برج های خنک کننده بتنی، مزایا
برج خنک کننده یا کولینگ تاور چیست ؟
برج خنک کننده یا برج خنک کن (به انگلیسی ، کولینگ تاور : Cooling tower) واحدی است که برای خنک سازی آبی که در فرآیندهای سردسازی سیستم ها در نیروگاه ها، پالایشگاه ها و دیگر واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار می‌رود .
برج خنک کننده در واحد های صنعتی بزرگ معمولاً بتنی ساخته می‌شوند .
اجزاء مهم برج خنک کنندهها عبارتند از:
۱-فن
فن‌ها نقش مهمی در خنک سازی دارند و از نوع فن محوری می‌باشند که شرکت فرابرد تولید کننده انواع فن های محوری با پره های FRP میباشد که در مقاله ای جداگانه به مزایای اینگونه فن ها اشاره شده است.
۲-پکینگ ها
برای افزایش تبادل حرارتی بین جریان آب و هوا در داخل برج خنک کن از پکینگ‌ها استفاده می‌گردد که با افزایش سطح تماس جریان آب با هوا و همچنین کاهش سرعت جریان آب، در خنک سازی جریان آب نقش موثری دارند.پکینگ‌ها بصورت شبکه‌ای بوده و در دو نوع غشایی(Film Packing) و اسپلاش (Splash Packing) در برج خنک کن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۳-حوضچه یا باسین
در قسمت زیرین برج خنک کن قرار دارد و آب خنک شده در آن جمع آوری شده و به سمت سیستم‌های سردسازی هدایت می‌شود.
۴-قطره گیرها
تیغه‌های قطره گیر برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آنها به محیط بیرون از برج خنک کن بکار می‌روند.
برج خنک کننده
برج خنک کننده ها را با توجه به موارد زیر می‌توان دسته بندی کرد.البته باید توجه داشت که یک برج خنک کننده می‌تواند ترکیبی از هر کدام از دسته‌های زیر باشد و این دسته بندی صرفاً برای نشان دادن وضعیت عملکرد برج خنک کن ها در حالات زیر میباشد:
۱-نیروی محرک جریان هوا
برج خنک کنندهها از لحاظ اینکه نیروی جریان دهندۀ هوا طبیعی یا مکانیکی باشد به دو دسته تقسیم می‌شوند.
برج خنک‌کننده فن‌دار(مکانیکی)
در برج های فن‌دار یک یا چند فن وظیفۀ به جریان در آوردن هوا را در داخل برج خنک کننده دارند . در این نوع تا زمانی که فن روشن است جریان هوا بین محیط داخل برج و بیرون برقرار است همچنین نسبت به برج های بدون فن فضای کمتری را اشغال می‌کنند.اما مهمترین عیب این نوع صدا و لرزشی است که فن یا فن‌ها ایجاد می‌کنند.
برج خنک کننده بدون فن (طبیعی)
در برج های بدون فن جریان هوا بصورت طبیعی ما بین برج و محیط بیرون جابجا می‌شود .از جمله مزایای این دسته می‌توان به مصرف کمتر انرژی الکتریکی، صدای کم، قطعات متحرک کمتر و عدم پاشیدن آب به فضای اطراف و از معایب آن می‌توان به راندمان پایین تر و هزینۀ بیشتر جهت ساخت آن، اشاره کرد.
۲-مکانیسم انتقال حرارت
از نظر شیوه‌های انتقال حرارتی به سه دسته تقسیم می‌شوند.
برج خنک کننده مرطوب
در برج های خنک کننده مرطوب (Wet-Cooling Tower) آب گرم از بالای برج با عبور از پکینگ‌ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن و یا بصورت طبیعی وارد برج می‌شود ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین می‌شود.مهمترین عیب این سیستم پاشیدن ذرات آب به اطرف و همچنین تبخیر بیش از حد آب میباشد.
برج خنک کننده خشک
در مناطقی که بعلت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کن‌های خشک(Dry-Cooling Tower) استفاده می‌گردد . در این دسته، آب گرم بجای عبور از پکینگ‌ها از لوله‌های پره دار که با هوای سرد در تماس می‌باشند عبور کرده و خنک می‌گردد.از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف میباشد.
برج خنک کننده خشک-مرطوب
این نوع، ترکیبی از برج های خنک کننده خشک و مرطوب بوده و برای کاهش عوارض و معایب دو سیستم فوق بکار می‌رود.برج های خنک کننده خشک-مرطوب(Dry-Wet Cooling Tower) دارای دو مسیر هوا بصورت موازی و دو مسیرآب بصورت سری می‌باشند.آب گرم ابتدا وارد لوله‌های پره دار و سپس وارد پکینگ‌ها می‌شود و در طول این مسیر با هوای سرد تبادل حرارتی داشته و آب سرد در پایین برج جمع می‌گردد.
۳-نحوۀ برخورد جریان‌های آب و هوا
برج های خنک کننده بر مبنای جهت برخورد جریان‌های آب گرم با هوای سرد به دو دسته تقسیم می‌شوند .
برج خنک کننده با جریان هوای متقاطع
دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .
برج خنک کننده با جریان هوای مخالف
در این حالت جریان هوا بصورت مخالف با جریان آب برخورد می‌کند.
اساس کار
اساس کار تمام برج های خنک کننده بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو میباشد.عموماً در برج های خنک کننده آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشان هایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .
محل نصب
محل نصب برج خنک کننده باید به گونه‌ای باشد که مانعی در اطراف آن برای ورود جریان هوای تازه به داخل برج وجود نداشته باشد همچنین در صورت استفاده از چندین برج در کنار هم باید تدبیری اندیشیده شود که هوای گرم خروجی از برجها مستقیماً وارد همدیگر نشده تا باعث کاهش راندمان و عدم کارایی برج شوند.
