عملکرد برج خنک کننده

انواع برج خنک کن را می توان از جهات مختلف طبقه بندی کرد. از جمله براساس نوع فن، شکل، جریان آب، بهره وری، کیفیت خنک کننده آب و غیره. طبقه بندی اصلی برپایه نوع مدار برج خنک کن است، که تعیین کننده عملکرد دقیق برج خنک کن است.

برج خنک کننده یک مبدل حرارتی است که در داخل آن حرارت آب از طریق تماس بین آب و هوا خارج می شود. انتقال حرارت از طریق تبادل حرارت بین آب و هوا و از طریق تبخیر بخش کوچکی از آب که نیاز به سرد شدن دارد رخ می دهد. این امر اجازه می دهد تا دما به کمتر از دمای محیط برسد که یک مزیت مهم نسبت به برج خنک کن خشک است. در نتیجه، یک برج خنک کن یک دودکش تولید کننده دود نیست. دودی که در بالای برج خنک کن دیده می شود یک بخار عادی با ترکیبات مشابه ابر طبیعی است.

در انتخاب محل نصب انواع برج خنک کن یا همان برج خنک کننده باید توجه داشت که محل مورد نظر میبایست بگونه ای باشد که مانعی برای ورود هوای تازه به داخل برج وجود نداشته باشد و همچنین در صورت قرارگیری چند دستگاه برج خنک کن در کنار یکدیگر فاصله مناسب با توجه به حجم دستگاه ها وجود داشته باشد تا هوای گرم خارج شد از برج ها مانع ورود هوای تازه به برج های مجاور نگردد.

اگرچه در انتخاب محل نصب برج های خنک کن توصیه اکید میگردد که برای بازده حداکثری، دستگاه در فضای باز و بدون محصوریت نصب گردد، ولی در صورت ناچار بودن اگر قرار باشد در داخل بنا نصب شود رعایت نکات زیر ضروری است:

• باید فضای مد نظر بگونه ای باشد که امکان گردش هوا در فضای اطراف برج خنک کننده وجود داشته باشد
• فضای اطراف باید بگونه ای باشد که امکان بازگشت هوای گرم به داخل برج خنک کننده وجود نداشته باشد زیرا باعث بالا رفتن دمای هوای مرطوب داخل دستگاه گردیده و عملا عملکرد برج خنک کن را خنثی میکند

علاوه بر موارد فوق الذکر عوامل دیگری همچون استحکام محل نصب، استفاده از مصالح اضافی برای ساپورت و تقویت محل نصب و مسائل عمرانی و ... باید در نظر گرفته شود.

از نظر مکانیسم انتقال حرارت، برج خنک کن به سه دسته زیر تقسیم می شوند:

• برج خنک کن خشک: که با انتقال حرارت از طریق یک سطح عمل می کند که سیال محرک را از فضای محیط جدا می کند. در واقع این برج خنک کن از تبخیر استفاده نمی کند.

• برج خنک کن مرطوب ( برج خنک کن مدار باز): در اصل این برج خنک کن از خنک کننده های تبخیری استفاده می کند. سیال و مایع تبخیر شده (معمولا آب) یکی و مشابه هستند.

• خنک کننده های سیال: ( برج خنک کن مدار بسته): هیبرید هایی هستند که سیال را از لوله های بسته عبور می دهند که بر روی آن آب تمیز اسپری می شود و یک فن induced به کار می رود. در نتیجه عملکرد انتقال گرما در این روش بسیار به برج خنک کن مرطوب نزدیک است به همراه مزایای که توسط یک خنک کننده خشک به منظور حفاظت از سیال در مقابل آلودگی های زیست محیطی و نا پاکی ها ارائه شده است.

در برج خنک کن مرطوب (برج خنک کن مدار بار)، در صورتی که هوا نسبتا خشک باشد، آب گرم می تواند به دمایی پایین تر از دمای هوای محیط حباب خشک، سرد شود. همانطور که هوای محیط از جریان آب عبور می کند، بخش کوچکی از آب تبخیر می شود و انرژی لازم برای تبخیر آن بخش کوچک از آب از توده آب باقی مانده گرفته می شود، بنابراین دمای آن کاهش می یابد. حدودا 970 BTU انرژی گرمایی، به ازای هر استخر آب تبخیر شده، جذب می شود. نتیجه تبخیر در شرایط هوای اشباع، دمای آب پردازش شده توسط برج خنک کن را کاهش می دهد. و دمای آن را به دمایی نزدیک به دمای حباب مرطوب که کمتر از دمای محیط حباب خشک است می رساند. تفاوت با استفاده از رطوبت اولیه هوای مرطوب تعیین می شود.

به منظور دسترسی به عملکرد بهتر ( خنک شدن بیشتر)، یک وسیله به نام متراکم (fill) برای افزایش سطح منطقه و همچنین افزایش زمان تماس بین جریان آب و هوا استفاده می شود. اسپلش متراکم (Splash fill) متشکل از موادی است که به منظور قطع جریان آب که باعث ریزش می شود، است. Film fill ترکیبی از ورق های نازک مواد ( معمولا pvc) است که بر روی جریان آب است. هر دو روش یک سطح منطقه و زمان تماس بین مایع (آب) و هوا ( گاز) وسیع برای بهبود انتقال گرما ایجاد می کنند.