرطوب استفاده کرد زیرا وقتی رطوبت هوای محیط بالا باشد راندمان دستگاه برای خنک کردن آبگرم شدیدا افت می کند

برج خنک کننده مدار باز مکعبی

در برج خنک کننده مکعبی با بدنه فایبرگلاس ، آب ورودی از سیستم (Hot Water) وارد برج خنک کننده می گردد و پس از عبور از لوله های ورودی وارد نازل ها (Nuzzles) می گردند و با توجه به ساختار نازل به صورت گردابی بر روی سطوح پکینگ پاشیده می شوند . از دیگر سو هوای داخل برج خنک کننده بوسیله فن تحت تاثیر الکتروموتور از پایین کولینگ تاور به سمت بالا مکش شده و خارج می کند . آب پاشش شده بر روی پکینگ ها به سمت پایین ریزش کرده و هوای داخل برج خنک کن از پایین به سمت بالا مکش می گردد . در این فرایند آب داغ در اثر عبور از کنار هوای تازه ٫ خنک گردیده و داخل تشت (Basin) می ریزد . و آب سرد (Cold Water) بوسیله لوله های خروجی از برج خنک کننده خارج می گردد .

---

•   فن های بکار رفته از نوع توخالی و پره های آن از نوع Axial از جنس AL-FRP بوده وبه دلیل استفاده از فایبر گلاس و مواد PVC و بالانس دینامیکی و استاتیکی فن برج خنک کننده مکعبی فایبرگلاس ، لرزش به حداقل ممکن کاهش یافته است و در اثر پایین بودن دور فن از صدایی کم با دبی مناسب برخوردار است .
•   استفاده از لایه قطره گیر در زیر فن ، پاشش آب به بیرون از برج خنک کننده فایبرگلاس ، را به حداقل رسانده و حداقل از دست دادن آب را در سیستم به همراه دارد .
•   پکینگ های پلیمری از جنس PP و PVC در قالب Film Packing بوده که در برابر جریان هوا و آب مقاوم بوده و از عمر طولانی برخوردار است ، فیلم آبی که بر روی این گونه پکینگها ایجاد می شود چندین برابر انواع دیگر آن می باشد که این امر باعث تماس بیشتر بین آب و هوا و سرد شدن بیشتر آب می شود .
•   استفاده از نازل (Nuzzles) به جای آب پخش کن (Sprinkler) به دلیل عدم عملکرد دینامیکی ، حداقل خرابی را در سیستم به همراه دارد در ضمن به دلیل استفاده از چند نازل در برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی در صورت خرابی یک یا دو عدد از نازل ها عملکرد سیستم مختل نمی گردد و نازل های بعدی عملیات پاشش آب را انجام می دهند و به تعمیرکاران و صاحب دستگاه مجال لازم برای تعمیرات را می دهند .
•  در برج خنک کننده مکعبی به دلیل فضای موجود، امکان استفاده از لایه های بیشتر پکینگ وجود دارد که راندمان برج خنک کننده را به مراتب بالاتر می برد .
•  به دلیل ساختار بدنه و طراحی منحصر به فرد برج خنک کننده مکعبی ٫ حداقل فضای کولینگ تاور را در تناژ متناسب با برج خنک کن مدور به همراه دارد که این امر خود موضوعی بسیار مهم در چینش و فضای اختصاصی در سایت مصرف کننده می باشد.
•  با استفاده از فایبرگلاس در ساختمان برج خنک کننده مکعبی مشکل زنگ زدگی و خوردگی به وجود نخواهد آمد که این امر باعث افزایش طول عمر برج خنک کننده و کاهش هزینه نگهداری شده و به علت دارا بودنUV در مواد اولیه ، در برابر اشعه آفتاب و رطوبت بالا مقاوم بوده و در طی مرور زمان تغییر حالت و رنگ نمی دهد .
•  طراحی خاص بدنه برج خنک کننده حداکثر ایستایی و راندمان در عین کمترین وزن و فشار بر روی فونداسیون را به همراه دارد و میزان لرزش به میزان قابل توجهی پایین است 

ساختار برج خنک کننده مدار باز شامل قطعات اصلی زیر می باشد

ج خنک کنن

1. پکینگ: پکینگ که در شامل زیر نشان داده شده است از جمله مهمترین قطعات برج خنک کننده بوده که آبگرم از بالا بر روی آن ریخته می شود. پکینگ باعث به حداکثر رسیدن سطح تماس مستقیم آبگرم و هوا شده و باید متناسب با آلاینده های آب و محیط انتخاب گردد که معمولا از فیلم هایی از جنسpvc  ساخته می شود. بنابراین هدف از کاربرد پکینگ در برج است که سطح تماس آبگرم و هوا به حداکثر خود برسد.
2. جدا کننده قطرات آب مخلوط شده با هوا یا همان قطره گیر
3. قطره گیر، بین پکینگ و مجموعه موتور فن قرار گرفته و تا حدودی از خروج ذرات آب مخلوط شده با هوا از بالای برج جلوگیری می کند.
4. فن، موتور الکتریکی، شفت منتقل کننده نیرو و گیربکس
5. موتور الکتریکی و فن در بالایی ترین قسمت برج نصب می شوند و فن با چرخش خود موجب مکش هوا از پایین به سمت بالای برج می شود.
6. لوله های توزیع آب و افشانک های پاشش آب
7. افشانک های پاشش آب که آبگرم از بالا به پایین تزریق می کند تا آب به طور کامل با هوای مکیده شده توسط فن تماس پیدا کند.
8. لوورها یا دریچه های ورودی هوا از پایین برج
9. استراکچر یا بدنه اصلی آن(جنس فایبرگلاس)
10. تشتک جمع آوری آب خنک شده در پایین برج 
11. سوپاپ و سیستم های کنترلی، الکتریکی و ..

                                                  

  عوامل موثر در ظرفیت برج خنک کننده:

1. با کاهش دمای مرطوب محیط (Environment web bulb temperature ) با کاهش دمای رطوبت محیط قدرت خنک کنندگی برج خنک کننده افزایش می یابد 
2. افزایش سطح تماس باعث افزایش ظرفیت خواهد شد.
3. افزایش زمان تماس آب و هوا باعث افزایش ظرفیت خواهد شد.
4. سرعت پایین هوای عبوری از سطوح خنک کننده با ثابت نگهداشتن دبی آن باعث افزایش راندمان برج خواهد شد

توزیع آب در برج خنک کننده

شامل نحوه توزیع آب روی سطوح انتقال حرارت درون برج خنک کن است ، در یک سیستم توزیع آب گرم مناسب ، آب درون برج خنک کننده باید به صورت یکنواخت و بدون ایجاد فضای خالی توزیع شود که امکان فرار هوا و کاهش راندمان وجود نداشته باشد. در واقع هیچ قسمتی از سطوح انتقال حرارت نباید خشک بماند و برج خنک کننده با حداکثر راندمان کار کند. سیستم توزیع آب در برج خنک کننده بسته به نوع و عملکرد برج خنک کن انواع مختلفی دارد

  انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده:

1. سیستم توزیع آب ثقلی
2. سیستم توزیع آب دورانی
3. سیستم توزیع آب اسپری نازل

سیستم توزیع آب ثقلی

یکی از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده سیستم توزیع آب ثقلی ( Gravitational water distribution ) می باشد که در برج خنک کننده جریان متقاطع کاربرد دارد ، آب گرم به بالای برج خنک کننده پمپ شده و از طریق اسپلش باکس یا تشت توزیع که در کف آن دارای سوراخ های متعدد و منظم است با اثر جاذبه به صورت قطره قطره از بالا به سمت پایین ریزش و در سطح پکینگ توزیع می شود یا با استفاده از نازل ثقلی توزیع شود

 یا مستطیل بوده و وظیفه این اجزاءافزایش صلبیت سازه می باشد و 

سیستم توزیع آب دورانی

یکی دیگر از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده سیستم توزیع آب دورانی ( Rotational water distribution ) می باشد که در این سیستم آب از رایزر پمپ شده و از طریق کلگی توزیع آب برج خنک کننده و لوله های آرم به صورت دورانی توزیع می شود ، در زیر لوله های آرم سوراخ هایی با زاویه ۱۵ درجه تعبیه شده است که آب از آن ها به سمت پایین ریزش می کند، این نوع سیستم که در برج خنک کننده گرد کاربرد دارد آب را به صورت مدور پاشش می کند

سیستم توزیع آب اسپری نازل

یکی دیگر از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده ، سیستم توزیع آب اسپری نازل ( Spray nozzle water distribution ) است که در این سیستم آب به بالای کولینگ تاور پمپ شده سپس از طریق نازل ها به روی پکینگ ها اسپری می شود.