عوامل موثر در خنک کردن برج های خنک کننده

عوامل موثر در خنک کردن برج های خنک کننده

1- سطح تماس آب و هوا:

راندمان برج خنک کننده را با تبدیل هر چه بیشتر آب به قطرات ریز آب و سطح تماس بیشتر آب با هوا افزایش می دهند.

2- سرعت آب: 

اگر سرعت آب را بتوان کاهش داد تا با هوای بیشتری در تماس قرار گیرد، راندمان خنک کننده افزایش پیدا می کند .

این عمل توسط تخته های پخش کننده آب عملی می شود نقش مجموعه این تخته ها اعم از یا  و غیره در کولینگ تاور جلوگیری از سرعت ریزش آب است.

در چنین شرایطی آب با هوا تماس بیشتری داشته و در نتیجه تبادل حرارتی آن بیشتر می شود.

بر این اساس در طراحی ها در محیطی که درجه حرارت آب خروجی از برج و درجه حرارت هوای ورودی به برج نزدیک باشد ارتفاع برج را بلندتر اختیار کرده تا از سرعت سقوط آب کاسته شود تا آب در نتیجه تماس با هوا خنک گردد.

در چنین وضعیت قیمت های برج ها حدود 700-60 درصد بیشتر از برج هایی است که در محیطی قرار گرفته اند که اختلاف درجه حرارت آبی خروجی از برج و درجه حرارت هوای ورودی به برج زیاد می باشد.

3- سرعت جریان هوا :

اگر سرعت دمیدن هوا در داخل برج زیاد باشد مقداری از آب را همراه خود برده و اگر سرعت کم باشد آب را به خوبی خنک نمی کند.

معمولاً نسبت L/G یعنی نسبت آب به هوا را در حدود 5/1 –75/0 پاوند در ساعت در نظر می گیرند.

تنظیم سرعت هوا در داخل پکینگ برج خنک کننده به وسیله بادگیرها (LOUVERS) که می توان زاویه آنها را کم یا زیاد نموده و همچنین توسط تغییر زاویه پره های فن دمنده یا مکنده هوا انجام می گیرد.

4- اختلاف درجه حرارت آب خروجی و هوای ورودی

5- رطوبت هوا هر چه بیشتر باشد راندمان خنک شدن برج پایین می آید. 

6- روش پخش آب

7- نوع آکنه های برج

به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در برج خنک کننده میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد.

افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنک کننده ایجاد اشکال می نماید که برای جلوگیری از افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداری از آب در حال گردش را تخلیه می کنند که این آب در صنعت به زیر آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنین ممکن است تصادفی یا بوسیله باد تقلیل یابد . اصولاً در تولید برج خنک کننده مقداری آب بصورت گرد درآمده و توسط باد یا کشش از برج خارج می شود .
مقدار تخلیه لازم در برج برای کنترل مواد محلول و معلق مجاز را می توان از رابطه زیر بدست آورد :

M=(B+W)*C
که در رابطه فوق :

B : مقدار زیر آب بر حسب gal/hr یا m3/hr

E : مقدار آب تبخیر شده بر حسب gal/hr یا m3/hr

C : ضریب غلطت پیشنهاد شده برای برج

W : مقدار آبی که توسط باد خارج می شود بر حسب gal/hr یا m3/hr

مقدار آبی که باد همراه خود از برج خارج می سازد در رابطه بالا منفی است ،زیرا آب مواد محلول و معلق را نیز با خود می برد . بنابراین تاثیر در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب کسری برج از رابطه زیر بدست آورد :
MAKE UP = E +B + W

انواع سیستمهای خنک کننده :

الف: سیستم های خنک کننده تر: WET COOLING SYSTEM
1- سیستم خنک کننده باز
2- سیستم خنک کننده بسته
3- سیستم خنک کننده ترکیبی

ب: سیستم های خنک کننده خشک : DRY COOLING SYSTEM
1- سیستم خنک کننده خشک مستقیم
2- سیستم خنک کننده خشک غیر مستقیم
3- سیستم خنک کننده ترکیبی

1- سیستم خنک کننده باز: ONCE THROUGH SYSTEM
در محیطی که آب فراوان است محل های نزدیک دریا یا رودخانه آب را به وسیله پمپ از یک طرف وارد سیستم های مبدل حرارتی(HEAT EXHCANGERS)نموده و از طرف دیگر خارج می گردد. آب درمحل عبور خود با جسم داغ تبادل گرما کرده و دوباره وارد رودخانه یا دریا می گردد.

بنابراین آب گرفته شده از دریا مجددا به دریا باز می گردد و عمل تبخیر بر روی آن صورت نمی گیرد یعنی آب دارای مواد حل شده و معلق ثابتی است لذا ایجاد رسوب بر روی لوله های کندانسور نمی نماید اما به دلیل داشتن مواد معلق زیاد باعث خوردگی از نوع ساییدگی (ERROSION CORROSION) می گردد برای جلوگیری از ساییدگی درون لوله باید در داخل لوله های خنک کننده با ایجاد محافظ که با تزریق سولفات آهن FESO4 محقق می گردد اقدام نموده و سپس توسط گلوله های اسفنجی که به وسیله پمپ در داخل لوله ها ارسال می شود قطر مورد دلخواه استاندارد را در آن ایجاد و زیادی آن را کنده و از محیط خارج کرد.

2- در مناطق کم آب ، آبی که به عنوان واسطه حرارتی در سیستم ها عمل می کند حرارت را جذب کرده ، دور ریخته نمی شود ، بلکه مجدااز آن استفاده می نمایند. بنابراین آب را وارد سیستمی به نام برج خنک کننده (COOLING TOWER) کرده و پس از سرد شدن مجدا وارد مبدل های حرارتی می نمایند.

3- سیستم خنک کننده ترکیبی بازو بسته (COMBINTION COOLING SYSTEM)
این سیستم بیشتر درمحیط هایی که در فصل تابستان سطح آب رودخانه پایین آمده و برج با کمبود تغذیه مواجه می شود استفاده می شود .

کولینگ تاور در صنعت برای حذف گرمای ناخواسته از قالب ها، فرآیندها و تبادل حرارت استفاده می شوند. در این فرآیند، آب گرم از تجهیزات صنعتی یا سایر منابع حرارتی به یک برج مدار باز یا بسته منتقل می شود و در آنجا به طور مساوی توزیع می شود. برج  خنک کن به دو دسته خانگی و صنعتی تقسم می شود که هر کدام کاربرد جداگانه ای دارند