برج خنک کننده

برج خنک کننده چیست؟
برج های خنک کننده  وسایل ویژه ای برای خنک کردن مقادیر زیادی آب از طریق جریان هوای هدایت شده هستند. به آنها برج خنک کننده نیز می گویند - قابل درک تر به نظر می رسد.
برج خنک کننده برج - این یکی از موثرترین دستگاه های خنک کننده آب در سیستم های تامین آب در گردش شرکت های صنعتی است. برج مرتفع جریان هوا را ایجاد می کند که برای خنک شدن موثر آب در گردش لازم است. برج های اگزوز برای ایجاد کشش طبیعی به دلیل تفاوت در وزن مخصوص هوای ورودی به برج خنک کننده و هوای گرم شده خروجی از برج خنک کننده استفاده می شود. زیر آبپاش یک مخزن جمع آوری آب قرار دارد. آب از طریق رایزرهایی که در مرکز برج خنک کننده قرار دارند به دستگاه توزیع آب می رسد. به لطف برج بلند، یک قسمت از بخار به چرخه باز می گردد و قسمت دیگر توسط باد با خود می برد. به همین دلیل، رطوبت، مه و یخبندان در فصل زمستان در منطقه ایجاد نمی شود، اگرچه ممکن است یخ در اطراف دستگاه های آبیاری ظاهر شود.
برج خنک کننده وسیله ای برای خنک کردن کمی آب گرم است. "عادی" به این معنی است که پس از برج خنک کننده، آب مانند چیلر (+7 درجه) سرد نمی شود. دمای آب ورودی به برج خنک کننده حدود 40-50 درجه است، پس از برج خنک کننده 25 – تا 30 - درجه (در بهترین حالت).

برج خنک کننده برای کجا کاربرد دارد؟
نیاز به خنک کردن آب گرم در صورتی به وجود می آید که فرآیند تکنولوژیکی در تولید یا در مورد آب خنک کننده برای یک چیلر با کندانسور آب مورد نیاز باشد.
CHP، نیروگاه‌های هسته‌ای، شرکت‌های صنعتی مقدار زیادی آب فنی، عمدتاً برای خنک‌سازی اجزا و مجموعه‌ها مصرف می‌کنند. آب به طور طبیعی گرم می شود. از آنجایی که آب اغلب در یک مدار بسته حرکت می کند (یعنی به رودخانه تخلیه نمی شود، اما دوباره برای خنک کردن واحدها می رود)، باید خنک شود. این قبل از هر چیز برای افزایش راندمان خنک کننده ضروری است. هر چه آب سردتر باشد، تجهیزات را بهتر خنک می کند. برای خنک سازی جزئی آب از برج های خنک کننده استفاده می شود.


 
اصل عملکرد برج خنک کننده 
اصل عملکرد برج خنک کننده به اندازه کافی ساده فرآیند خنک سازی در برج های خنک کننده به دلیل تبخیر جزئی آب و تبادل حرارت با هوا اتفاق می افتد. آب در برج خنک کننده به پایین آبپاش می ریزد و به صورت قطره ای یا یک لایه نازک خارج می شود. در این زمان هوا در امتداد اسپرینکلر جریان دارد. چنین الگوی وجود دارد: در برج های خنک کننده، زمانی که 1٪ از آب تبخیر می شود، دمای آب باقی مانده تا 6 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. از دست دادن مایع توسط یک منبع خارجی دوباره پر می شود. علاوه بر این، آب شیرین، در صورت لزوم، پردازش (فیلتر) می شود.
پیچیده ترین عنصر برج خنک کننده برج اگزوز است که طراحی آن عمدتاً با موادی که از آن ساخته شده است تعیین می شود. آب گرم وارد برج خنک کننده می شود که بسته به نوع و طراحی برج خنک کننده تا دمای مورد نیاز خنک می شود.

 خنک سازی آب چگونه انجام می شود؟

 خنک سازی آب به صورت زیر انجام می شود:

- جریان معکوس هوای اتمسفر (برج های خنک کننده فن)

- با پاشیدن آب گرم با نازل بر روی یک پرکننده مخصوص با ناحیه توسعه یافته، که آب در یک لایه نازک روی آن پخش می شود و به دلیل جریان آهسته آن، خنک می شود (برج، برج های خنک کننده اتمسفر).

- به دلیل پاشش آب در کانال های مخصوص و گرفتن طبیعی هوای جوی (برج های خنک کننده جهشی).

در هر صورت آب با هوا تماس پیدا می کند و بخشی از گرمای خود را به آن می دهد و در نتیجه دمای خود را کاهش می دهد. پس از به دست آوردن دمای مورد نیاز، آب به مبدل های حرارتی خنک یا سایر وسایلی که نیاز به کاهش دما دارند باز می گردد.

کاربرد برج خنک کننده چیست؟
از برج خنک کننده  در شرکت های صنعتی بزرگ توصیه می شود. سطح مقطع برج باید حداقل 30-40 درصد از سطح آبپاش را اشغال کند. برج های خنک کننده با ظرفیت متوسط ​​و کوچک می توانند شکل بسیار متنوعی داشته باشند: استوانه ای، مخروطی کوتاه یا به شکل یک هرم چند وجهی کوتاه. برج های خنک کننده معمولاً به صورت پوسته های هایپربولیک ساخته می شوند که از نظر آیرودینامیک داخلی و پایداری بهینه هستند. برج های اگزوز در شرایط بسیار سخت کار می کنند: پوسته برج ها در معرض هوای گرم مرطوب در برج خنک کننده و هوای سرد بیرون در زمستان قرار می گیرد و تراکم در سطوح داخلی ایجاد می شود. بنابراین،  انتخاب مواد مهم است .از برج های خنک کننده برای خنک کردن حجم زیادی از آب در نیروگاه های حرارتی یا نیروگاه های هسته ای استفاده می شود.

مزایای برج خنک کننده:

• مقرون به صرفه (بدون نیاز به برق)؛
• سهولت کار؛
• موقعیت نزدیک به تاسیسات صنعتی

معایب برج خنک کننده:

• مساحت ساختمان بزرگ؛
• هزینه بزرگ

 

انواع برج خنک کننده

1. با توجه به نوع سیستم آبیاری، برج های خنک کننده را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

- رانشی

- چکه کردن

- افشانه

- خشک

2. بر اساس اصل تامین هوای اتمسفر، برج های خنک کننده به سه دسته تقسیم می شوند:

- برج خنک کننده بسته: زمانی که تامین هوا توسط فن ها انجام می شود.

مزایا:  خنک کننده آب با کیفیت بالا و سریع

معایب : مصرف بالای انرژی

- برج خنک کننده خشک: زمانی که بادکش با استفاده از طراحی خاص برج و ارتفاع آن ایجاد می شود

مزایا : مصرف کم انرژی

معایب : خنک کننده کند آب

- برج خنک کننده باز:  یا جوی که از نیروی باد و حرکت طبیعی توده های هوا هنگام حرکت در برج استفاده می کنند.

مزایا : عملاً بدون مصرف انرژی

معایب : خنک کننده آب آهسته، اندازه بزرگ

3. بر اساس جهت حرکت آب و هوا ، برج های خنک کننده چند دسته تقسیم می شوند:

- جریان متقابل

مزایا : در این گونه برج های خنک کننده، بیشترین اختلاف دما ایجاد می شود و بر این اساس، به دلیل مقاومت آیرودینامیکی بالا، انتقال حرارت ایجاد می شود.

معایب : حباب قطرات بزرگ، به ویژه با کمبود جبران آب بازیافتی و در مناطق پرجمعیت قابل توجه است.

- جریان نامتقابل

مزایا : حباب کمتر قطرات.

معایب : کشش آیرودینامیکی کم.

- جریان مخلوط

هم جریان متقابل و هم جریان متقاطع استفاده می شود.