برج خنک کننده چیست ؟

برج خنک کننده

برج‌خنک‌کننده و یا کولینگ‌تاور(CoolingTower) نوعی برج یا سازه صنعتی محسوب می‌شود که وظیفه خنک‌کنندگی یک سیال(عموماً آب) را در یک چرخه انتقال‌حرارت برعهده دارد. در یک تعریف ساده‌تر، برج‌خنک‌کننده(اصطلاح عامیانه برج‌خنک‌کاری‌آب) در اصل نوعی مبدل‌حرارتی یا heat exchanger بین آب و هوا محسوب می‌گردد چرا که هدف برج‌خنک‌کاری تماس بین دو سیال جهت تبادل‌گرمایی(Heat Transfer) و در نتیجه خنک‌کردن یک سیال توسط جریان هوا می‌باشد.

 برج‌خنک‌کننده به تجهیزی در صنایع‌برودتی گفته می‌شود که وظیفه ایجاد کاهش دما در یک مایع با ظرفیت‌گرمایی‌ویژه بالا(عموما آب) را برعهده دارد.آب به دلیل داشتن ظرفیت‌گرمایی‌ویژه بالا بهترین سیال در دفع و جذب انرژی‌گرمایی در صنعت و در برج‌خنک‌کننده محسوب می‌شود. به عبارتی ساده‌تر وظیفه برج‌خنک‌کننده دفع انرژی‌گرمایی جذب‌شده از دستگاه‌های گرمازا به محیط بیرون می‌باشد. برج‌خنک‌کننده در واقع انرژی‌گرمایی زاید تولید‌شده توسط یک چرخه‌صنعتی را توسط آب جذب می‌نماید و حرارت مازاد جذب‌شده را  توسط هوا به محیط بیرون انتقال می‌دهد.

نحوه عملکرد برج خنک کننده :

در داخل برج خنک کننده المان های افزایش سطح تماس وجود دارد این المان ها میتوانند چوب و یا پکینگ های فیلم و اسپلش  باشند.پاشش آب روی این المان ها و تماس با هوای اجباری فن موجب خنک شدن آب می شود.

بخشی از آب برای انجام عمل خنک کاری تبخیر میشود که باید جایگزین گردد.

در قسمت تحتانی برج خنک کننده تشت آب وجود دارد که آب خنک شده در آن جمع میشود و خروجی برج خنک کننده به این تشت متصل است.

در برج خنک کننده آب از بالا به پایین پاشیده میشود و هوا در جهت مخالف با زاویه ۱۸۰ درجه  یا متقاطع با زاویه ۹۰ درجه باآن برخورد میکند.

ایجاد جریان هوا در برج خنک کننده به واسطه فن دستگاه صورت میگیرد که در مدل های مختلف متفاوت است.در بعضی از برج ها از فن ملخی یا آکسیال و در بعضی دیگر از انواع فن سانتریفوژ استفاده میشود.

متداول‌ترین گونه‌ برج خنک‌کننده بر اساس مکانیزم‌های جابه‌جایی طبیعی و جابه‌جایی اجباری تقسیم‌بندی می‌شوند.

برج خنک کننده بر اساس طریقه انتقال حرارت به وسیله انتقال جرم و با ایجاد سطوح مناسب و کافی تبادل حرارت بین جریان آب ورودی به برج خنک کننده و هوای در جریان در درون برج خنک کننده از یک طرف و همچنین کاهش سرعت جریان آب با ریزش آب روی پکینگ ها یا المانهای واسط (مانند تخته ها ) از طرف دیگر سبب کاهش دمای آب در گردش سیستم می گرد .

از نظر ابعاد و اندازه، برج خنک‌کننده در مدل‌های کوچک پشت‌ بامی برای ساختمان‌های مسی تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل که ارتفاع‌شان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک‌صد متر می‌رسد، وجود دارند.

همچنین نوعی از برج‌ خنک‌کننده با شکل مستطیلی با ارتفاع تقریبی چهل متر و طول هشتاد متر نیز وجود دارد. در اکثر موارد از برج‌های خنک‌کن هذلولی شکل در نیروگاههای هسته ای استفاده می‌شود؛ هرچند که در بعضی از واحدهای شیمیایی بزرگ و سایر واحدهای صنعتی نیز از آن‌ها استفاده می‌شود.

در مقابل این برج‌ خنک‌کننده عظیم‌الجثه که در صنایع خاصی به کار گرفته می‌شوند، اکثریت قریب به اتفاق برج‌های خنک‌ کننده, تجهیزات کوچک هستند که در کنار واحدهای مختلف صنعتی یا مسی برای تهویه هوا به کار می‌رود.

انواع برج خنک کننده

پس از سال‌ها توسعه این فناوری، برج خنک کننده در انواع و اندازه‌های مختلف ساخته شده‌اند. کاربرد هر یک از کولینگ تاورها به ساختمان و نیازهای آن بستگی دارد. توجه داشته باشید که با وجود انواع مختلف برج خنک‌ کننده، عملکرد این دستگاه اتلاف گرما از یک سیستم ساختمانی از طریق تبخیر است. کولینگ تاور به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

• برج خنک کننده مکانیکی
• برج خنک کننده اتمسفریک
• برج خنک کننده هیبریدی
• برج خنک کننده از نظر برای تأمین جریان هوا
• برج خنک کننده از نظر نوع ساخت
• برج خنک کننده از نظر شکل
• برج خنک کننده براساس روش انتقال حرارت

هر یک از برج‌ها می‌توانند خود به چندین نوع مختلف تقسیم شوند. به عنوان مثال، طبقه‌بندی برج‌های خنک کننده از نظر روش انتقال حرارت به سه گزینه: برج‌ خنک کننده خشک، برج‌ خنک کننده مدار باز و برج‌ خنک کننده مدار بسته محدود می‌شوند.