برج خنک کننده
برج خنک کننده یا کولینگ تاور وسیله ای برای دفع حرارت زاید آب مورد استفاده در چگالنده به جو از طریق تبادل حرارتی با هوا است. برجهای خنک کننده معمولاً با تبخیر آب، حرارت ایجاد شده در یک واحد شیمیایی را دفع کرده و سیال سرویس را تا دمای حباب مرطوب هواپایین میآورند؛ البته باید در نظر داشت در برخی از برجهای خنک کننده با چرخه بسته که به برج خنک کننده خشک مشهور هستند، کاهش دمای سیال سرویس صرفاً تا دمایی نزدیک به دمای حباب خشک هوا امکانپذیر است.
به عبارت ساده تر، کولینگ تاور سیستمی است که از آن به جهت خنک سازی آبی در فرآیندهای سردسازی سیستم های تهویه مطبوع، پالایشگاه ها، نیروگاه ها و غیره استفاده می گردد. از برج خنک کننده در سیستم خنککاری واحدهای پالایشگاهی، پتروشیمیایی و سایر واحدهای شیمیایی مشابه، نیروگاههای حرارتی و سیستمهای اچویایسی برای تهویه مطبوع ساختمان استفاده میشود. دستهبندی برجهای خنک کننده بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت میگیرد؛ متداولترین گونههای کولینگ تاور بر اساس مکانیزمهای جابهجایی طبیعی و جابهجایی اجباری تقسیمبندی میشوند.
اجزای اصلی کولینگ تاور:
• لوله ها و پکینگ ها
• حوضچه مخزن برج خنک کننده
• فن برج خنک کننده
• حذف کننده ها
• پکینگ ها
انواع کولینگ تاور
در واقع برج های خنک کننده بر اساس روش انتقال حرارت به سه گروه زیر تقسیم بندی می شوند:
کولینگ تاور مرطوب یا خیس یا مدار باز
در این مدل، آب توسط یک پمپ به بالای برج خنک کننده منتقل می شود و توسط نازل ها بر روی پکینگ ها پاشیده می شود. هوایی که از پایین به داخل برج وارد می گردد، توسط مجموعه فن و الکتروموتوری که در بالا قراردارد، از میان پکینگ ها عبور کرده و به سمت بالا مکیده می شود. به این صورت بر اثر تماس مستقیم آب و هوا، مقداری از آب تبخیر می شود. تبخیر آب یک فرآیند گرما گیر است و گرمای مورد نیاز را از جریان آب عبوری جذب می نماید. این نوع از برج های خنک کن برای محیط هایی که از رطوبت نسبی کمی برخوردار هستند یا به اصطلاح هوای آن ها خشک است بسیار مناسب هستند. عمده ترین عیب این مدل سیستم های خنک کننده هدر رفتن بیش از حد آب در اثر تبخیر می باشد.
کولینگ تاور مرطوب - خشک یا مدار بسته
در این نوع سیستم ها، بین آب و هوا تماس مستقیم برقرار نمی شود. آب یا هر سیالی که قرار است در برج خنک کن سرد شود از داخل یک کویل حرکت می کند. هوا نیز از طریق مجموعه فن و الکتروموتور از پایین به بالا مکیده می شود. در اثر برخورد هوا با سطح بیرونی کویل، حرارت از کویل و بالتبع از سیال داخل کویل جذب می شود و توسط جریان هوا به محیط اطراف منتقل می گردد. این نوع برج های خنک کننده برای خنک کردن آب در دمای بالا و یا محیط های دارای هوا سرد بسیار مناسب هستند.
کولینگ تاور خشک
هنگامی که از ترکیب دو برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته استفاده کنیم شکل سومی به نام برج خنک کننده هیبریدی خواهیم داشت. در این مدل، آب یا سیال خنک شونده از داخل کویل حرکت کرده و بر روی کویل توسط مجموعه نازل آب پاشیده می شود. از مزایای این مدل بهینه سازی مصرف آب است. در شب هنگام و یا اوقاتی که دمای هوا پایین می باشد، برج های خنک کننده هیبریدی صرفاً خشک کار می کنند اما در ساعاتی که هوا گرم است، آب بر روی کویل پاشیده می شود و از هر دو نوع انتقال نهان و محسوس جهت سرمایش سیال خنک شونده بهره گیری می شود.
گفتنی است انواع کولینگ تاور فقط به همین چند مورد ختم نمی شود بلکه این برج ها از براساس معیارهای دیگری همچون نوع مکش هوا و جهت حرکت هوا و آب نیز تقسیم بندی می شود.
کاربرد صنعتی برج های خنک کننده
سیستم برج های خنک کننده در بسیاری از صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. به طور خاص، برج های خنک کننده در کارخانه های فرآوری مواد غذایی، پالایشگاه های نفت، کارخانه های گاز طبیعی و نیروگاه های پتروشیمی رایج هستند.
سایر کاربردهای صنعتی برج های خنک کننده شامل موارد زیر می باشد:
• کمپرسور های خنک کننده آب
• دستگاه قالب گیری تزریقی و پلاستیک
• ماشین ریخته گری
• یخچال و فریزر کارخانه
• ذخیره سازی سرد
• فرآیندهای آندایزینگ کردن گیاه
• نیروگاه تولید برق
• سیستم های تهویه مطبوع و دستگاه های VAMمحل نصب برج های خنک کننده
برای نصب برج خنک کننده باید شرایط بسیار مختلفی را در نظر داشت تا بتوان نصب برج ها را با موفقیت انجام داد. یکی از متداول ترین سوالات درباره نصب برج خنک کننده، محل نصب آن ها است، که در این مورد می توان گفت بهترین مکان برای نصب برج خنک کننده روی پشت بام ساختمان و یا در بالاترین مکان قرارگیری دستگاه ها یا تاسیسات مکانیکی می باشد. از جمله شرایطی که هنگام نصب برج خنک کننده باید در نظر گرفت این است که برج خنک کننده را باید به گونهای نصب کنیم که امکان ورود و خروج هوا به صورت آزادانه وجود داشته باشد و به هیچ وجه گرمای خروجی دوباره به داخل برج وارد نشود زیرا در صورتی که گرما به داخل برج وارد شود مقدار رطوبت در فضا زیاد شده و دمای آب گرم و سرد خروجی افزایش می یابد.
از نکات دیگری که هنگام نصب برج های خنک کننده باید به آن توجه داشت این است که برج باید از هر گونه منبع حرارتی و آلوده کنندهای مانند دودکش فصله داشته باشد و اگر می خواهید چند برج را با یکدیگر نصب کنید باید دقت کنید که به گونهای نصب شوند که هوای گرم آزاد شده از یک برج نتواند به برج دیگر وارد شود در نتیجه باید مقدار فاصله مشخصی را رعایت کرد.
یک نکته بسیار مهم دیگر که باید حتما به آن توجه داشت این نکته است که برج خنک کننده حتما باید بالاتر از کنداسور یا دستگاه آب خروجی قرار بگیرد چون در غیر این صورت اگر کنداسور خاموش باشد آب درون برج خنک کننده سرریز می شود.