انواع برج خنک کننده و ماهیت آن ها

برج های خنک کننده بخشی از سیستم های تهویه مطبوع یا مبدل حرارتی هستند که تمرکز عملکرد آنها روی خنک کردن آب ورودی است. این آب ورودی در واقع مقدار آب است که در فرآیند سیستم های تهویه یا فعالیت های صنعتی به دمای بالایی رسیده و توانایی خود را برای انجام کار از دست داده است. به همین علت به جای این‌که دور ریخته شود، وارد برج های خنک کننده شده و دوباره به دمای پایین می‌رسد تا به چرخه فعالیت باز گردد.

در مقالات قبلی درباره اینکه برج خنک کننده چیست بیشتر توضیح داده شده است.

معیارها و عوامل مختلف در دسته بندی انواع برج خنک کننده

• عملکرد
• جهت حرکت هوا و آب
• نوع مکش هوا
• ساختار مدار و مونتاژ
• شکل ظاهری
• جنس بدنه

انواع برج های خنک کننده از لحاظ عملکرد، مخالف و متقاطع

به طور کلی دو نوع جریان مخالف یا متقاطع برای هوا و آب در انواع برج خنک کننده تعیین شده است. در برج های خنک کننده­ متقاطع، جریان هوا و آب بر همدیگر متقاطع هستند؛ به این شکل که هوا از دیواره های جانبی به برج وارد شده و آب از بالا و عمودی درون آن اسپری می‌شود. این آب به دلیل گرانش زمین خود به خود به سمت پایین حرکت کرده و تماماً در تماس با ساختار مولکولی هوا قرار می‌گیرد.

عملکرد مخالف

جریان مخالف برای برج های خنک کننده هم به این معناست که آب از بالا و هوا از پایین به داخل برج وارد می‌شوند. در طول مسیر هوا که قرار است به وسیله فن ها به بالای برج منتهی شود، آب قرار دارد که به دلیل نیروی گرانش زمین به پایین هدایت می‌شود. به این شکل، بیشترین میزان تماس بین آب و هوا صورت می‌گیرد و باعث خنک شدن کامل آب می‌شود. می‌توان گفت برج های خنک کننده­ جریان مخالف به دلیل بیش‌ترین تماس با هوا، از کارآمدترین انواع برج ها هستند.

جریان های مکش هوا در برج های خنک کننده

• جریان طبیعی
• جریان مکانیکی (دو نوع اجباری و القایی)
• جریان مرکب

جریان طبیعی

انواع برج خنک کننده­ در جریان طبیعی درون خود از هیچ پروانه‌ای برای چرخش استفاده نمی‌کنند و اجازه می‌دهند هوا به صورت طبیعی جریان خود را درون برج پیدا کند و به سمت بالا برود و این روند خاتمه پیدا کند. به طور طبیعی، این نوع برج ها عملکرد ضعیف تری دارند و کنترل روی آنها اعمال نمی‌شود. بنابراین باد و عوامل محیطی می‌توانند روی عملکرد این برج تأثیر بگذارند. این نوع برج های خنک کننده قیمت پایینی نسبت به برج های خنک کننده دیگر دارند.

جریان مکانیکی، القایی و اجباری

جریان مکانیکی در انواع برج خنک کننده به این معنا است که از یک یا چند پروانه برای به جریان انداختن هوا در برج ها استفاده می‌شود. خود این نوع برج ها با جریان مکانیکی به دو نوع القایی و اجباری تقسیم می‌شوند که بر اساس محل قرارگیری پروانه به ترتیب در مسیر خروجی هوا و ورودی آن قرار می‌گیرند.

جریان مرکب

نوع برج خنک کننده­ جریان مرکب نیز  به این شکل است که ظاهر خود را از برج های خنک کننده­ طبیعی با مقداری ارتفاع کمتر به ارث برده است اما درون ساختمان خود پروانه هایی برای جریان هوا جا داده است.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده از لحاظ ساختار مدار و مونتاژ

انتقال حرارت در برج های خنک کننده به شکل های گوناگونی تحت قالب مدارهای گوناگون انجام می‌شود:

• مدار خیس یا مدار باز
• مدار بسته و خشک

مدار خیس و مدار باز، تماس مستقیم آب و هوا

برج های خنک کننده­ مدار باز در انواع برج های خنک کننده، در واقع همان برج هایی هستند که تا اینجا درباره­ آن‌ها صحبت شد و به صورت معمولی و رایج شناخته می‌شوند. به این صورت که آب از داخل لوله خارج شده و به صورت مستقیم درون برج خنک کننده اسپری می­شود. اساس کار برج های مدار باز تبخیر است. یکی از نکات منفی قابل توجه برج های خنک کننده مدار باز نسبت به برج های مدار بسته این است که تماس مستقیم آب و هوا باعث میشود که آب ناخالص وارد شود و این ناخالصی نهایتاً روی سیستم رسوب می­کند.

برج های خنک کننده مدار بسته، دشمن زنگ زدگی

اما در مقابل، برج های خنک کننده­ مدار بسته در درون خود از کویل استفاده می­کنند و در تمام مدت آب را به صورت مستقیم در تماس با هوا نمی­گذارند. برج های خنک کننده­ خشک همانطور که گفته شد با رسوب آب روبرو نیستند و همین موضوع به عدم زنگ زدگی و عمر بالای دستگاه کمک می­کند.

این نوع از برج های خنک کننده قیمت بالاتری دارد؛ چون از فن کویل ها بهره می‌برند!

همچنین از آنجایی که به دو پمپ قوی برای راه اندازی احتیاج دارند، نیروی مصرفی آن‎ها بیش‌تر است. تعداد بیش‌تر تجهیزات در برج های مداربسته باعث می­شود تعمیرات آن‌ها مشکل تر، زمان‌برتر و پرهزینه تر باشد. یکی دیگر از معایب برج های مدار بسته که به وجود فن کویل ها و نحوه­ کار برج مرتبط می‌شود؛ این است که راندمان آنها با افزایش دمای محیط اطراف ضعیف میشود.

برج های خنک کننده خشک، تماس آب و هوا به صورت غیر مستقیم

برج های خنک کننده خشک نوعی از انواع برج خنک کننده مداربسته هستند. در برج های خنک کننده­ خشک، این آب نیست که وظیفه انتقال گرما را به عهده داشته باشد تا بخواهد در فرآیند خنک سازی قرار بگیرد. در واقع، تماس آب و هوا به صورت غیر مستقیم انجام می­شود. به این شکل که درون برج خنک کننده­ خشک کویل هایی تعبیه شده‌اند و آب وارد این کویل ها می­شود. سپس هوا از روی کویل ها عبور داده میشود تا آب داخل کویل ها دچار کاهش دما شوند. بنابراین در برج های خنک کننده­ خشک، وظیفه اصلی بر دوش هوا است و در مصرف آب صرفه جویی قابل توجهی می­شود. بنابراین این برج می­تواند برای مناطقی که دچار کمبود آب هستند مفید باشد. می­توان از این نوع برج ها برای آب هایی که دمای بسیار زیادی دارند کمک گرفت و در اولین مرحله این آب ها را وارد این نوع از برج کرد.

شکل ظاهری انواع برج های خنک کننده چه تفاوتی با هم دارند؟

بر اساس مکان مورد استفاده، شرایط جغرافیایی و اقلیمی آن و حجم فضای آزاد موجود و تفاوت انواع سیستم تهویه مطبوع در هر اقلیم آب و هوایی، از انواع شکل های مختلفی که برای برج های خنک کننده موجود هستند استفاده می­شود. شکل های موجود این برج ها، مکعبی، هذلولی و مخروطی هستند.

برج های مخروطی در خانه ها

برج های مخروطی یا گرد، بیش‌تر برای مصارف خانگی استفاده می­شوند و قیمت پایینی دارند. البته که در صورت بروز اشکالاتی مانند خرابی قطعات یا رسوب، انجام دادن کارهای تعمیراتی روی این برجها کار سختی است و نیاز است که کل بدنه برج باز شود.

برج های مکعبی، کیفیت بهتر و تعمیرات راحت تر

برج های خنک کننده­ مکعبی کیفیت بهتری نسبت به مورد قبلی دارند و برای مصارف جدی‌تر و صنعتی به کار می­آیند. همچنین که نحوه تمیز کردن و تعمیرات آنها هم ساده‌تر است و کم‌تر زمان می­برد.

یک برج خنک کننده­ هذلولی شکل با جریان طبیعی کار می­کند. اما شکل هندسی برج، طوری ساخته شده است که راندمان کاری برج­ را بالا ببرد. این نوع از برج ها که به شکل مدار بسته انتقال حرارت میدهند نقش مهمی در صنعت دارند و در اندازه­ای بزرگ‌تر به شکل ترکیبی با هم مورد استفاده قرار می­گیرند.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده از لحاظ جنس بدنه

برای ساختن برج های خنک کننده از مواد متفاوتی مانند برج های خنک کننده­ بتنی، چوبی، گالوانیزه و فایبرگلاس استفاده می‌شود.