کار و وظیفه اصلی برج خنک کن افزایش سطح جانبی بین آب گرم و هوای سرد است که این عمل بوسیله پاشیدن قطرات ریز آب در آکنه های نوع splash یا بوسیله فراهم کردن سطح بزرگی از آب بصورت یک لایه متحرک در آکنه های نوع film صورت می گیرد . همچنین مقطع هیپربولیکی استحکام بیشتری را داراست و در مقایسه با شکلهای دیگر مقاومت بیشتری در برابر جریان باد ایجاد می کند . پس بطور اساسی به مواد کمتری برای ساخت این بدنه ها احتیاج است و می توان ضخامت این دودکش ها را در قسمت میانی به ۶-۷ اینچ رساند.
برج خنک کن با کشش طبیعی ممکن است از نوع جریان متقابل (جهت حرکت هوا و قطرات مخالف یکدیگر) و یا از نوع جریان متقاطع (جهت حرکت هوا و قطرات عمود بر یکدیگر) باشند . در برج خنک کن جریان متقابل آکنه ها بصورت یک سطح وسیع گسترده شده اند و در نتیجه دارای ارتفاع کمی هستند.
در برج خنک کن جریان متقاطع آکنه ها بر روی حلقه ای که در خارج از برج خنک کن قرار دارد سوار شده اند.انتخاب بین انواع مختلف از برج خنک کن به عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین عوامل شرایط اقلیمی،اقتصادی و آب و هوایی می باشد.
در برج خنک کن با کشش مکانیکی ،هوا بوسیله یک یا چند باد بزن که بطور مکانیکی عمل می نمایند بحرکت در می آید . بطوریکه در ژنراتورهای بخار ،باد بزنها که از نوع کشش اجباری هستند در سطح زیرین جهت راندن هوا بداخل برج خنک کن نصب شده اند .از لحاظ تئوری این نوع برج خنک کن ترجیح داده می شود ،زیرا فن با هوای خنک کننده کار می کنند و بدین جهت نیروی کمتری را تلف می کنند .
بهر حال آزمایش و کار با این نوع فن ها دارای بعضی نقطه ضعف ها است که از آنجمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
پخش وتوزیع هوا ، نشت وتراوش ،برگشت هوای خروجی مرطوب و داغ به برج خنک کن و جمع شدن شبنم و سرماریزه در ضمن کار در زمستان .
یکی از اشکالات کاربرد برج خنک کن کشش مکانیکی تخلیه ذرات پخش شده از برج خنک کن در ارتفاع کم می باشد که ممکن است این ذرات بداخل ورودی های هوا کشیده شوند . این برگشت مجدد ذرات می تواند سبب نزول ذرات و بدی عملکرد مجموعه بزرگی از تجهیزات سلولهای برج خنک کن کشش مکانیکی گردد .بعلاوه اگر ذرات بطرف زمین کشیده شوند ممکن است اطراف برج خنک کن مه آلود شود .
در برج خنک کن کشش مکانیکی ،فن ها جایگزین دودکش ها در برج خنک کن کشش طبیعی می شوند خصوصیات عمل سرمایش قدری متفاوت است .در شرایط آب وهوایی که رطوبت بسیار پائین است برج خنک کن کشش طبیعی بطور رضایت بخشی عمل می کنند و در برج خنک کن کشش مکانیکی بسیار اقتصادی تر خواهند بود .
برای واحدهای کوچک چند سلولی بدون شک برج خنک کن کشش مکانیکی ارزانتر از برج خنک کن کشش طبیعی است ، اما در مورد واحدهای بزرگ که تمایل به زیاد شدن هزینه های اصلی و اولیه وجود ندارد بکار بردن برج خنک کن کشش مکانیکی هزینه توان مورد نیاز بادبزن می بایست مورد بررسی قرار گیرد .
محاسبات و طراحی برج خنک کن
محاسبات برج خنک کن بر پایه معادلات موازنه جرم و انرژی انجام می شود. برای این کار باید به کتب مراجع که در این زمینه توضیحاتی ارائه کرده اند مراجعه کنید. از جمله این مراجع کتاب مک کیب است که در این زمینه اطلاعات تقریبا کاملی ارائه کرده است. هم چنین مقالات زیادی نیز در این زمینه وجود دارد، که برای محاسبات پارامترهای مهم در برج خنک کن ارائه کرده اند.
برج خنک کن مدار بسته
انواع برج خنک کننده بر اساس نوع مکش هوا
1.مکش طبیعی (Natural Draft)
در این تجهیز در اثر تبخیر آب دمای هوا بالا می رود،و همان طور که می دانیم، در گازها دما با چگالی رابطه ی عکس دارد.پس با افزایش دما چگالی کاهش می یابد و هوا به طور طبیعی به بالا صعود می کند.
از جمله مزایای این تجهیز عبارت است از:
-ایمنی بالا
-بازده بالای انرژی
-البته در کنار این مزایا، موارد زیر
از معایب این نوع برج خنک کن های خنک کننده است:
-عدم تطابق با شرایط اتمسفری
-فضای مورد نیاز نصب
-هزینه اولیه بالا
-از این نوع تجهیز در نیروگاه های تولید برق بیشتر استفاده می شود.
2.مکش مکانیکی
این نوع برج خنک کن ها خود به دو گروه تقسیم می شوند:
دمیدن اجباری (Forced Draft): در این دسته از برج خنک کن ها یک فن در پایین برج خنک کن وجود دارد که هوا را به طور نا هم سو با آب تماس می دهد. در صنایع شیمیایی از این روش استفاده می شود.
مکش اجباری (Induced Draft): دقیقا شبیه برج خنک کن های قبلی است، اما فن در بالای برج خنک کن نصب می شود و هوای ورودی را به بیرون پرتاب می کند.
انواع برج خنک کن از نظر شکل ظاهری:
.1برج خنک کن مکعبی:
برج خنک کن فایبرگلاس مکعبی علاوه بر شکل هندسی چهار وجهی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد برج خنک کن مکعبی می تواند هم از نوع جریان متقاطع و هم از نوع جریان مخالف باشد. این نوع برج خنک کن به دلیل سادگی طراحی و اجرا دارای طرف داران زیادی در بازار می باشد و همچنین تمامی اجزا بدنه برج خنک کن از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. این نوع از برج خنک کن های خنک کننده از سایز های کوچک تا تناژ های بالا قابل استفاده است
.2 برج خنک کن مخروطی:
برج خنک کن فایبرگلاس مخروطی علاوه بر شکل هندسی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد شکل طراحی این نوع برج خنک کن موجب می شود ۳۰% بازدهی خنک سازی این دستگاه با مکش طبیعی متقابل آب و هوا صورت پذیرد. این امر موجب می گرد تا مصرف انرژی تا اندازۀ قابل توجهی کاهش یابد.و همچنین تمامی اجزا بدنه برج خنک کن از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. این نوع از برج خنک کن های خنک کننده از سایز های کوچک تا تناژ های بالا قابل استفاده است.
چون این نوع از برج خنک کن از پروانه یا فن جهت جریان هوا استفاده نمی کنند می بایست عاملی برای ایجاد جریان هوا وجود داشته باشد .این عامل بصورت فشار توسط اختلاف دانسیته های هوای سرد خارج و هوای گرم و مرطوب داخل ایجاد می گردد.شکل خاص هذلولی مانند دودکش این نوع برج خنک کنها به جریان یافتن بهتر هوا کمک می کند.
آب توسط پمپ به دانه های آبفشان که در بالای شبکه ای از چوب قرمز قرار گرفته است وارد شده و ضمن پائین آمدن از روی شبکه های چوب مجددا ًقطرات جدیدی تشکیل می گردد . سپس این قطرات جدید برروی آکنه ها ریخته و این عمل تا پائین برج خنک کن ادامه می یابد . در اینجا انتقال حرارت بین هوای سرد ورودی از انتهای برج خنک کن و قطرات آب سرازیرشده صورت گرفته، در نتیجه از حرارت بخاطر گرادیان بین هوا وآب پروسس از آب طرف هوا منتقل میگردد .همچنین اختلاف فشار بخار آب اشباع شده در سطح قطرات با بخارآب در هوایی که در جهت مخالف آب جریان دارد به تبادل حرارتی کمک می کند .
یکی از بهترین این مقالات را برای راحتی دسترسی شما عزیزان قرار داده ایم:
از مزایای اصلی این برج خنک کن می توان موارد زیر را نام برد
-1اطمینان از بجریان انداختن هوای مورد نیاز به هر میزان و در شرایط اقلیمی و آب و هوائی
-2 استفاده از پمپهای با فشار کم
-3اشغال فضای کمتر جهت بهره برداری از این نوع دستگاههای مبرد
-4تنظیم دقیق دمای آب
-5سرمایه اولیه کم و هزینه ساخت ناچیز
از معایب این نوع برج خنک کنها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
-قدرت زیاد باد بزنها مستلزم خرج زیادتر است .
-ایجاد سروصدا و لرزشهای فراوان حاصل از گردش پروانه ها
-خسارات ناشی از خرابی فن ها و فساد الوار
