برج خنك كن

برج‌ خنك‌كن از نظر ابعاد و اندازه در مدل‌هاي كوچك پشت‌بامي براي ساختمان‌هاي مسكوني تا سازه‌هايي غول‌پيكر و هذلولي شكل مانند برج‌هاي خنك‌كننده نيروگا‌ها كه ارتفاع‌شان در حدود دويست متر و قطرشان در حدود يك‌صد متر مي باشد، وجود دارند.

به عبارت ديگر برج خنك كن وسيله‌اي است براي دفع حرارت مازاد در چرخه مورد نظر كه به وسيله آب اين حرارت مازاد در ارتباط با هوا از دست مي رود ، به عبارت ساده‌تر، برج خنك‌كننده سيستمي هستند كه از آن براي خنك‌كاري.

پارامتر مهم در طراحي برج خنك كننده

1.دماي حباب مرطوب (Wet Bulb Temperature)

پايين ترين دمايي است كه با تبخير آب در هوا مي توان آن را خنك كرد، اين حالت زماني اتفاق مي افتد كه هوا به حالت 100 درصد اشباع از رطوبت برسد. در برج هاي خنك كننده، اين پارامتر بيانگر يك حالت تعادلي است.

در واقع دانستن اين دما در يك محيط جغرافيايي به ما مي گويد كه با استفاده از اين مكانيزم خنك سازي،

در نهايت به اين مقدار دما مي توان رسيد.

2.دبي آب

طبيعي است كه هرچه مقدار آبي كه مي خواهيم خنك كنيم بيشتر باشد،بايد از برج بزرگتري براي اين كار استفاده كنيم.

3.دماي Approach

عبارت است از اختلاف دماي هواي خروجي و دماي حباب مرطوب كه هرچه كمتر باشد،ظرفيت بالاتري از برج هاي خنك كننده نياز است.چون كم بودن اين پارامتر بيانگر نزديكتر شده به دماي حباب مرطوب است.

4.دماي Range

به اختلاف دماي هواي ورودي و خروجي Range مي گويند.هرچه ميزان اين پارامتر بيشتر باشد طبيعي است كه به برج بزرگتري نياز داريم.

5.آب جبراني در برج خنك كننده (Make Up)

در برج خنك كننده گرماي فرايند از طريق تبخير مقداري آب صورت مي گيرد.هم چنين مقداري آب نيز توسط هوا به بيرون مي رود كه به اين پديده همراه بري آب مي گويند.از اين رو مقدار مواد معدني در آب به تدريج و با گذشت زمان افزايش مي يابد،كه اين موضوع پديده نامطلوبي است.براي حل اين مشكل همواره مقداري آب تحت عنوان آب جبراني يا Make Up به برج وارد مي شود كه دبي اين جريان از نوشتن موازنه جرم براي آب موجود در برج به سادگي به دست مي آيد.همچنين مي توانيد جهت كسب اطلاعات به سايت https://t.me/s/COOLING_TOWER_NAABZIST?BEFORE=14 مراجعه فرماييد.

انواع برج خنك كن

برج خن كن مرطوب مدار باز:

برج خن كن مرطوب حرارت تلف شده به وسيله دستگاه را به وسيله مكانيزمهاي زير به محيط مي دهند:

-بوسيله افزايش حرارت هواي اطراف

 -بوسيله تبخير بخشي ازآب در حال گردش در سيستم

 -بوسيله افزايش دماي مخزن طبيعي آب جمع آوري سرد شده

كولينگ تاور يا برج خنك كننده يك سيستم توزيع و پخش آب گرم دارند كه آب را بصورت يكنواخت روي يك شبكه كاري مشبك از تخته هاي افقي نزديك به هم مي باشد كه اين شبكه ها آكنه ناميده مي شوند . آكنه ها آب سرازير شده از بالاي برج را با هوايي كه از ميان آنها حركت مي كند كاملاً مخلوط كرده بطوريكه آب بصورت يك قطره از يك آكنه به سطح آكنه ديگر توسط نيروي ثقل خود مي ريزد . هواي بيروني از طريق منافذي كه بصورت ميله هاي افقي در اطراف برج قرار دارند وارد مي شوند . اين ميله ها بمنظور نگهداري آب در داخل خود بطرف پائين مايل هستند . در اثر اختلاط آب و هوا ، انتقال حرارت و انتقال جرم اتفاق افتاده و در نتيجه آب سرد مي گردد . آب سرد شده در حوضچه بتني كه در انتهاي برج قرار دارد جمع آوري شده و سپس بطرف كندانسور پمپ مي شود . اكنون هواي مرطوب و گرم از بالاي برج خارج مي گردد . برجهاي خنك كننده مرطوب بصورت برجهاي خنك كننده با كشش طبيعي و برجهاي خنك كننده با كشش مكانيكي دسته بندي مي شوند.

2-برج خنك كن خشك مدار بسته:

در مكانهاي كه آب كافي براي برج خنك كن مرطوب وجود ندارد ، مي بايست از اتلاف بر اثر تبخير حداكثر جلوگيري بعمل آورد ، از اين نوع برج استفاده مي شود .در برج خنك كن خشك ، آب در حال گردش از ميان لوله هاي پره دار عبور كرده بطوريكه هواي سرد از روي آنها عبور مي كند .بنابراين حرارت آب در حال گردش از طريق لوله ها خارج شده و جذب هواي سرد مي گردد. برجهاي خنك كننده خشك مي توانند با كشش طبيعي و يا با كشش مكانيكي عمل نمايند .يك افشانك هوا كه با بخار كار مي كند با خارج كردن هوا و ساير گازهاي غير قابل تراكم به برقراري خلا كمك مي كند . براي جلوگيري از نشت هوا به داخل دستگاه پمپ گراديان اصلي فشار در داخل برج را مثبت نگه مي دارد .ممكن است قسمتي ازكار پمپ توسط توربين هيدروليك بازيابي گردد . اين عمل پس از خروج آب از برج در مسير آب فشانه هاي جتي انجام مي گيرد . فشار متراكم و درجه حرارتهايي كه يك برج خنك كننده خشك بكار مي برد بطور قابل ملاحظه اي بيشتر از برج مرطوب است . براي دستيابي به فشار بيشتر ، مساحت كوچكتري براي فضاي بين دو تيغه آخرين مرحله در بوربين با فشار كم ضروري است . در يك برج خنك كننده خشك  با كشش طبيعي ، شناوري هواي گرم شده باعث جريان يافتن هوا در سرتاسر سطوح مولد حرارتي مي گردد كه براي انتقال حرارت آب داغ به جريان هوا ضروري است . همچنين مي توان جريان هوا را با ايجاد كشش القائي يك بادبزن افزايش داد . كشش مكانيكي استفاده شده از يك بادبزن ابعاد برج را تقليل داده ولي باعث اتلاف انرژي بيشتري در دستگاه مي گردد .

كولينگ تاور خشك فقط باعث اضافه شدن انتالپي به هوا مي گردد . در نتيجه مشكلاتي از قبيل يخ زدگي كه در برج خنك كننده مرطوب در شرايط خاص جوي با آن مواجه است، ايجاد نمي شود

3- كولينگ تاور خشك-مرطوب يا هيبريدي :

با توضيحاتي كه در مورد دو نوع برجهاي قبلي داده شد مشخص مي شود كه برجهاي مرطوب هميشه مقداري آب بصورت تبخير ، مكش توسط هوا و نشتي مصرف مي كنند. همچنين اين برج دچار مشكل پراكندن ذرات آب هست . برجهاي خنك كننده خشك مشكلي بر كاركرد نيروگاه بخصوص در موقع گرم شدن هواي محيط تحميل مي كند . در چنين مواردي براي كاهش عوارض حاصل از دو نوع برج ذكر شده از برجهاي خنك كننده خشك-مرطوب استفاده مي شود .

همانطوري كه از نام اين نوع برجهاي خنك كننده استنباط مي شود يك برج خنك كننده خشك- مرطوب بوسيله تركيبي از برجهاي خشك و مرطوب  عمل مي كند . اين سيستم داراي دو مسير هواي موازي و دو مسير آب سري مي باشد . قسمت بالاي برج قسمت خشك مي باشد كه شامل لوله هاي پره دار است و قسمت پائين برج داراي آكنه ها است قسمت مرطوب است . آب گرم پروسس از قسمت فوقاني برج وارد لوله هاي پره دار شده و ضمن عبور ماپيچ از لوله ها قسمت خشك را ترك كرده و تحت اثر نيروي جاذبه از ميان آكنه ها در قسمت مرطوب به حوضچه آب سرد مي ريزد . هواي محيط بصورت دو جريان از ميان قسمتهاي خشك ومرطوب كشيده مي شود .اين دو جريان بهم پيوسته و قبل از ترك برج در داخل آن مخلئط مي شود . چون اولين جريان بصورت خشك گرم شده و حتي خشك تر از هواي محيط مي گردد . در حاليكه جريان دوم بطور معمول اشباع است ، بنابراين مخلوط هواي كه برج را ترك مي كند زير اشباع است .

آب در فرايندهاي سردسازي سيستم‌هاي تهويه مطبوع، پالايشگاه‌ها، نيروگاه‌ها و غيره استفاده مي‌گردد. دسته‌بندي برج‌هاي خنك‌كن بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت مي‌گيرد؛ متداول‌ترين گونه‌هاي برج خنك‌كن بر اساس مكانيزم‌هاي جابه‌جايي طبيعي و جابه‌جايي اجباري تقسيم‌بندي مي‌شوند.