برج خنک کننده یا کولینگ تاور چیست؟
برج خنک کننده یا کولینگ تاور تقریبا سیستم ساده ای داشته و کارکرد آنها با پیچیدگی زیادی همراه نیست. در ادامه در مورد نحوه کارکرد برج خنک کننده یا کولینگ تاور بیشتر صحبت می کنیم اما قبل از آن باید بدانید که اصلا کولینگ تاور چیست. این دستگاه در صنایع مختلفی کاربرد داشته و در اصل به عنوان خنک کننده آب مورد استفاده قرار می گیرد. کولینگ تاور را به عنوان مبدل حرارتی هم می شناسند.
تعریف برج خنک کننده یا کولینگ تاور
برج خنک کننده به دستگاهی گفته می شود که با استفاده از یک فرایند کاملا دقیق و تعیین شده مبادله گرمایی بین آب داغ و هوای خنک را انجام داده و این کار را با برخورد مستقیم ذرات آب داغ با هوای خنک صورت می گیرد و در نتیجه این برخورد گرمای زیاد آب به هوای خنکی که از مجاورت ان عبور می کند، منتقل شده و به این شکل دمای آب کاهش پیدا خواهد کرد. آبی که دمای آن به این شیوه کاهش می یابد دوباره به چیلر یا سیستمی که در آن جریان داشته، برگشته و مورد استفاده مجدد قرار می گیرد. در واقع کولینگ تاور به عنوان مبدل حرارتی مستقیم هم شناخته می شود که هدف اصلی آن کاهش دمای آب داغ مورد استفاده در دستگاه است.
طبقه بندی برج خنک کننده یا کولینگ تاور
این مبدل حرارتی بر اساس معیار های مختلفی طبقه بندی می شود که عبارتند از:
- اولین دسته بندی این مدل مبدل های حرارتی بر اساس چگونگی جریان آب مدار انجام می شود که شامل مبدل های جریان آب باز و بسته هستند. این دسته بندی به زیر دسته های برج های خنک کننده مدار باز، مدار بسته طبقه بندی می شود که عملکرد هر کدام هم متفاوت است.
- روش دیگر طبقه بندی این نوع مبدل حرارتی بر اساس چگونگی جریان هوا است. در این شیوه برج ها به دو دسته مجزا دسته بندی می شوند که شامل: برج های خنک کننده دمشی و جریان متقاطع هستند.
- روش دیگر برای طبقه بندی کولینگ تاور بر اساس چگونگی تداخل آب و هوا است. در این شیوه این مبدل حرارتی به دو دسته برج های جریان مخالف و جریان متقاطع طبقه بندی می شوند.
- روش دیگر برای طبقه بندی کولینگ تاور ها بر اساس چگونگی توزیع است. منظور از چگونگی توزیع سیستم، توزیع آب در برج بوده که به دو نوع سیستم توزیع ثقلی و سیستم توزیع تحت فشار یا اسپری طبقه بندی می شوند. هر کدام از این سیستم ها ویژگی های خاص خود را دارند.
- طبقه بندی برج های خنک کننده بر اساس بکارگیری سطوح تبادل روش دیگر برای دسته بندی این نوع مبدل های حرارتی است. در این شیوه سطوح تبادل به دو نوع پی وی سی و چوب و مواد خاص دسته بندی می شوند.
- در نهایت اینکه برج های خنک کننده را از جهت سیستم محرکه هوا هم به دو دسته فن محوری و فن گریز از مرکز طبقه بندی کرده و هر کدام از این فن ها جریان اجباری هوا را به حرکت در می آورند.
نحوه عملکرد برج خنک کننده یا کولینگ تاور
عملکرد این نوع مبدل حرارتی بسیار ساده است. به این شیوه که در ابتدا سرعت جریان آب را در پایین برج پایین آورده و بعد با افزایش جریان هوا در داخل برج آب خنک می شود. در مورد برج هایی که مدار باز هستند، سیستم کمی متفاوت است به این صورت که برای عملکرد آنها نیاز به یک فن است که این فن جریان هوا را افزایش می دهد. به بیان ساده در برج خنک کننده یک پمپ، آب را که در فرایند تعیین شده داغ شده است را با استفاده از سیستم لوله کشی به بالای برج منتقل می کند.
در شبکه لوله ای که آب را منتقل می کند نازل هایی وجود دارد که آب را با فشار کم بر روی قطعه ای به نام پکینگ می پاشد. این کار باعث کاهش سرعت آب می شود و در اثر نیروی گرانش آب آرام آرام به سمت پایین حرکت می کند. در همین زمان هوا با استفاده از چند فن که در بالای برج قرار دارد به سمت بالا جریان پیدا کرده و با سطح پکینگ در تماس با آب داغ قرار می گیرد و در اثر برخورد آب داغ با هوای سرد گرمای آب به هوای مجاور آن منتقل می شود و در نهایت آب سرد شده در تشتی که کف برج خنک کننده تعبیه شده است، جمع می شود و از طریق مجرای مشخصی خارج می گردد.