قبل از گفتن تفاوت انواع برج خنک کننده ، تعریفی از برج خنک کننده ارائه میدهیم و سپس به تفاوت انواع برج خنک کننده می پردازیم.

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده یا cooling tower  نوع خاصی از مبدل حرارتی (heat exchanger) است. در این دستگاه گرمای آب با تماس مستقیم با هوا به جو منتقل می شود. آب خنک کننده مورد نیاز صنایع پس از اتمام کار به برج خنک کننده برمی گردد تا خنک شود.

اساس این سیستم انتقال حرارت بر اساس اصول اولیه فرآیند تبخیر است. در این فرآیند حجم زیادی از آب خنک می شود تا برای ورود مجدد به تجهیزات مورد نیاز استفاده شود. برج خنک کننده در صنایعی مانند نیروگاه ها، پتروشیمی ها، پالایشگاه ها و غیره کاربرد دارد. بسته به شرایط آب و هوایی تاسیسات صنعتی، انواع مختلفی از این گونه تجهیزات استفاده می شود .

قسمتی از برج خنک کننده با قطعاتی به نام «پرکن» (filler) مانند پوشال در کولر آبی پر شده است. آبی که باید خنک شود روی این واشرها اسپری می شود. پرکننده ها سطح و زمان تماس هوا و آب را افزایش می دهند.

تفاوت انواع برج خنک کننده

تفاوت انواع برج خنک کننده را می توان در هندسه و جنس بدنه، سیستم توزیع آب، نوع و محل فن، نوع سطوح انتقال حرارت و یا نوع بسته بندی برج خنک کننده جستجو کرد. درست است که همه برج های خنک کننده برای خنک کردن آب استفاده می شوند، اما انواع مختلفی دارند و هر کدام ویژگی ها و کاربردهای متفاوتی در صنعت دارند. در این مقاله به بررسی مدل های برج خنک کننده که معمولا ساخته می شوند می پردازیم و به نقاط ضعف و قوت هر کدام اشاره می کنیم.

بررسی تفاوت انواع برج خنک کننده

تفاوت انواع برج خنک کننده | برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف (سری cs ) :

سیستم توزیع آب: سیستم توزیع آب این برج خنک کننده از طریق نازل های آب پاش می باشد. لوله های فشار قوی در فواصل زمانی مشخصی در داخل دستگاه قرار می گیرند و آب با فشار پمپ وارد دستگاه شده و از طریق نازل برج خنک کننده به سطوح پاشیده می شود. انتخاب نازل صحیح به طراح دستگاه بستگی دارد.آب در برج خنک کننده باید به طور مساوی و متناسب توزیع شود. این سیستم توزیع آب برای واحدهای صنعتی بسیار مناسب بوده و نگهداری آن آسان و کم هزینه می باشد. به طور کلی کیفیت سیستم توزیع آب برج خنک کننده در بحث انواع برج های خنک کننده بسیار مهم است.

بدنه: جنس بدنه از فایبرگلاس و فقط تکیه گاه ها از فلز گالوانیزه می باشد که در برابر رطوبت، نور خورشید، ضربه و عوامل دیگر بسیار مقاوم بوده و طول عمر بیشتری نسبت به فلز دارد.

پکینگ: در این نوع برج خنک کننده به صورت پیش فرض از پکینگبا جنس  پی وی سی در نوع جریان مخالف استفاده می شود. مانند هر برج خنک کننده دیگری می توان از انواع پرکننده برج خنک کننده استفاده کرد.

تفاوت انواع برج خنک کننده

پروانه : فن این نوع برج خنک کننده از نوع محوری بوده و در بالای برج خنک کننده قرار می گیرد. فن هوا را از پایین برج خنک کننده می مکد و آن را منفجر می کند. پنکه این نوع برج خنک کننده از تیغه های استریم لاین فایبرگلاس یا مواد آلومینیومی ساخته شده است که با تیغه های توخالی بسیار سبک بوده و همچنین دارای طول عمر بالا و دوام بسیار بالا می باشد.

قطره گیر : در این برج خنک کننده یک لایه قطره گیر در بالای لوله های نازل ها  قرار می گیرد و اجازه عبور آب و پرتاب آن را به بیرون از برج خنک کننده نمی دهد.

فونداسیون: فونداسیون برج خنک کننده سری CS بسیار ساده و کوچک است، سطح برش برج خنک کننده مربع است، بنابراین کمترین فضا را اشغال می کند.
چیدمان: چیدمان این نوع برج های خنک کننده در بارهای زیاد مشکل ساز است، زیرا هر دو برج خنک کننده باید حداقل به نصف فاصله از یکدیگر در کنار یکدیگر باشند.

پرتاب آب: جریان آب در برج خنک کننده بسیار کم است زیرا قطره گیر وجود دارد.

به طور کلی در بررسی انواع برج خنک کننده باید به این نکته توجه داشت که برج خنک کننده مکعبی ضد جریان سری CS برای واحدهای صنعتی بسیار مناسب بوده و بیشترین سهم فروش را در بازار برج خنک کننده دارد. این نوع برج خنک کننده با انواع سیستم ها و تجهیزات سازگار بوده و در عین حال نگهداری و تعمیرات آن آسان و کم هزینه می باشد.

تفاوت انواع برج خنک کننده | برج خنک کننده مکعبی جریان متقاطع (سری MX )

سیستم توزیع آب: آب در این برج خنک کننده به وسیله نیروی ثقلی توزیع می شود و در بالا و دو طرف دستگاه حوض های توزیع آب وجود دارد که آب توسط پمپ به داخل آنها منتقل می شود. در زیر این حوضه ها که به جعبه های اسپری معروف هستند، سوراخ های زیادی در فواصل ثابت وجود دارد که آب به صورت قطره قطره توسط نیروی ثقلی توزیع می شود. این سیستم توزیع آب در عین سادگی بهترین عملکرد را دارد و به فشار پمپ کمی نیاز دارد و عمر بسیار بالایی دارد.
بدنه: این برج خنک کننده دارای اسکلت فلزی گالوانیزه بوده و بدنه اصلی آن از فایبرگلاس می باشد. بدنه در برابر رطوبت و عوامل جوی بسیار مقاوم بوده و عمر طولانی دارد.

پکینگ: پکینگ این برج خنک کننده از نوع جریان متقاطع می باشد که ورق های پکینگ در فواصل زمانی مشخص به موازات یکدیگر قرار می گیرند. این نوع پرکن برج خنک کننده با راندمان بالا نسبت به انواع دیگر رسوب کمتری می گیرد. در این برج خنک کننده با توجه به توزیع آب و فشار هوا می توانید از انواع دیگر پرکننده برج خنک کننده نیز استفاده کنید. برج خنک کننده MX بالاترین ارتفاع پر شدن را دارد و با پایین آمدن آب دمای آب به خوبی کاهش می یابد. در واقع نوع پر کردن تاثیری در تفاوت بین انواع برج های خنک کننده ندارد.

تفاوت انواع برج خنک کننده

پروانه : فن این نوع برج خنک کننده از نوع محوری بوده و در بالای برج خنک کننده قرار می گیرد. فن از دو طرف برج خنک کننده هوا را می مکد و آن را منفجر می کند. پنکه این نوع برج خنک کننده از تیغه های استریم لاین فایبرگلاس یا مواد آلومینیومی ساخته شده است که با تیغه های توخالی بسیار سبک بوده و همچنین دارای طول عمر بالا و دوام بسیار بالا می باشد. در طراحی این نوع برج خنک کننده باید به شکل گیری خطوط مسیر هوا توجه شود.

قطره گیر: بسته بندی مورد استفاده برای این برج خنک کننده دارای قطره گیر در انتهای آن است که امکان تخلیه آب را فراهم می کند.

فونداسیون: فونداسیون برج خنک کننده سری MX بسیار ساده است، تمامی پایه های تجهیزات بر روی کویل فلزی مستطیل شکل قرار می گیرند.

چیدمان: چیدمان این دستگاه برای بارهای زیاد بسیار مناسب است زیرا از دو طرف مکش هوا دارند و فضای کمی را اشغال می کنند و در کنار هم قرار می گیرند و نیازی به فاصله نیست.
پرتاب آب: با توجه به طراحی و مکانیسم این نوع برج خنک کننده، جریان آب به حداقل ممکن کاهش یافته و کمترین تلفات آب را دارد.

به طور کلی در تحلیل تفاوت انواع برج خنک کننده باید به این نکته اشاره کرد که برج خنک کننده مکعبی جریان متقاطع سری MX در بین انواع برج خنک کننده عملکرد بهتری دارد و هزینه تعمیر آن پایین است اما هزینه خرید اولیه آن است. به دلیل استفاده از مصالح بیشتر و بالاتر از سایر انواع برج خنک کننده است.

تفاوت انواع برج خنک کننده | برج خنک کننده مدور جریان مخالف ( سری RF)

سیستم توزیع آب : سیستم توزیع آب در برج خنک کننده به صورت دایره ای است که آب ابتدا با فشار پمپ از طریق لوله عمودی در مرکز به بالای برج حرکت کرده سپس به شیر توزیع آب برج خنک کننده (چرخشی) می رسد و وارد لوله می شود. لوگو درج شده و پر از سوراخ است.آب در شعاع سطح مقطع برج خنک کننده پخش می شود تا دایره بچرخد و تمام نقاط را بپوشاند. این سیستم توزیع آب به دلیل حرکت گردش خون زودتر از سایر سیستم ها دچار مشکل می شود و نیاز به تعمیر دارد.

بدنه : بدنه برج خنک کننده سری RF به شکل بطری می باشد که کاملا آیرودینامیک بوده و دارای مقاومت بالایی در برابر باد می باشد و برای مناطق دارای باد شدید پیشنهاد می شود. بقیه قسمت های تکیه گاه و تکیه گاه از قطعات گالوانیزه ساخته شده اند.

پکینگ : پکینگ این برج خنک کننده نیز از جنس پی وی سی و از نوع جریان مخالف می باشد. همانطور که می بینیم تفاوت انواع برج خنک کننده در پکینگ آنها نیست بلکه می توان با رعایت اصول طراحی از هر نوع پکینگ دیگری در هر برج خنک کننده استفاده کرد.

تفاوت انواع برج خنک کننده

پروانه : فن محوری این برج خنک کننده در قسمت بالایی دستگاه قرار می گیرد و هوا را از قسمت زیرین مکیده و با عبور از روی پکیج ها به بالا عبور می دهد. پنکه معمولاً از فایبرگلاس یا آلومینیوم ساخته می شود که طول عمر بالایی دارد.

قطره گیر: در این برج خنک کننده از قطره گیرهای فایبرگلاس استفاده شده است که فقط لوله های لوگو را می پوشانند و از پاشش آب جلوگیری می کنند.

فونداسیون: ساخت فونداسیون این برج خنک کننده دشوار است زیرا پایه ها به صورت دایره ای گذاشته شده و اندازه گیری های دقیقی لازم است.

چیدمان: چیدمان برج های خنک کننده دایره ای با بار زیاد بسیار مشکل است زیرا باید از یکدیگر دور باشند و فضای زیادی را اشغال کنند. بنابراین استفاده از این نوع برج خنک کننده با بار زیاد و به صورت مدولار توصیه نمی شود.

پرتاپ آب: پرتاپ آب در این نوع برج خنک کننده در مقایسه با سایر انواع برج خنک کننده بیشتر است، زیرا قطره چکان های قرار داده شده بر روی لوله ها، تمام سطح مقطع برج خنک کننده و فاصله بین فن و پکینگرا پوشش نمی دهد. محفظه ها کمتر از انواع دیگر است و دیگری برج خنک کننده است.

در بررسی تفاوت انواع برج خنک کننده باید به این نکته توجه داشت که با توجه به سیستم توزیع آب در گردش و جت آب، استفاده از برج خنک کننده سری RF فقط در بارهای کم توصیه می شود و برج خنک کننده دارای سرویس و خدمات گران قیمت می باشد. تعمیر می شود و نسبت به سایر انواع برج خنک کننده دارای معایب بیشتری است.