انواع برج خنک کننده کدامند؟

برج خنک کننده یا کولینگ تاور (Cooling Tower) دستگاهی است که گرمای بوجود آمده در فرآیندها، ماشین‌ ها و دستگاه‌ های صنعتی را از آب در حال جریان دریافت و از طریق تبخیر آن را به اتمسفر انتقال می‌ دهد و مجدداً آب خنک را به سیستم برمی‌ گرداند. در واقع برج خنک کننده، یک منبع تولید کننده آب خنک مورد نیاز صنایع مختلف است. آب سرد تولید شده بوسیله این منبع برودتی، مجدداً انرژی اضافی تجهیزات را جذب و آن را به هوا منتقل می کند. این فرآیند، باعث ثابت نگهداشتن دمای فعالیت ماشین‌ آلات صنعتی می‌شود.

روش کار برج خنک کننده

برج خنک کننده یک نوع مبدل حرارتی می‌باشد که از طریق ایجاد تماس بین آب و هوا، شرایط خنک ‌سازی آب داغ را بوجود می‌آورد. به عبارت دیگر تماس بین آب و هوا، فرآیند تبخیر را به وجود می‌‌آورد که انجام این فرایند تبخیر، گرمای ایجاد شده توسط آب داغ را جذب کرده و به فضای خارج از برج، هدایت می‌کند.

مزایای استفاده از برج خنک کننده

برج‌های خنک کننده، دارای ویژگی‌ها و مزایای بسیار متنوع و به صرفه‌ای هستند که در دوره‌های زمانی طولانی چه از لحاظ قیمت و تنوع در ساختار و چه از لحاظ مانایی و قدرت خنک‌سازی و افزایش راندمان، همواره به عنوان انتخاب اول صاحبان صنایع بیشماری از جمله صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی و...  در جهان تبدیل شده‌اند.

مزایای برج خنک کننده

• ساختار متنوع برج: برای انواع محیط‌های خشک، مرطوب و همینطور نیمه خشک و نیمه مرطوب، انواع دستگاه‌های خنک کننده مدارباز، مداربسته و همچنین نیمه خشک و مرطوب یا هیبریدی طراحی شد‌ه‌اند.
• سازگار با اقلیم‌های مختلف: برج‌های خنک کننده‌ در مدل‌های مختلف مدار باز، مدار بسته و هیبریدی ساخته شده‌اند که همین موضوع باعث شده است که صاحبان صنایع مختلف بتوانند با توجه به شرایط متفاوت اقلیمی منطقه خود از نظر دما، شرایط جوی متنوع و…، کولینگ تاور مورد نظر خود را انتخاب کنند.
• صرفه جویی در مصرف آب: خنک‌سازی دائمی آب بوسیله ی برج خنک کن، باعث می‌شود که آب مصرفی سرد شده، بتواند دوباره در پروسعه فعالیت صنعتی قرار گیرد که در نتیجه این این عملکرد، فشار و آسیب بسیار کمتری به شبکه تأمین آب و سفره‌های آب زیرزمینی وارد خواهد شد.
• عملیات خنک ‌سازی قوی: برج‌های خنک کننده‌، بسیار قوی هستند. این به آن معنی است که برج‌های خنک‌ کننده نسبت به دستگاه‌های دیگر، از قدرت خنک‌ سازی بیشتری برخوردار می‌باشند.
• ظرفیت برج خنک کننده: بسته به نیاز کارفرمایان و بودجه‌ای که در اختیار آنها می‌باشد، امکان خرید این تجهیزات خنک کننده در ظرفیت‌های متنوع وجود دارد.

انواع برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده (Cooling Tower Types) از لحاظ مسیر جریان آب و هوا، نحوه ساخت، روش انتقال حرارت و جنس سازه تقسیم بندی می‌شوند. انتخاب نوع برج خنک کن بر اساس نوع و نیاز واحد بهره بردار انتخاب می‌گردد.

تقسیم‌بندی کولینگ تاور بر اساس مسیر جریان آب و هوا

انواع دیگری از برج خنک کننده بر اساس مسیر جریان هوا و آب نسبت به هم در داخل برج خنک کننده وجود دارد. این تقسیم بندی به صورت زیر می‌باشد.

• برج خنک کننده جریان مخالف
• برج خنک کننده جریان متقاطع

کولینگ تاور جریان مخالف

برج خنک کننده جریان مخالف مسیر جریان آب در جهت مخالف مسیر جریان هوا می‌باشد. معمولاً جریان آب از بالا به پایین و مسیر جریان هوا از پایین رو به بالا است. سیستم توزیع آب در برج خنک کن جریان مخالف معمولاً توسط فشار پمپ و به وسیله نازل صورت می‌پذیرد.

کولینگ تاور جریان متقاطع

در برج خنک کننده جریان متقاطع مسیر جریان آب و مسیر جریان هوا متقاطع می‌باشد. معمولاً جریان آب از بالا به پایین و مسیر جریان هوا به صورت افقی است.

انواع برج خنک کننده از نظر جریان هوا

کولینگ تاور از نظر جریان هوا به موارد زیر دسته‌بندی می‌شوند.

• جریان طبیعی
• جریان مکانیکی
• جریان اجباری
• جریان القایی
• جریان مرکب

کولینگ تاور جریان طبیعی

برج خنک کننده جریان طبیعی یا اتمسفری فاقد پروانه بوده و از هیچ قطعه‌ای برای به جریان انداختن هوا استفاده نمی‌کند. در این نوع برج، آب در داخل آن فقط اسپری می‌شود و هوا هم به صورت طبیعی جریان پیدا می‌کند.

برج خنک کننده هذلولی

برج خنک کننده هذلولی از نوع جریان طبیعی می‌باشد که از بتن ساخته شده و دارای ابعاد و ارتفاع بسیار بلندی است و معمولاً در نیروگاه‌ها و کارخانجاتی که به آب خنک فراوان احتیاج دارند، استفاده می‌شود.

کولینگ تاور جریان مکانیکی

برج خنک کننده جریان مکانیکی از یک یا چند پروانه برای به جریان درآوردن هوا استفاده می‌نماید. این نوع دستگاه خنک کننده از عملکرد پایداری برخوردار است و کمتر تحت تأثیر باد و شرایط محیطی قرار می‌گیرد.

کولینگ تاور جریان اجباری

برج خنک کننده جریان اجباری از نوع جریان مکانیکی می‌باشد که در این دستگاه پروانه یا پروانه‌ها در قسمت ورودی هوا قرار دارند. سرعت ورود هوا بالا بوده، ولی سرعت خروج هوا پایین می‌باشد که این امر موجب ایجاد ضعف در جلوگیری از گردش مجدد هوا می‌گردد.

کولینگ تاور جریان القایی

برج خنک کننده جریان القایی از نوع جریان مکانیکی است. در این برج خنک کن، پروانه یا پروانه‌ها در قسمت خروجی هوا قرار گرفته و سرعت خروج هوا در ناحیه فن، سرعت بالاتری نسبت به ورود هوا در ناحیه ورود دارد. در این نوع برج به دلیل شکل و مکانیزم کارکرد، امکان گردش مجدد هوا وجود ندارد.

کولینگ تاور جریان مرکب

برج خنک کننده جریان مرکب از انواع برج خنک کننده است که ظاهری شبیه کولینگ تاور جریان طبیعی دارد، ولی ارتقاع آن معمولاً کمتر بوده و درون آن از یک یا چندیدن پروانه برای به جریان انداختن هوا استفاده شده است. 

برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک کننده هیبریدی نوع دیگری از برج خنک کننده است که در ترکیبی از دو برج خنک کننده خشک و برج خنک کننده مرطوب می‌باشد. در این برج خنک کننده ابتدا آب با دمای بسیار بالا وارد کوئل شده و به وسیله هوای جریان یافته در برج خنک شده و سپس آب بروی سطوح انتقال حرارت پاشیده و مانند برج خنک کن معمولی خنک می‌شود.

تقسیم‌بندی برج خنک کن بر اساس مدار آب

یک نوع دیگر تقسیم‌بندی بر اساس مدار جریان آب برای برج‌های خنک کننده وجود دارد. بر این اساس، برج خنک کننده به دو دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شوند.

• مدار باز
• مدار بسته

کولینگ تاور مدار باز

برج خنک کننده مدار باز به همان برج خنک کن معمولی گفته می‌شود که آب در هنگام ورد به کولینگ تاور از لوله خارج شده و داخل دستگاه پاشیده می‌شود و با هوا در تماس بوده و به اصطلاح مدار باز است و در تمام مسیر، آب داخل لوله نمی‌باشد.

کولینگ تاور مدار بسته

در داخل برج خنک کننده مدار بسته، کوئل به کار رفته و آب سیستم از درون این کوئل‌ها عبور کرده و خنک می‌شود.

تقسیم‌بندی کولینگ تاور بر اساس جنس سازه

برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده بر اساس جنس سازه کولینگ تاور به چهار دسته زیر دسته‌بندی شده است.

• برج خنک کننده فایبرگلاس
• برج خنک کننده گالوانیزه یا فلزی
• برج خنک کننده بتنی
• برج خنک کننده چوبی

سخن پایانی

برج خنک کن یکی از تجهیزات ضروری در صنایع مختلف نیروگاهی، پتروشیمی، پالایشی و … در معرض افزایش دما قرار دارند و خنک کردن آنها برای حفظ عملکرد و افزایش عمر الزامی است به شمار می‌رود. این کار برعهده برج‌های خنک کننده قرار دارد که باید بر حسب نیاز، انواع مختلف برج خنک کننده را اجرایی کرد.