برج خنک کننده خشک

برج های خنک کننده آبگرم و دیگر سیالات داغ به دو نوع کلی برج خنک‌ کننده خشک یا همان برج خنک کننده مدار بسته و نیز نوع تر (مرطوب) یا همان مدار باز و یا ترکیبی از این دو تقسیم بندی می شوند. نحوه عملکرد برج خنک کننده خشک نسبت به نوع تر (مرطوب) کاملا متفاوت است. در برج خنک کننده خشک تماس مستقیم میان آب و هوا وجود ندارد، بنابراین تبخیر آب نیز وجود ندارد. در واقع کاربرد اصلی این نوع کولینگ تاور در مواقعی است که در منابع آبی محدودیت داریم. در این مقاله از سایت پیکاتک به بررسی جامع برج خنک کننده خشک می پردازیم.

برج خنک‌ کننده خشک 

برج خنک کننده خشک یا برج خنک کننده مدار بسته به کولینگ تاوری می گویند که در داخل آن کویل های فین دار به کار رفته است، آب گرم وارد کویل ها شده و همزمان فن ، هوا را از روی کویل ها عبور داده و آب را خنک می نماید. این نوع برج خنک کننده به نام ایرکولر شناخته می شود و در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد فراوان دارد.

در برج خنک کننده خشک به دلیل عدم تماس مستقیم آب و هوا تبخیر وجود ندارد و خنک کاری تنها توسط عبور هوا انجام می شود ، بنابراین معیار خنک شدن حداکثر دمای خشک محیط می باشد، پس خروجی دمای این نوع برج خنک کن بالاتر از برج خنک کننده مرطوب می باشد. این نوع برج خنک کننده معمولا برای خنک کردن آب با دمای بسیار بالا استفاده می شود و در ابتدای سیکل خنک کاری قرار می گیرد.

نحوه عملکرد برج خنک کننده خشک

یک برج خنک کننده خشک آب را به عنوان سیال خنک شونده در یک سیستم ترمودینامیکی که به لحاظ جرمی پایسته می باشد ، دریافت می کند .در ابتدایی ترین مرحله توزیع انرژی درون کویل برج خنک کننده خشک گرما با روش هدایت (Conduction) از مرکز جریان آب درون کویل به نزدیکی سطح درونی کویل جابجا می شود .

در مرحله دوم گرما از جریان سطحی آب در اطراف کویل برج خنک کننده مدار بسته با روش انتقال حرارت نفوذ (Convection) به سطح خارجی کویل نفوذ پیدا می کند . گرمای انتقال یافته از سطح کویل با روش انتقال حرارت هدایت به جریان هوای اجباری ایجاد شده توسط فن دمنده یا مکنده برج خنک کننده مدار بسته منتقل می شود .

مکانیزم طراحی این برجها بر اساس جلوگیری از تبخیر آب می باشد که در برج خنک کن خشک ، آب گرم شده از پکینگ برج خنک کننده عبور نمی کند و وارد لوله های پره دار می شود.این لوله ها که با دمای محیط در تماسند ، با جریان هوای محیط خنک می شوند و به طبع آب داخل آنها نیز خنک می شود.  

مشخصات فنی برج خنک کننده خشک

در برج خنک کننده مدار بسته آب تبخیر نمی شود و نیاز به آب جبرانی ندارد، بنابراین آب سیستم رسوب نمی گیرد. استفاده از آن در محل هایی که دسترسی به آب وجود ندارد و یا هزینه آب بسیار بالا می باشد مقرون به صرفه است. زمانی که نیاز به خنک کاری آب بسیار گرم است ، می توان ابتدا با استفاده از برج خنک کننده مدار بسته دمای آب را بدون تبخیر تا حدود دمای خشک رساند و سپس به وسیله برج خنک کننده مرطوب دمای آن را به دمای مرطوب رساند. به دلیل عدم گردش آب درون برج خنک کننده مدار بسته ، فرسایش و زنگ زدگی به حداقل می رسد ، بنابراین دستگاه عمر طولانی دارد.

مزایا و معایب برج های خنک کننده 

مزایا برج خنک کننده مدار بسته

برج خنک کننده مدار بسته میزان استفاده از آب را به مقدار بسیار قابل توجهی کاهش می دهد و همچنین این برج ها دارای مشکل یخ زدگی آب در شرایط جوی سرد نمی باشند.برج خنک کن خشک نیاز به منابع آبی بسیار کمی دارد و همچنین می توان با مدیریت در انتخاب قسمت های مختلف آن هزینه های نصب برج خنک کننده و تعمیر برج خنک کننده را کاهش داد.

• کاهش مصرف انرژی و بهینه بودن عملکرد مصرف آب
• عملکرد قوی در فصول سرد همچون اواخر پاییز و زمستان و اوایل فصل بهار
• این برج ها دارای مشکل یخ زدگی آب در شرایط جوی سرد نمی باشند
• قابلیت نصب در محیط بسته و باز (محیط بیرون)
• حذف تجهیزات مورد نیاز جهت تامین آب جبرانی کولینگ تاور; از جمله منبع آب جبرانی یا استخر ، سختی گیر رزینی و …
• کاهش رسوب و خوردگی ناشی از تبخیر آب در نوع مدارباز و ایجاد گرفتگی در مسیر ناشی از افزایش املاح محلول آب بر اثر تبخیر

معایب برج خنک کننده مدار بسته

1. مصرف برق بالا را می توان بزرگترین مسئله این برج های خنک کننده نامید ، در حقیقت در برج خنک کننده مدار بسته نیاز به جریان هوای بالا که به وسیله یک یا چند فن تأمین شود ، داریم. سطح تماس کویل و هوا در این برج های خنک کننده باید بسیار بیشتر از برج های خنک کننده مدار بسته باشد ، بنابراین در این نوع برج های خنک کننده از کوئل های فن دار استفاده میشود.
2. هزینه ساخت برج خنک کننده مدار بسته به دلیل استفاده از حجم بالای کویل فین دار بالاتر از برج های خنک کننده معمولی و حتی مدار بسته می باشد و قیمت آن تقریبا 5 برابر برج خنک کننده معمولی است.
3. در مسیر طولانی کویل آب دچار افت فشار می شود و نیاز به پمپ قویتر نسبت به سایر برج های خنک کننده می باشد.
4. وزن و صدای این برجهای خنک کننده نیز بسیار بالا می باشد.
5. نکته منفی دیگر در مورد برج خنک کننده مدار بسته این است که این برجها چنانچه هوای محیط گرم باشد افت راندمان بسیار قابل توجهی خواهند داشت. در برج های خشک می توان جریان هوا را توسط کشش مکانیکی مانند استفاده از فن ها و … می توان افزایش داد تا آب بیشتری در مدت زمان کمتری خنک شود. شاید با خود بگویید این کشش مکانیکی هوا می تواند ابعاد برج خنک کننده را تحت تاثیر مستقیم خود قرار دهد و باعث شود تا شما برای خنک کردن به برج کوچکتری نیاز داشته باشید.

معایب برج خنک کننده مدار بسته به طور خلاصه به شرح زیر است:

• راندمان حرارتی پایین
• قیمت اولیه بالاتر نسبت به انواع برج های مدارباز
• کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای خشک محیط
• عملکرد ضعیف در فصل تابستان
• وزن و صدای این برج های خنک کننده نیز بسیار بالا می باشد.

مقایسه برج خنک کننده خشک نسبت به خیس

مقایسه برج خنک کننده خشک نسبت به خیس  به شرح زیر است:

مصرف آب

در برج خنک کننده مدار بسته مصرف آب وجود ندارد در حالی که در نوع مدار باز یا همان تبخیری (تر) به علت بخار شدن بخشی از آب به خاطر در هم آمیختن آب با هوا، بایستی آب تازه ای جایگزین آن شود تا مدار همواره پر از آب باشد. همانطور که می دانید، اکثر مناطق کشورمان دارای آب و هوای گرم و خشک و یا نیمه خشک است و در اکثر مناطق با کمبود آب مواجه هستیم. با توجه به اینکه مصرف آب در برج های تبخیری قابل توجه است، استفاده از آن در این مناطق توصیه نمی شود.

از طرفی نیز راندمان نوع تبخیری یا همان مدار باز در مناطق با آب و هوای مرطوب نیز به علت کاهش راندمان و توان خنک کاری سیستم، پیشنهاد نمی شود. بنابرین در مناطق با آب و هوای خشک و اماکنی که با کمبود آب مواجه هستند و نیز مناطق با آب و هوای مرطوب، استفاده از برج خنک کننده مدار بسته (خشک) پیشنهاد می شود.

آلودگی، رسوب و خوردگی

آلودگی، رسوب و خوردگی برج خنک کننده مدار بسته بسیار کمتر از نوع تبخیری (مدار باز) است زیرا در نوع تبخیری، آبگرم به صورت آزادانه با هوای درون برج تبادل گرمایی انجام داده و محیطی مرطوب و گرم و مستعد رشد باکتری را فراهم می آورد‌. در ضمن کل آب مدار آن باید به صورت دوره ای جهت گندزدایی تعویض و مواد شیمیایی به آن افزوده شود.

نوع سیال درون لوله

چون سیال داغ درون لوله ها و در مسیری بسته حرکت می کند، به جای آبگرم ، هر نوع سیال دیگری مانند مبرد (گاز فریون) یا هر نوع سیالی در صنعت که نیاز به خنک شدن دارد، می تواند در این نوع از برج ها جاری شده و توسط هوایی که با فن ها دمیده می شود، خنک گردد. در حالی که در برج های مدار باز فقط می توان آبگرم را خنک نمود.

تعمیرات

در برج خنک کن مدار بسته به دلیل وجود تجهیزات بیشتر ;مانند کوئل،پمپ،در طولانی مدت تعمیرات بسیار مشکلتر،پر هزینهتر و زمانبرتر خواهد بود.

انواع برج های خنک کننده

برجهای خنک کننده را می توان از دیدگاه های مختلف به شرح زیر تقسیم بندی نمود:

• جنس بدنه : گالوانیزه- فایبر گلاس- بتنی
• نحوه مکش جریان هوا : طبیعی - اجباری
• سیستم توزیع آب : نازل - تشتک- بازوهای آبگردان
• شکل ظاهری : باتل – مکعبی
• نوع عملکرد: برج خنک کننده مدار باز یا  خیس -برج خنک کننده مدار بسته یا خشک - برج هیبریدی
• جریان هوا : طبیعی ،مکانیکی ، اجباری، القایی ، مرکب

لینک های مرتبط :

برج خنک کننده هیبریدی