برج خنک کن چیست ؟

برج خنک‌کننده دستگاهی است که برای خنک کردن آب یا سایر سیالات مورد استفاده در فرایندهای صنعتی به کار می‌رود. این دستگاه با استفاده از جریان هوا و تبخیر آب، گرمای اضافی را دفع کرده و آب خنک شده را مجدداً به سیستم باز می‌گرداند. برج‌های خنک‌کننده به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: برج‌های خنک‌کننده مرطوب و برج‌های خنک‌کننده خشک. برج‌های خنک‌کننده مرطوب از تبخیر آب برای خنک‌سازی استفاده می‌کنند، در حالی که برج‌های خنک‌کننده خشک از جریان هوا برای خنک کردن سیالات بهره می‌برند.

برج خنک کن چیست؟

برج خنک کننده یا کولینگ تاور (Cooling Tower) دستگاهی است که انرژی گرمایی یا همان حرارت را به محیط منتقل می کند. این دستگاه در صنایع مختلف از جمله نیروگاه های تولید برق، پتروشیمی ها، تولید مواد غذایی، و بسیاری از صنایع دیگر کاربرد دارد. عملکرد برج خنک کننده مبتنی بر فرآیند سرمایش تبخیری (Evaporative Cooling) است که باعث خنک شدن آب و انتقال حرارت به محیط اطراف می شود.

اهمیت برج خنک کننده در صنایع مختلف چیست؟

برج های خنک کننده به دلیل اهمیت فراوانی که در کاهش دمای آب و سیالات مختلف دارند، جزء اساسی ترین تجهیزات در صنایع مختلف محسوب می شوند. این دستگاه ها با کاهش دمای سیالات، موجب افزایش کارایی و بهره وری سیستم های مختلف می شوند. همچنین، برج های خنک کننده به حفظ پایداری دمایی سیستم ها کمک کرده و مانع از خرابی و آسیب های ناشی از افزایش دما می شوند.

انواع برج های خنک کننده از نظر سیکل کارکرد

از نظر سیکل کارکرد می توانیم برج های خنک کننده را به دسته بندی های زیر تقسیم کنیم.

۱. برج خنک کننده مدار باز

برج های خنک کننده مدار باز برای خنک کردن سیالی استفاده می شوند که مستقیماً با محیط بیرون تبادل دمایی دارد. در این نوع برج ها، آب خروجی از کندانسور با هوای بیرون تبادل دمایی کرده و زمانی که خنک شود، به داخل کندانسور بازمی گردد.

۲. برج خنک کننده مدار بسته

برج های خنک کننده مدار بسته دارای سیال خنک شونده ای هستند که مستقیماً با محیط بیرون تبادل دمایی ندارد و از داخل لوله به برج منتقل شده و از طریق تبادل دمایی بین لوله و محیط خنک می شود. گاهی به این برج ها، برج خنک کننده خشک نیز گفته می شود که این اصطلاح صحیح نیست زیرا این اصطلاح برای انواع کندانسورها استفاده می شود.

۳. برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک کننده هیبریدی ترکیبی از دو یا چند روش مختلف برای بهبود راندمان و عملکرد یک سیکل است. در این نوع برج ها، آب درون لوله ها در بالای برج خنک کننده به وسیله جریان هوا مقداری از گرمای خود را از دست داده و سپس روی پکینگ ها پاشیده می شود. پس از عبور از کولینگ تاور هیبریدی، آب وارد تشت آب سرد شده و به سیستم بازمی گردد.

انواع برج های خنک کننده بر اساس جریان هوا

بر اساس جریان هوا نیز می‌ توانیم به شکل زیر برج های خنک کننده را تقسیم بندی کنیم.

۱. برج خنک کننده بارانی یا جریان متقاطع

در این نوع برج ها، جریان هوا به صورت متقاطع با جریان آب حرکت می کند. این نوع برج ها برای کاربردهای مختلفی مناسب هستند و کارایی بالایی در خنک کردن آب دارند.

۲. برج خنک کننده جریان مخالف

در برج های خنک کننده جریان مخالف، جریان هوا و آب در جهت های مخالف حرکت می کنند. این نوع برج ها به دلیل کارایی بالا و عملکرد مطلوب، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

۳. برج خنک کننده جریان طبیعی

برج های خنک کننده جریان طبیعی از جریان هوای طبیعی برای خنک کردن آب استفاده می کنند. این نوع برج ها به دلیل عدم نیاز به فن های مکانیکی، مصرف انرژی کمتری دارند و برای کاربردهای خاصی مناسب هستند.

۴. برج خنک کننده جریان مکانیکی

در برج های خنک کننده جریان مکانیکی، از فن های مکانیکی برای جابجایی هوا استفاده می شود. این نوع برج ها کارایی بالایی دارند و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

۵. برج خنک کننده جریان اجباری

در برج های خنک کننده جریان اجباری، جریان هوا به صورت اجباری و با استفاده از فن های قدرتمند به برج وارد می شود. این نوع برج ها برای کاربردهایی که نیاز به خنک کنندگی بالا دارند، مناسب هستند.

قطعات برج خنک کننده را بشناسید

برخی از مهم ترین قطعات برج خنک کننده به شرح زیر هستند.

۱. فن

فن ها در برج های خنک کننده وظیفه جابجایی هوا را بر عهده دارند. این اجزا با جابجایی هوا و تبادل دمایی، به خنک کردن آب کمک می کنند.

۲. پکینگ

پکینگ برج خنک کننده وظیفه افزایش سطح تماس آب و هوا را دارند. این اجزا با افزایش سطح تماس، کارایی برج را افزایش می دهند.

۳. تشت آب سرد

تشت آب سرد در پایین برج خنک کننده قرار دارد و آب خنک شده پس از عبور از برج در این تشت جمع می شود. سپس آب خنک شده به سیستم بازمی گردد.

۴. بدنه

بدنه برج خنک کننده ساختاری است که تمامی اجزای برج را در خود جای داده و از آن ها محافظت می کند. بدنه باید مقاوم و پایدار باشد تا بتواند شرایط مختلف را تحمل کند.

۵. سیستم توزیع آب

سیستم توزیع آب وظیفه توزیع یکنواخت آب بر روی پکینگ ها را بر عهده دارد. این سیستم باید به گونه ای طراحی شده باشد که آب به صورت یکنواخت و مؤثر بر روی پکینگ ها توزیع شود.

۶. قطره گیر

قطره گیرها وظیفه جلوگیری از خروج قطرات آب از برج را بر عهده دارند. این اجزا با جلوگیری از خروج آب، از هدررفت آب و کاهش کارایی برج جلوگیری می کنند.

۷. الکتروموتور

الکتروموتورها در برج های خنک کننده وظیفه تأمین نیروی مورد نیاز برای فن ها و سیستم های دیگر را بر عهده دارند. این اجزا باید با کارایی بالا و مصرف انرژی کم عمل کنند.

نتیجه گیری

برج های خنک کننده با استفاده از فرآیند سرمایش تبخیری، نقش بسیار مهمی در کاهش دمای سیالات مختلف در صنایع دارند. این دستگاه ها با انواع مختلف و اجزای متنوع خود، توانایی خنک کردن آب و افزایش کارایی سیستم های مختلف را دارند. از این رو، انتخاب و استفاده بهینه از برج های خنک کننده می تواند به بهبود عملکرد و افزایش بهره وری صنایع مختلف کمک کند.