انواع برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده را می توان بر اساس معیارهای مختلف به 8 دسته اصلی تقسیم بندی کرد:

1. بر اساس نحوه تبادل حرارت و خنک سازی

برج های خنک کننده بر اساس نحوه تبادل حرارت و خنک سازی شامل سه نوع مرطوب، خشک و هیبریدی هستند که در ادامه به بررسی بیشتر هریک می پردازیم:

برج خنک کننده مرطوب

از رایج ترین انواع برج خنک کننده نوع مرطوب است که از تبخیر آب برای کاهش دما استفاده می کند. در این مدل آب گرم با هوای ورودی تماس مستقیم پیدا می کند و بخشی از آن تبخیر می شود که باعث خنک شدن باقی آب می گردد. مزیت اصلی این سیستم راندمان بالا و ساختار ساده و کم هزینه آن است اما مصرف آب زیادی نیز دارد و در صورت نگهداری نامناسب امکان تشکیل رسوب و رشد جلبک در آن وجود خواهد داشت. این برج ها معمولا در نیروگاه ها، چیلرهای مرکزی، پالایشگاه ها و صنایع فولاد استفاده می شوند.

برج خنک کننده خشک

این برج خنک کننده برای مناطقی که کم آبی دارند یا محدودیت مصرف دارند مناسب است. در این مدل آب داخل لوله ها جریان دارد و هوا تنها از سطح بیرونی لوله ها عبور می کند. هیچ تبخیری رخ نمی دهد و بنابراین آب هدر نمی رود. راندمان این سیستم در روزهای بسیار گرم کمی پایین تر از برج مرطوب است و نیاز به سطح تبادل بزرگ تر دارد و معمولا در نیروگاه های بخار مدرن و صنایع حساس به آلودگی استفاده می شود.

برج خنک کننده هیبریدی 

این سیستم ترکیبی از برج خشک و مرطوب است و بسته به شرایط محیطی به صورت هوشمند عمل می کند. در روزهای خنک، سیستم خشک کار می کند تا آب صرفه جویی شود و در روزهای گرم، بخش تبخیری فعال می شود تا خنک سازی بیشتری انجام شود. مزیت اصلی این مدل صرفه جویی در مصرف آب و راندمان حرارتی بالا است اما هزینه اولیه و نگهداری آن بیشتر است. این برج ها معمولا در پروژه های بزرگ صنعتی و نیروگاه ها کاربرد دارند.

2. بر اساس جهت حرکت هوا

جهت جریان هوا در برج خنک کننده بر راندمان و نحوه عملکرد آن تاثیر می گذارد و معمولا به دو نوع اصلی تقسیم می شود:

• جریان مخالف: در این طراحی هوا از پایین وارد برج شده و در خلاف جهت آب که از بالا می ریزد حرکت می کند. مزیت اصلی آن تبادل حرارتی موثرتر و راندمان بالاتر است اما نیاز به فن با فشار بیشتر دارد و نگهداری آن کمی دشوارتر است.
• جریان متقاطع: هوا به صورت افقی از میان پکینگ ها عبور می کند و آب از بالا به پایین می چکد. این طراحی تعمیر و نگهداری آسان تر و افت فشار کمتری دارد، اما به دلیل حجم بیشتر، راندمان آن نسبت به جریان مخالف کمی پایین تر است.

3. بر اساس نوع فن و تهویه هوا

 برج خنک کننده بر اساس نوع فن و تهویه هوا شامل دو نوع مکانیکی و جریان طبیعی است که شامل موارد زیر هستند:

برج خنک کننده مکانیکی 

این نوع برج ها با استفاده از فن، جریان هوا را ایجاد می کنند و خنک سازی را انجام می دهند که دو نوع رایج آن شامل موارد زیر است:

• فن محوری: هوا را مستقیم از محور خود عبور می دهد و معمولا در برج های مدور فایبرگلاس استفاده می شود.
• فن سانتریفیوژ : هوا را به صورت شعاعی پرتاب می کند و بیشتر در برج های مکعبی یا فلزی کاربرد دارد.

برج خنک کننده جریان طبیعی 

در این نوع برج خنک کننده هیچ فن مکانیکی وجود ندارد و جریان هوا به طور طبیعی ایجاد می شود. اختلاف چگالی بین هوای گرم داخل برج و هوای سرد محیط باعث حرکت هوا و خنک سازی می شود و برای نیروگاه های عظیم و برج های بتنی با فرم قیفی یا هایپربولیک کاربرد دارد.

4. بر اساس جنس بدنه

جنس بدنه برج خنک کننده نقش مهمی در دوام، نگهداری و کاربرد آن دارد که معمولا برج های خنک کننده با یکی از جنس های زیر ساخته می شود:

• فایبرگلاس: سبک و مقاوم در برابر خوردگی و اشعه  UVکه معمولا در سیستم های تهویه مطبوع و برج های کوچک و متوسط استفاده می شود.
• فلزی (استیل یا گالوانیزه): دارای دوام بالا که نیازمند پوشش ضد زنگ است و برای صنایع سنگین و پروژه های فضای باز کاربرد دارد.
• بتنی: دارای استحکام بسیار زیاد که برای پروژه های بزرگ، نیروگاه ها و تاسیسات ثابت و بلندمدت مناسب می باشد.

برای اطلاع بیشتر درباره نحوه انتخاب و محاسبه پمپ برج خنک کننده می توانید مقاله مربوطه در سایت تهویه مطبوع مهاجر را مطالعه نمایید.

5. بر اساس شکل و طراحی هندسی

شکل و طراحی برج تاثیر زیادی بر راندمان، فضای مورد نیاز و کاربرد آن دارد که رایج ترین انواع آن عبارت اند از:

• مدور: شکل استوانه ای دارد و هوا از پایین به بالا جریان می یابد که فضای کمی اشغال می کند و صدای پایینی دارد و برای ساختمان ها و مراکز درمانی مناسب است.
• مکعبی: از چند سلول مجزا تشکیل شده و برای ظرفیت های بالا طراحی می شود که تعمیر و نگهداری آسان دارد و قابلیت ماژولار دارد و در کارخانجات، پروژه های بزرگ HVAC و مراکز صنعتی کاربرد دارد.
• هلر: برج های بتنی عظیم با فرم قیفی شکل که جریان هوا به صورت طبیعی حرکت می کند که دوام بسیار بالایی دارند و نیازی به فن مکانیکی ندارند و معمولا در نیروگاه ها استفاده می شوند.

6. بر اساس نحوه پاشش و توزیع آب

نحوه توزیع آب روی پکینگ ها تاثیر زیادی بر راندمان و مصرف انرژی برج دارد که شامل دو مورد زیر است:

• نازل پاششی: آب با فشار از نازل ها خارج شده و به صورت ذرات ریز پخش می شود تا سطح تماس با هوا افزایش یابد. مزیت آن تبخیر سریع تر و خنک کنندگی موثرتر است اما نیاز به فشار بالای پمپ دارد و احتمال گرفتگی نازل ها وجود دارد.
• ثقلی: آب با نیروی وزن خود از سوراخ ها و کانال های بالایی روی پکینگ ها می ریزد که این روش مصرف انرژی پایین و طراحی ساده ای دارد اما راندمان آن در ظرفیت های بالا کمتر است.

7. بر اساس نوع کاربرد و ظرفیت

برج های خنک کننده بسته به نیاز پروژه و ظرفیت حرارتی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

• صنعتی: ظرفیت بالا و قابلیت اتصال به چند مدار آب که معمولا در پالایشگاه ها، نیروگاه ها و صنایع فولاد استفاده می شود.
• تجاری: ظرفیت متوسط و طراحی فشرده تر که برای مراکز خرید، بیمارستان ها و ساختمان های اداری مناسب است.
• کوچک یا خانگی: دارای صدای کم و ابعاد کوچک که برای سیستم هایی نظیر چیلر کوچک یا تاسیسات محلی کاربرد دارد.

8. بر اساس نحوه گردش آب

نحوه گردش آب در برج خنک کننده نقش مهمی در مصرف آب، راندمان و نگهداری سیستم دارد و به صورت کلی نحوه گردش آب شامل سه حالت زیر است:

• مدار باز: آب مستقیما با هوا تماس دارد و بخشی از آن تبخیر می شود.
• مدار بسته: آب درون کویل ها جریان دارد و با هوا تماس مستقیم ندارد.
• مدار نیمه بسته: ترکیبی از مدار باز و بسته است تا مصرف آب کنترل شده و راندمان بهبود یابد.

کلام آخر

برج های خنک کننده انواع و مدل های متنوعی دارند و انتخاب درست آن به نوع پروژه، ظرفیت، منابع آب و شرایط محیطی بستگی دارد. شناخت دقیق ویژگی هر نوع برج، راهنمای شما برای انتخاب بهینه و کاهش هزینه های عملیاتی خواهد بود.