برج خنک کننده مرطوب
همانطور که مستحضر هستید اساس و پایه کارکرد بیشتر انواع برج خنک کننده برپایه انتقال گرمای نهان تبخیر از آب به هوا و در نتیجه ایجاد رطوبت در هوا می باشد. به این مدل از انواع خنک کن صنعتی برج خنک کننده مرطوب (برج خنک کننده مدارباز) گفته می شود.
چرا برج خنک کننده مدارباز را مرطوب نیز می نامیم؟؟
دلیل اصلی نام گذاری این تجهیز با نام برج خنک کننده تر یا مرطوب ایجاد نمودن رطوبت زیاد در هوا (رطوبت 100 درصد) و به عبارتی تبدیل نمودن هوای خشک ورودی به هوای اشباع در خروجی کولینگ تاور می باشد.
برج خنک کننده مرطوب چگونه سبب کاهش دمای آب می شود؟
کولینگ تاور مدارباز یا مرطوب در اصل با ایجاد یک تماس مستقیم (در سطوح خنک کننده) بین آب و هوا سبب تبخیر مقدار اندکی از جریان آب (تقریبا 1 درصد) می گردد و گرمای مورد نیاز جهت تبخیر این میزان آب توسط جریان اصلی آب تامین شده و سبب خنک تر شدن دمای آب جریان اصلی (99 درصد باقی مانده) می گردد.
همانطور که انتظار می رود ، در این مدل برج خنک کن تر انتقال گرما و جرم به صورت همزمان اتفاق می افتد. انتقال حرارت و انرژی گرمایی از طرف جریان آب به جریان هوا صورت می پذیرد و در این انتقال انرژی به واسطه ورود بخارات آب به هوا نوعی انتقال جرم هم صورت می پذیرد. در واقع در یک جمله خلاصه برج خنک کننده مرطوب با انتقال همزمان حرارت و جرم سبب خنک تر شدن آب در طی یک فرآیند باز می گردد. به همین دلیل این مدل خنک کننده را برج خنک کننده مدارباز نیز می نامیم.
رعایت یک نکته مهم: در برج خنک کننده مرطوب به واسطه تبخیر بخشی از جریان آب و هدر رفتن آن ، لازم است به منظور جبران این تبخیر و هدررفت مقدار معینی آب جبرانی به جریان آب در گردش اضافه شود. به همین دلیل این مدل برج های خنک کن بیشتر برای مناطقی مورد کاربرد قرار می گیرد که در تامین این میزان آب جبرانی مشکلی نداشته باشد.
لینک مقاله کمکی: محاسبه آب جبرانی در برج خنک کن
هدف برج خنک کننده مرطوب در واقع خنک کردن آب می باشد.
در بسیاری از محیط های صنعتی از آب برای خنک کردن دستگاه ها و تجهیزاتی که با تولید گرما مواجه هستند (مانند چگالنده ها ، مبدل های گرمایی ، توربین در نیروگاه ها و چیلر در تهویه مطبوع) استفاده می شود .این سیال پس از خنک نمودن ، بازیابی و به محیط صنعتی برای استفاده مجدد برگشت داده می شود. انجام این عمل با سرد کردن آب گرم در برج خنک کننده مرطوب از طریق تماس با جریانی از هوای اشباع نشده حاصل می شود که منجر به تبخیر درصدی از آب و انتقال گرمای محسوس و همچنین گرمای نهان تبخیر از آب به هوا و در نتیجه خنک شدن آب (در شرایط ادیاباتیک) می شود.
روند خنک سازی در برج خنک کننده مرطوب به این شکل صورت می گیرد که جریان آب با درجه حرارتی بالا (آب گرم) پس از ورود و عبور از قسمت پکینگها یا سطوح خنک کننده در تماس با جریان هوای تازه محیط بیرون قرار گرفته و خنک شده و در قسمت تشتک یا مخزن ذخیره آب خنک انباشته می شود( جریان هوای ورودی به برج خنک کن می تواند هوای طبیعی وارد شده از طریق لوورها باشد یا جریان هوای القایی ایجاد شده توسط فن یا پروانه باشد)
در چرخه گردش سیالات در برج خنک کننده مرطوب آب حاوی گرما در معرض تماس مستقیم جریان هوا قرار می گیرد و در تماس قرار گرفتن آب و هوا ، به دو دلیل دمای آب شروع به کاهش می نماید.
1) انتقال گرمای مستقیم از آب به هوای بیرون به دلیل اختلاف دمای آب گرم ورودی و هوای خشک محیط بیرون (گرمای محسوس)
2) انتقال گرمای غیر مستقیم به دلیل تبخیر بخشی از جریان آب و در نتیجه صرف شدن گرمای آب برای تامین انرژی لازم جهت تبخیر (گرمای نهان تبخیر)
پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد بهتر برج خنک کننده مرطوب
پاشش اسپری و پودری جریان آب در خروجی افشانک ها یا نازل (آب پخش کن)
سطوح وسیع خنک کننده (Cross Sectional Area)
میزان هوادهی یا فلوحجمی جریان هوای القایی ایجاد شده توسط فن مکنده یا دمنده (Air Flow)
عدم رسوب پذیری تجهیزات داخلی به مرور زمان در اثر تبخیر دائمی جریان آب در بخشهایی مثل نازل، پکینگ، آب پخش کن
چرخش روان پروانه برج خنک کننده و بالانس بودن همزمان استاتیکی و دینامیکی فن
کاربرد برج خنک کننده مرطوب
برج خنک کننده مرطوب که به عنوان یکی از پرکاربردترین منابع سرمایشی و خنک سازی آب محسوب می شود به عنوان یک مولفه مهم در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع در بیان کاربرد برج خنک کننده مرطوب می توان به دو مورد اساسی اشاره نمود.
برج خنک کننده چیلر: خنک کردن مدار کندانسور چیلر
برج خنک کننده صنعتی: خنک کردن آب در حال گردش در صنعت همانند پالایشگاه نفت ، پتروشیمی ، ذوب و نورد فلزات در کوره های القایی و نیروگاه های هسته ای
