برج خنک کن یا برج خنک کننده چیست؟ و اجزای آن

برج خنک کن یا برج خنک کننده

کولینگ تاور یا برج های خنک کن در اصل وسایل خنک کردن آب می باشند و وسیله ای می باشد. که گرمای تولید شده توسط کندانسور را به محیط آزاد منتقل میکند. آب گرم خروجی از کندانسور به بالای خنک کن پمپ میشود و از آنجا به تشتک برج میریزد .

آب گرم شده برای خنک شدن به برج خنک کن یا برج خنک کننده بازمیگردد. آب در برج به گردش در می آید. و از بالای برج به طرف پایین ریخته میشود . این آب در حین سقوط از درون پوشش های داخلی برج با هوا برخورد کرده و گرمای خود را به هوا می دهد.

برج خنک کن یا برج خنک کننده

برج خنک کن یا برج خنک کننده سیستم توزیع و پخش آبگرم دارند .که آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم می پاشد. این شبکه ها آکنه یا پر کننده نامیده میشود. آکنه ها آب سرازیر شده از بالای برج را باهوایی که از میان آن حرکت می کند. کاملا مخلوط کرده به طوری که آب به صورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود میریزد.

برج خنک کن یا برج خنک کننده

هرچند در این برج ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب به هوا وجود دارد. ولی تقریبا اثر خنک کنندگی تماما از تبخیر قسمتی از آب اسپری شونده در برج حاصل میشود. بخار حاصل از فرایند تبخیر در برج توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد میکند از برج خنک کن خارج می شود.

برج خنک کن یا برج خنک کننده

با توجه به این که دماو رطوبت هوای از برج افزایش می یابد. بدیهی است که میزان تاثیر برج حنک کن تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد. و باکاهش آن افزایش می یابد. و عوامل دیگری که عملکرد برج خنک کن یا برج خنک کننده را تحت تاثیر قرار می دهند عبارت اند از :

۱٫     سطح و زمان تماس آب و هوا
۲٫     سرعت هوای عبوری از برج
۳٫     جهت جریان هوا نسبت به سطح تماس آب ( هم سو و غیر هم سو)

سطح تماس آب با هوا شامل :

۱٫     سطح آب در تشتک برج
۲٫     کلیه سطوح خیس شده در برج
۳٫     سطح کل قطرات آب پاشیده شده در برج می شود.

برج خنک کن یا برج خنک کننده
از نظر تئوری پایین ترین دمای قابل حصول برای آب در برج خنک کن دمای مرطوب هوای ورودی می باشد. که در آن شرایط هوای خروجیاز بخار آب  اشباع خواهد بود. ولی اغلب دمای آب خروجی از برج ۴ تا ۵٫۵ درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب هوای ورودی می باشد. بنابراین هوای خروجی از برج همواره مقداری از حالت اشباع پایین تر خواهد بود.

برج خنک کن یا برج خنک کننده

نکته: دمای مطوب هوای ورودی برج هر چه کمتر باشد. راندمان برج افزایش می یابد. بنابراین در مناطق مرطوب کندانسور آبی مقرون به صرفه نیست و از کندانسور هوایی استفاده میشود.

نزدیکی approach  :

با اختلاف بین درجه حرارت آب خروجی از برج و  دمای مرطوب هوای وردی به برج می باشد. هرقدر نزدیکی را بخواهیم کمتر کنیم ( دمای آب خروجی از برج را به  دمای تر محیط نزدیکتر کنیم ). باید برج خنک کن بزرگتر و یا پر کننده های بیشتری را انتخاب کنیم. در عمل می توان به نزدیکی حدود ۵ درجه فارنهایت رسید ولی اکثر اوقات ، نزدیکی را برای موارد متعارف حدود ۷ درجه فارنهایت انتخاب می کنند.

 دامنه range  :

درجه حرارت آب در عبور از برج یعنی اختلاف بین درجات حرارت ورودی و خروجی آب دامنه برج نامیده می شود.  محاسبه بار برج : بار یک برج خنک کن را می توان با اندازه گیری دبی آب برج و دمای آب و خروجی برج با استفاده از معادله زیر بدست آورد:

 بار برج kw  = دبی آب kg * 4.19 kj/kg * (دمای آب ورودی c – دمای آب خروجی  c )

 اجزای اصلی برج خنک کن عبارت اند از :  بدنه و پوسته casing – frame : اغلب برج ها در ساختار خود بدنه ای دارند که آنها را محافظت می کند و موتورها ، فن ها و دیگر اجزا را پوشش می دهد.

واسطه های انتقال حرارت Fill:

درون هر کولینگ تاور واسطه انتقال حرارت وجود دارد.که لاپرکن با آکنه نامیده میشود. مظیفه این قطعات فقط این است که قطرات آب را به ذرات ریز تر تبدیل کنند. و سطح انتقال حرارت را افزایش دهند. تا انتقال حرارت بین آب و هوای ورودی به سادگی انجام شود. بیشتر از چوب یا پلاستیک ساخته شده اند .

واسطه های انتقال حرارت Fill:

آکنه ها باید طوری انتخاب شوند. تا هم سطح تماس و هوا برای نسبت های بالای انتقال حرارت و انتقال جرم مناسب باشند . و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند. آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقوام باشند. دو نوع آکنه که در برج خنک کن استفاده می شود عبارت اند از : ترشحی و فیلمی