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 برجهای جریان متقابل آکنه ها بصورت یک سطح وسیع گسترده شده اند و در نتیجه دارای ارتفاع کمی هستند. در برجهای جریان متقاطع آکنه ها بر روی حلقه ای که در خارج از برج قرار دارد سوار شده اند . انتخاب بین انواع مختلف از برجهای خنک کننده به عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین عوامل شرایط اقلیمی، اقتصادی و آب و هوایی می باشد.
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 .
در برجهای خنک کننده 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 نصب شده اند .از لحاظ تئوری این نوع برج 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 و جمع شدن شبنم و سرماریزه در ضمن کار در زمستان .
یکی از اشکالات کاربرد برجهای کشش مکانیکی تخلیه ذرات پخش شده از برج 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 برجهای کشش مکانیکی گردد .بعلاوه اگر ذرات بطرف زمین کشیده شوند ممکن است اطراف برج مه آلود شود .
در برج خنک کننده کشش مکانیکی ،فن ها جایگزین دودکش ها در برجهای کشش طبیعی می شوند .خصوصیات عمل سرمایش قدری متفاوت است .در شرایط آب وهوایی که رطوبت بسیار پائین است برجهای کشش طبیعی بطور رضایت بخشی عمل می کنند و در برجهای کشش مکانیکی بسیار اقتصادی تر خواهند بود . برای واحدهای کوچک چند سلولی بدون شک برجهای کشش مکانیکی ارزانتر از برجهای کشش طبیعی است ، اما در مورد واحدهای بزرگ که تمایل به زیاد شدن هزینه های اصلی و اولیه وجود ندارد بکار بردن برجهای 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 کننده ارائه کرده اند.
برج خنک کن مدار بسته
انواع برج های 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 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 ها خود به دو گروه تقسیم می شوند:
دمیدن اجباری (Forced Draft): در این دسته از برج ها یک فن در پایین برج 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 های قبلی است، اما فن در بالای برج نصب می شود و هوای ورودی را به بیرون پرتاب می کند.
انواع برج خنک کن از نظر شکل ظاهری:
1.برج خنک کن مکعبی:
برج خنک کن فایبرگلاس مکعبی علاوه بر شکل هندسی چهار وجهی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد برج 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 کننده از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. این نوع از برج های خنک کننده از سایز های کوچک تا تناژ های بالا قابل استفاده است
2. برج خنک کن مخروطی:
برج خنک کن مخروطی علاوه بر شکل هندسی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد شکل طراحی این نوع برج 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 کننده از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. این نوع از برج 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 برجها 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 ادامه می یابد . در اینجا انتقال حرارت بین هوای سرد ورودی از انتهای برج 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
1-اطمینان از بجریان انداختن هوای مورد نیاز به هر میزان و در شرایط اقلیمی و آب و هوائی
2- استفاده از پمپهای با فشار کم
3-اشغال فضای کمتر جهت بهره برداری از این نوع دستگاههای مبرد
4-تنظیم دقیق دمای آب
5-سرمایه اولیه کم و هزینه ساخت ناچیز
از معایب این نوع برجها 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
برج خنک کن