مزایا و معایب برج خنک کننده چیست؟
مزایا و معایب برج خنک کننده
مزایا و معایب برج خنک کننده (cooling tower) زیادی وجود دارد. در برج خنک کننده نوع خاصی از «مبدل حرارتی» یا همان (heat exchanger) وجود دارد. در این برج ها تجهیز گرمای آب با تماس مستقیم با هوا، به اتمسفر منتقل می‌گردد. آب یکی از مواد خنک کننده مورد نیاز صنایع است که پس از انجام ماموریت برای سرد شدن به برج خنک کننده بر می گردد.
وظیفه اصلی یک برج خنک کننده انتقال گرما بر اساس اصول پایه و قوانین فرآیند تبخیر می باشد. بدین وسیله در این پروسه مقدار زیادی از آب خنک می گردد تا بار دیگر برای ورود مجدد به تجهیزات مصرف شود. در صنایعی همچون پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، و پتروشیمی‌ها از برج خنک کننده استفاده می شود.
همچنین از مزایا و معایب برج خنک کننده این است که برای خنک کاری ساختمان های پالایشگاهی و پتروشیمی یا دیگر نیروگاه‌های حرارتی و یا سیستم‌های اچ وی ای سی استفاده می شود که برای عوض کردن هوا و تهویه مناسب ساختمان به کار می رود.
طبقه بندی برج خنک کننده
غالبا برج های خنک کننده بر حسب نوع تماس هوا با آب طبقه بندی می شود. رایج ترین نوع برج خنک کننده با تکیه بر نوع مکانیسم های جابه جایی به دو دسته تقسیم می شوند:
- مکانیسم‌های جابه‌جایی طبیعی
- مکانیسم‌های جابه‌جایی اجباری
مشخصات فیزیکی برج خنک کننده
در ساختمان های مسکونی غالبا برج‌های خنک کننده ای با ابعاد و اندازه ای مانند مدل‌های کوچک پشت بامی به کار می رود و در نیروگاه‌ها از برج های خنک کننده با سازه‌هایی غول پیکر و هذلولی شکل استفاده می شود. ارتفاع خنک کننده ها در این موارد به حدود دویست متر رسیده و قطر آنها تا 100 متر می رسد.
بعضی مدل های برج های خنک کننده مستطیلی شکل بوده و ارتفاعی تقریبا به اندازه 40 متر و طول 80 متر دارد. در اکثر مدل ها برج‌های خنک کننده هذلولی در نیروگاه‌های هسته ای به کار می روند، اگرچه در بعضی مدل ها از واحدهای شیمیایی بزرگ و دیگر واحدهای صنعتی هم استفاده می گردد.
این نوع برج های خنک کننده بزرگ که در صنایع خاصی به کار می روند در مقابل سایر واحدهای مختلف صنعتی یا مسکونی برای تهویه هوا استفاده می شوند.
همه برج های خنک کننده مجهز به سیستم توزیع و پخش آبگرم هستند که آب را به شکل یکنواخت در شبکه ای مشبک نزدیک به هم پخش می کنند. شبکه های فوق آکنه یا پرکننده نام دارند.
اگرچه در این نوع برج های خنک کننده انتقال حرارت قابل توجهی از آب به هوا وجود دارد، اما اثر خنک کنندگی غالبا از تبخیر بخشی از آب اسپری شونده در برج به دست می آید. بخار به وجود آمده در فرایند تبخیر باعث به وجود آمدن یک دمنده به وسیله جریان وا شده و از برج خارج می گردد.
میزان خنک کنندگی برج تا حد زیادی به به درجه حرارت و رطوبت هوای ورودی وابسته است و با کم شدن آن زیادتر می گردد. طبقه بندی برج‌های خنک کننده به چند طریق انجام می شود که هر کدام مزایا و معایبی دارند.
بر اساس سیکل گردش آب
برج های خنک کننده به دو گروه مدار باز و مدار طیقه بندی می شوند.در برج های مدار باز توزیع آب از طریق توزیع آب به وسیله نازل‌ها بر روی سطوح خنک کننده انجام شده و در نزدیکی هوا خنک می گردد. در برج‌های خنک کننده مدار بسته، آب در کویل جریان یافته و هوا بر روی کویل می وزد. گاها نیاز به پاشیدن آب روی روی سطح کویل نیز برای بیشتر شدن راندمان احساس می گردد. برخلاف سرمایه گذاری اولیه ترجیحا برج خنک کننده مدار بسته، در مناطق خشک و کم آب به کار می روند.
بر اساس شکل ظاهری
برج خنک کننده مخروطی شکل یا گرد و مکعبی هستند. در برج های خنک کننده مخروطی شکل آب به وسیله پخش کن یا اسپرینکلر توزیع می گردد. در خنک کننده مکعبی آب به وسیله نازل‌های ثابت توزیع می شود.
مزایا و معایب برج خنک کننده مکعبی
از جمله امتیازات برج خنک کننده مکعبی راندمان بیشتر این نوع برج ها می باشد. یکی از معایب اصلی برج خنک کننده مخروطی، رسوب گرفتگی اسپرینکر است که به تعمیرات و نگهداری بیشتری نیازمند است.
از طرفی برج های مکعبی نوع جدیدی از انواع این برج ها به حساب می آیند. طراحان این گونه برج ها را برای مصارف صنعتی طراحی نموده و برای مصارف خانگی مناسب نیستند.
برخی مهم ترین معایب برج خنک کننده مکعبی عبارتند از:
- میزان تبادل حرارت کم تر نسبت به نمونه سلولی و مخروطی
- ارتفاع بیش از ۳ متر
- گردش هوای کم تر نسبت به نوع مدور
- عدم دسترسی به داخل برج خنک کن
- رسوب گرفتگی در زوایای برج های خنک کننده
- ظرفیت بیش از ۲۰۰ تن تبرید محموله ترافیکی
مزایای برج خنک کننده مکعبی عبارتند از
- آبرسانی منظم و بهتر نسبت به نوع گرد
- کیفیت بیشتر قطعات
- طولانی بودن عمر تا بیش از از ۱۰ سال
- برخورداری از قطره گیر یا دریفت الیمینایتور که مانع هدر رفتن آب می شود.
- برخورداری از لوور فیلتری برای ممانعت از وارد شدن اجسام خارجی داخل دستگاه
- قابلیت نصب در ارتفاع و یا روی زمین
- اشغال نمودن کم فضا
- داشتن راندمان بالای خنک نمودن
- مقاومت در برابر رسوب گرفتگی و سختی آب
- قابلیت قابل شستشو با اسیدهای دیسکلر ۳۵%
- قابلیت افزایش سطح انتقال حرارت و تبادل حرارت زیاد
- قابلیت نصب پکینگ مدیا
- سادگی نصب و نگهداری
مزایا و معایب برج خنک کننده مخروطی
تنها تفاوتی که این برج های خنک کننده با برج های نوع مکعبی دارند سیستم آبرسانی دستگاه و نوع بدنه ساختار برج خنک کننده می باشد.
امتیازات برج خنک کننده مخروطی
به خاطر شکل مخروطی این برج ها جریان گردش هوا در این گونه برج ها بهتر انجام می شود و موجب بیشتر شدن راندمان خنک کاری و عملکرد بهتر نسبت به سایر تاسیسات نزدیک به آن می شود.
مزایا و معایب برج خنک کننده سلولی
این نوع برج ها نوع بهبود یافته برج های مکعبی است که به دو صورت دو سلولی و چهار سلولی تولید می شوند.
برخی امتیازات برج خنک کننده سلولی عبارتند از:
- اشغال نمودن فضای کمتر
- داشتن بازدهی بیشتر
- مناسب بودن برای صنایعی که دارای گردش بالایی هستند
- استفاده از چند الکتروموتور و پروانه آلومینیوم
- امکان مونتاژ در محل پروژه
- داشتن چند فن و موتور در برج خنک کننده
- امکان تعمیر در حین انجام کار
معایب برج خنک کننده سلولی
- اشغال فضای بسیار زیاد
- مرتفع بودن و داشتن ابعاد بزرگ
- دشواری حمل و نقل
