در واقع برج خنک کن نوع خاصیت از مبدل حرارتی است که در این دستگاه، گرمای آب با تماس مستقیم با هوا به اتمسفر منتقل می شود. به طور کلی کار این دستگاه بر اساس اصول اولیه فرﺁیند تبخیر است. به این صورت که حجم زیادی از آب خنک می شود تا برای ورود مجدد به تجهیزات مورد نظر مورد استفاده قرار گیرد. به همین دلیل است که در صنایع از این برج بسیار استفاده میشود چرا که آب خنککنندهای که برای آن نیاز است بعد از انجام مأموریت به برج خنککننده برمیگرداند و صنایع سرد میشود. از جمله صنایعی که برج خنک کننده استفاده می شود می توان به نیروگاه ها، پتروشیمی ها، پالگاه ها و .. اشاره کرد .
انواع کاربرد برج های خنک کننده
۱ . نوع مدار باز (تر یا نزدیک)
۲ . نوع مدار بسته (خشک یا هوای خنک)
۱ . برج خنک کننده مدار باز (یا همان تر یا هوا)
منظور از مدار باز این است که آبگرم و هوا تماس و برخورد مستقیم با هم دارند و در نتیجه قسمتی از آبگرم تبخیر می شود و به همراه هوا از دستگاه خارج می شود و بنابرین در این از برج ها مصرف آب می شود. همچنین از نوع مدار باز توان در مناطق با آب و هوای خوب استفاده می کند زیرا وقتی هوای محیط بالا باشد، راندمان دستگاه برای خنک کردن آبگرم شدیدا افت می کند.
.
موارد مهم در طراحی یک برج خنک کننده وابسته به شرایط کمی برای خنک کردن آب مصرفی در یک چرخه و شرایط محیطی محل قرار گرفتن برج میباشد .
– محیط خارج از ورودی به برج
– آرام آب از برج
– محیط حباب تر
– محیط حب خشک
– و همچنین دبی جرمی آب کمیهایی هستند که مشخصه برج بر اساس آنها تعیین میشود .
اختلاف بین دمای آب ورودی و دمای آب خروجی را بازدهی و اختلاف بین دمایی و شرایط حباب تر را در شرایطی که می کند .
مشخصه برج خود یک کمیت مهم در طراحی حرارتی برج است. این کمیت معرف میزان انتقال حرارت لازم به ازای نسبت شار جرمی آب و هوای مشخص است .
کمیت مهم دیگر مخصوص حرارتی هسته خنک کننده است .
که این مشخصه نیز توان تبادل حرارتی هسته خنک کننده را به نسبت شار جرمی آب به هوای مشخص نشان می دهد .
این کمیت تعیین کننده میزان انتقال حرارت بین آب و هوا می باشد. بنابراین اولین قدم در طراحی یک برج خنک کننده تعیین سطح تبخیر می باشد .
افت فشار نیز در طراحی برج خنک کننده به منظور تعیین و توان و یا تعیین ارتفاع کولینگ با جریان طبیعی دارای اهمیت است.
به نقل از سایت گروه کارخانجات دماگستر کولینگ تاورها دارای معایب و محاسنی هستند که به صورت مجزا به توصیف آنها پرداخته می شود. مزیت های برج خنک کننده بسیار زیاد بوده و بدلیل همین مزایا استفاده از آن بسیار زیاد شده است. مزیت اصلی کولینگ تاور تامین آب سرد برای دستگاه های صنعتی و جذب گرما از آنها می باشد. این موضوع باعث افزایش تولید کارخانجات دیگر و افزایش سودآوری برای آنها می شود. بیشتر کارخانجات صنعتی با دانستن سیستم های سرمایشی بخش اعظمی از سرمایه خود را صرف می کند و احیا این سیستم صرف می کند. سرویس سالیانه و باز احیا سازی دستگاه در دورههای منظم یکی از مهمترین راهبردها در دستیابی به این موضوع است.
مزیت دیگر برج خنک کننده استهلاک و خرابی تجهیزات صنعتی میباشد. بسیاری از ماشین آلات صنعتی از روغن به جهت کارکرد روان تر در ماشین آلات خود استفاده می کنند. بکارگیری روغن در سیستم روانکاری این تجهیزات باعث می شود که روغن افزایش یابد. یک برج خنک کننده با گردش دائمی آب سرد در یک مبدل حرارتی باعث باز خنک سازی این گونه روغن ها می شود.
از يرجهاي خنک کننده بيشتر در مکانهاي که آب کافي براي خنک کردن برج وجود ندارد استفاده مي شود. عمل خنک کردن آب را نیز میتوان از برجهای سینی دار بصورت مرحله ای انجام داد.ولی عملاً بعلت وجود هزینه های زیاد ساخت،نگهداری و کنترل سیستم این روش، معمول نمی باشد.
برای انجام عملیات خنکسازی آب میتوان از برجهای آکنده و سینی دار استفاده کرد.با وجود این مواردی که فازهای مورد نظر آب و هوا با شند بعلت زیاد و ارزان بودن فازهای فوق بدلایلی است که در بالا اشاره به دستگاههای دیگر استفاده میشود. که ساختن و نگهداري آنها مستلزم هزينه هاي زيادي نمي تواند باشد. از این جهت دستگاههایی که در مقایسات صنعتی بکار میرود، ساختمانها و خصوصیات عمدهای را دارا هستند که به انواع مختلف این دستگاهها اشاره میکنند .
و عام ل دستگاه در طراحي برجهاي خنک کننده :
عوامل موثر در طراحي برجهاي خنک کننده را خلاصه مي کند زير بيان کرد :
مقدار افت درجه حرارت (اختلاف دماي ورودي وخروجي برج)دلتا t
اختلاف دمای آب سرد و درجه حرارت بین دمای هوا
دماي محيط محيط : اصولاً خنک کردن آب زير اين دما غير ممکن است .
شدت جريان آب
شدت جريان هوا
نوع آکنه هاویا پکینگ هایبرخنک کننده
روش پخش آب و آرایش افشانه ها
برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در برج خنک کننده میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد .