برج خنک کننده cooling tower

انواع برج خنک کننده :

برج خنک کن‌ها را با توجه به موارد زیر می‌توان دسته‌بندی کرد. البته باید توجه داشت که یک برج خنک کن می‌تواند ترکیبی از هر کدام از دسته‌های زیر باشد :

۱ – انواع برج خنک کننده بر اساس شکل و جنس :

– برج خنک‌ کننده فایبر گلاس طرح مکعبی

– برج خنک‌ کننده مارلی (ذوذنقه‌ ای)

– برج خنک‌ کننده مارلی (مکعبی)

– برج خنک‌ کننده مارلی (مدور)

– برج خنک‌ کننده مدل سانتریفیوژ

– برج خنک‌ کننده کانتر فلو فلزی

– برج خنک‌ کننده گِرد

این دسته‌ بندی صرفاً برای نشان دادن وضعیت عملکرد برج خنک کن‌ها در حالات زیر می‌باشد :

۲ – انواع برج خنک کننده بر اساس نیروی محرک جریان هوا:

برج خنک کن‌ها از نظر اینکه نیروی جریان دهنده هوا طبیعی یا مکانیکی باشد به دو دسته تقسیم می‌شوند :

برج خنک ‌کن فن دار (مکانیکی) :

در برجهای فن دار یک یا چند فن وظیفه به جریان درآوردن هوا را در داخل برج خنک کن دارند. در این نوع تا وقتی که فن روشن است جریان هوا بین محیط داخل برج و بیرون برقرار است همچنین نسبت به برجهای بدون فن فضای کمتری را اشغال می‌کنند. ولی مهمترین عیب این نوع صدا و لرزشی است که فن یا فن‌ها ایجاد می‌کنند.

برج خنک کن بدون فن (طبیعی) :

در برجهای بدون فن ,جریان هوا بصورت طبیعی ما بین برج و محیط بیرون جابجا می‌شود. از جمله مزایا این دسته می‌توان به مصرف کمترانرژی الکتریکی، صدای کم، قطعات متحرک کمتر و عدم پاشیدن آب به فضای اطراف و از معایب آن می‌توان به راندمان پایین‌تر و هزینه بیشتر جهت ساخت آن، اشاره کرد.

۲ – انواع برج خنک کننده بر اساس مکانیسم انتقال حرارت:

برج خنک کن مرطوب (تبخیری) :

در برج خنک کن‌های 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 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 اطراف و همچنین تبخیر بیش از حد آب می‌باشد.

برج خنک کن خشک :

در مناطقی که بعلت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کن‌های خشک هِلِر (Dry-Cooling Tower) استفاده می‌شود.در این نوع، 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 کن خشک-مرطوب :

این نوع، ترکیبی از برج خنک کن‌های خشک و مرطوب بوده و برای کاهش عوارض و معایب دو سیستم فوق بکار می‌رود. برج خنک کن‌های خشک-مرطوب(Dry-Wet Cooling Tower) دارای دو مسیر هوا بصورت موازی و دو مسیر آب 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 می شود.

۳ – انواع برج خنک کننده بر اساس نحوه برخورد جریان‌های آب و هوا

برج خنک کن‌ها بر مبنای جهت برخورد جریان‌های آب گرم با هوای سرد به دو دسته تقسیم می‌شوند.

برج خنک کن با جریان هوای متقاطع :

دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود به شکل متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .

(مطابق شکل)

برج خنک کن با جریان هوای مخالف :

در این حالت جریان هوا به شکل مخالف با جریان آب برخورد می‌کند.

(مطابق شکل)

نحوه برخورد هوا با آب در یک برج خنک کن با جریان مخالف

۴ – انواع برج خنک کن بر اساس مدارگردشی آب :

برج خنک کننده مدار بازیا مطبوع :

در واقع همان برج های معمول سیستم های تهویه مطبوع می باشد که سیال ناقل حرارت پس از ورود به برج و پاشش روی پکینگ ها (که باعث افزایش سطح تماس با جریان هوای درون برج می شوند ) خنک گردیده و پس از جمع شدن آب در تشتک پایین برج ، مجدداً توسط پمپ به سیکل تبادل حرارت در سیستم تهویه مطبوع باز می شود.

جنس بدنه (گالوانیزه- فایبر گلاس –بتنی)

نحوه مکش جریان هوا (طبیعی –اجباری)

نحوه برخورد جریان هوا و آب (جریان متقاطع و جریان مخالف)

سیستم توزیع آب (نازل- تشتک-بازوهای آبگردان )

شکل ظاهری (باتل – مکعبی)

نوع عملکرد ( برج های خنک کننده مدار باز و مدار بسته )

برج خنک کننده مدار بسته :

در اینگونه برج ها پاشش آب روی پکینگ ها همراه با جریان هوای درون برج باعث خنک شدن آب در گردش برج شده که این آب در تماس با کویل حاوی سیال ناقل حرارت ، باعث کاهش دمای آب یا روغن ( یا هر سیال دیگر ) جاری در کویل مدار بسته این برجها می گردد.

( قیمت برج خنک کننده مدار بسته به دلیل دارا بورن تجهیزاتی مانند کویل های تبادل حرارت ، پمپ و … خیلی گرانتر از برج خنک کننده مدار باز می باشد).

در انتخاب و سفارش برج خنک کننده مدار باز موارد ذیل باید مشخص باشند :

نوع برج خنک کننده (باتل- مکعبی)

جنس بدنه برج خنک کننده (گالوانیزه – فایبر گلاس)

دبی آب در گردش کندانسور یا برج خنک کننده (به ازای هر تن تبرید د رچیلر تراکمی ۳GPM و به ازای هر تن تبرید و در چیلرهای جذبی حداقل GPM 4)

دمای هوای خشک و مرطوب محیط نصب برج خنک کننده

اختلاف درجه حرارت آب ورودی و خروجی برج خنک کننده

اختلاف دمای آب خروجی از برج خنک کننده و دمای مرطوب هوای محیط (Opprooch range) (جهت مصارف صنعتی )

ظرفیت برج خنک کننده متناسب با ظرفیت چیلر مورد نظر بر حسب TR (تن تبرید)

۵ – انواع برج خنک کننده بر اساس روش ساخت :

برجهای قابل مونتاژ در محل پروژه: تاسیساتی مثل نیروگاه‌ها، پلانت‌های پروسس فولاد، پالایش‌گاه‌های نفتی یا پلانت‌های پتروشیمی، معمولا از برج خنک کننده ساخته شده در محل استفاده می‌کنند زیرا دارای ظرفیت بالاتری برای دفع حرارت هستند.

برج‌های نصب شده در محل بیشتر مواقع دارای سایز بزرگ‌تری در مقایسه با برج خنک کننده پکیجی هستند. برج خنک کننده مارلی نیز در این واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

برجهای مونتاژشده در کارخانه: این نوع از برج خنک کننده در کارخانه مونتاژ می‌شوند و می‌توانند به دلیل این که جمع و جور هستند، بر روی کامیون حمل شوند.

به این دلیل ظرفیت برج‌های نوع پکیجی محدود است و معمولا در سیستم‌های دارای دفع حرارت محدود همانند پلانت‌های پروسس غذا، پلانت‌های کاغذ، بعضی از پلانت‌های پروسس شیمیایی یا ساختمان‌هایی همانند بیمارستان‌ها، هتل‌ها، بازارها، کارخانه‌های اتومبیل و مانند آن به کار می‌روند.

به دلیل کاربرد زیاد در نزدیکی مناطق مسکونی، کنترل سطح صوت در برج خنک کننده پکیجی مهم‌تر است.