برج خنک کننده خشک

برج خنک کننده خشک (مدار بسته) در برابر برج خنک کننده تر (مدار باز):
برج های خنک کننده آبگرم و دیگر سیالات داغ به دو نوع کلی برج خنک کننده خشک یا همان برج خنک کننده مدار بسته و نیز نوع تر (مرطوب) یا همان مدار باز تقسیم بندی می شوند. نحوه عملکرد برج خنک کننده خشک نسبت به نوع تر (مرطوب) کاملا متفاوت است.

برج های خنک کننده خشک خود نیز از نظر شکل ظاهری به انواع V شکل و افقی تقسیم بندی می شوند که اصول کار همه آنها یکسان است. نوع خشک در ایران به علت کم آب بودن اکثر مناطق آن نسبت به نوع مرطوب بسیار بهتر خواهد بود که در ادامه به تشریح جزئیات آن می پردازیم.

برج خنک کننده خشک با نام های دیگری چون برج خنک کننده مدار بسته یا هوا خنک یا درای کولر (Dry Cooler) و یا مبدل حرارتی هوا خنک نیز شناخته می شود. برج خنک کن تر نیز با نام هایی چون برج مرطوب یا مدار باز یا تبخیری نیز شناخته می شود.

از این دستگاه ها برای خنک کاری سیالات صنعتی مانند آب با درجه حرارت بالا در صنایع مختلف، ساخت چیلر و … استفاده می شود.

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته (خشک):
برج خشک یا همان برج خنک کننده مدار بسته (یا همان هوا خنک) همانطور که از نامش پیداست توسط هوا، خنک می شود. عملکرد برج خنک کننده خشک به این شکل است که آبگرم توسط پمپ و از طریق لوله کشی به آن ارسال (1) و درون لوله های مسی (2) با مسیری رفت و برگشتی (کویل) جریان می یابد. اطراف لوله ها از ورقه های (پره یا فین) نازک آلومینیومی برای افزایش سطح انتقال حرارت استفاده شده است.

از قسمت بیرونی لوله ها نیز هوا (4) با مکش فن (3) جریان یافته و در اثر برخورد با سطح ورقه ها و لوله های آبگرم، گرمای آن را گرفته و سبب کاهش درجه حرارت آب در خروجی دستگاه (5) می شود. می توان کویل و یا فن را به صورت مورب، افقی و عمودی طراحی و تولید کرد که در کل اصول کاری همه آنها شبیه یکدیگر است.

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، جریان هوا با جریان آب هیچ گونه تماس مستقیمی ندارد و در نتیجه تبخیر آب نیز در این سیستم وجود ندارد و مصرف آب در این سیستم صفر است.

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار باز (تر):
در برج خنک کننده مدار باز، آبگرم از بالا بر روی ردیفی از پوشال ها تحت عنوان پکینگ سرازیر شده و هوا نیز با مکش فن از پایین به سمت بالا حرکت می کند.

بر روی پکینگ هوا و آبگرم با هم برخورد کرده و هوا حرارت اضافی آبگرم را می گیرد و دمای آبگرم را چند درجه کاهش می دهد. چون در این سیستم هوا و آبگرم با یکدیگر تماس مستقیم دارند، قسمتی از آبگرم تبخیر شده و همراه هوا از قسمت بالای برج خارج می شود و در نتیجه در این نوع از برج ها که به برج خنک کننده مدار باز یا تر یا تبخیری یا همان مرطوب معروف هستند، مصرف آب وجود دارد و باید به مرور زمان، آب تازه به سیستم اضافه گردد.

مزایا و معایب برج خنک کننده خشک (مدار بسته):

4 مزیت برج خنک کننده خشک (برج خنک کننده مدار بسته) نسبت به نوع تر (مدار باز):
1در برج خنک کننده مدار بسته (خشک) مصرف آب وجود ندارد در حالی که در نوع مدار باز یا همان تبخیری (تر) به علت بخار شدن بخشی از آب به خاطر در هم آمیختن آب با هوا، بایستی آب تازه ای جایگزین آن شود تا مدار همواره پر از آب باشد.

2همانطور که می دانید، اکثر مناطق کشورمان دارای آب و هوای گرم و خشک و یا نیمه خشک است و در اکثر مناطق با کمبود آب مواجه هستیم. با توجه به اینکه مصرف آب در برج های تبخیری قابل توجه است، استفاده از آن در این مناطق توصیه نمی شود.

از طرفی نیز راندمان نوع تبخیری یا همان مدار باز در مناطق با آب و هوای مرطوب نیز به علت کاهش راندمان و توان خنک کاری سیستم، پیشنهاد نمی شود. بنابرین در مناطق با آب و هوای خشک و اماکنی که با کمبود آب مواجه هستند و نیز مناطق با آب و هوای مرطوب، استفاده از برج خنک کننده مدار بسته (خشک) پیشنهاد می شود.

3آلودگی، رسوب و خوردگی برج خنک کننده خشک (مدار بسته) بسیار کمتر از نوع تبخیری (مدار باز) است زیرا در نوع تبخیری، آبگرم به صورت آزادانه با هوای درون برج تبادل گرمایی انجام داده و محیطی مرطوب و گرم و مستعد رشد باکتری را فراهم می آورد. در ضمن کل آب مدار آن باید به صورت دوره ای جهت گندزدایی تعویض و مواد شیمیایی به آن افزوده شود.

4چون سیال داغ درون لوله ها و در مسیری بسته حرکت می کند، به جای آبگرم، هر نوع سیال دیگری مانند مبرد (گاز فریون) یا هر نوع سیالی در صنعت که نیاز به خنک شدن دارد، می تواند در این نوع از برج ها جاری شده و توسط هوایی که با فن ها دمیده می شود، خنک گردد. در حالی که در برج های مدار باز فقط می توان آبگرم را خنک نمود.

3 مزیت برج خنک کننده مدار باز (تر) نسبت به نوع مدار بسته (خشک):
1قیمت اولیه برج خنک کننده مدار بسته (خشک) به علت استفاده از لوله های مسی با پره های آلومینیومی نسبت به برج خنک کننده مدار باز بیشتر است.

از طرفی مصرف برق نوع مدار بسته نیز نسبت به نوع مدار باز بیشتر است ولی با توجه به اینکه در برج مدار باز، علاوه بر هزینه مصرف برق، هزینه های مصرف آب و نیز نگهداری (شامل سرویس دوره ای و افزودن مواد شیمیایی ضد رسوب و گندزدا به آب) وجود دارد، هزینه مصرف برق برج خنک کننده مدار بسته با مجموع هزینه های مصرف برق، آب و نگهداری برج خنک کننده مدار باز تقریبا برابر خواهد بود.

2راندمان نوع تبخیری (مدار باز) نسبت به برج خنک کننده خشک (مدار بسته) بیشتر است زیرا در مدل تبخیری، ذرات هوا با آب مستقیما و به طور فیزیکی با هم آمیخته شده و تبادل گرمایی صورت می گیرد ولی در مدل خشک، از جداره لوله ها و پره ها عمل انتقال گرما صورت می گیرد.

3برج های مدار باز به علت راندمان بیشتر و در ظرفیتی برابر با برج های مدار بسته، ابعاد کوچک تری دارند و معمولا در ظرفیت های بین 10 تا 1000 تن طراحی و ساخته می شوند.