انواع برج خنک کننده براساس نحوه تامین هوا

همانطور که قبلا توضیح دادیم در برجهای خنک کننده یا کولینگ تاورها ما با دو المان کلی سرو کار داریم آب و هوا. تامین هوا در سیستم های خنک کاری به روش های مختلفی صورت می گیرد که هر کدام بسته به نوع کاربری برج خنک کننده و محل استفاده از آن بستگی دارد.

کولینگ تاورها از لحاظ نوع جریان هوا به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

اتمسفریک یا جریان طبیعی

گردش هوا در برجهای خنک کننده طبیعی به کمک  طراحی و شکل برج انجام می شود تا اینکه هوا را به طور طبیعی و بدون استفاده از فن ها به سمت بالا حرکت دهند. این نوع برجهای خنک کن از قانون تراکم های متفاوتی که بین هوای محیط و هوای گرم داخل برج وجود دارد استفاده می‌کنند. از این رو، این سیستم ها برای تحریک جریان هوا بلند هستند و به شکل “hyperbole” ساخته می شوند.

از این صفحه حتما بازدید کنید : برج خنک کننده

آنها به طور معمول در بیرون ساختمانها قرار دارند تا جریان هوا فراهم شود و عمده آن ها با استفاده از بتن ساخته می شوند. در برجهای خنک کن جریان طبیعی، جریان هوای لازم به دلیل اختلاف چگالی (شناور بودن) ایجاد می شود.

در شکل زیر عملکرد یک برج خنک کننده جریان  طبیعی با سیستم های خنک کننده مدار بسته و باز را مشاهده می کنید. سطوح تبادل گرما درست در قسمت زیرین برج وجود دارد و جریان را بوسیله شناوری تولید می‌کند. در مقایسه با سیستم جریان مکانیکی، مزیت این نوع برج خنک کننده این است که برای فن ها نیازمند به برق نیست و بسیار به صرفه برای نیروگاه‌ها و مکانهایی که نیازمند دستگاه‌های خنک کاری عظیم هستند، می باشد.

از طرف دیگر به دلیل نبودن فن در این مدل از برج ها مسئله هزینه برای خرابی و تعمیر و نگهداری فن و الکتروموتور ها کاملا از بین می رود و همچنین فنی وجود ندارد تا صداهای آزار دهنده تولید کند. ولی این سیستم دارای معایبی نیز هست که از جمله آن نیازمندی به ساخت برج با ارتفاع زیاد اشاره کرد. البته عیب دیگر این برج ها این است که چون جریان هوا به طور طبیعی است نمی توان میزان هوای ورودی را کنترل کرد و یا افزایش و کاهش داد.

جریان مکانیکی یا فن دار

برخلاف برجهای خنک کننده جریان طبیعی، نمونه‌های جریان مکانیکی از فن یا سایر ادوات مکانیکال برای گردش هوا بهره می گیرند. فن های رایج مورد استفاده در این برج ها شامل فن های پروانه ای یا آکسیال و فن های سانتریفیوژ می باشند. سیستم های جریان مکانیکی نسبت به برجهای جریان طبیعی مؤثرتر هستند و حتی در صورت فرسودگی نیز عملکرد بهتری ارائه می‌کنند. با این حال، آنها نسبت به کولینگ تاورهای جریان طبیعی انرژی بیشتری مصرف می‌کنند و برای کار نهایی هزینه بیشتری دارند.

سیستم های خنک کاری جریان مکانیکی از فن های بزرگ برای دمیدن یا مکیدن هوا از طریق آب در گردش استفاده می‌کنند. آب بر روی پکینگ ها از بالا به پایین سقوط می‌کند، که به افزایش زمان تماس بین آب و هوا کمک می‌کند. میزان خنک کنندگی در برجهای خنک کننده جریان مکانیکی بستگی به قطر فن و سرعت کار آن دارد. کولینگ تاورهای جریان مکانیکی بسیار پر کاربردتر از نمونه طبیعی هستند. این نوع برجهای خنک کننده نیز به دو صورت جریان القایی و جریان اجباری تقسیم می شود.

برج خنک کن جریان اجباری: در جریان اجباری، یک فن از نوع دمنده در ورودی قرار می گیرد تا هوا را به سمت برج خنک کننده هدایت کند. معمولا این نوع برج سرعت هوای ورودی و خروجی کمی ایجاد می‌کند. در این نوع برج های خنک کننده از فن های سانتریفیوژ استفاده می‌کنند.

جریان القایی: در این نوع برج ها که معمولا از فن های آکسیال یا همان محوری در آن ها استفاده می شود و در بالای برج نیز نصب می شوند هوا از داخل به سمت خارج مکیده می شود. برج خنک کننده القایی بیشترین تقاضا و کاربرد را در صنعت دارد که قابلیت کار با ظرفیت های پایین مانند 10 تن تا ظرفیت های بالا مانند 1000 تن را دارد.