مکانیزم انتقال حرارت (برج خنک کننده) بدین گونه اند:
انواع برج خنک کننده از نظر مکانیزم انتقال حرارت
- برج خنک‌کننده مرطوب مکانیزم انتقال حرارت (Wet Cooling Tower)
این نوع برج خنک‌کننده با بهره‌گیری از فرآیند تبخیر آب، گرمای آب را به هوای محیط منتقل می‌کند.
فرآیند:
- آب گرم از فرآیند صنعتی یا سیستم تهویه مطبوع به بالای برج پمپ می‌شود.
- این آب به صورت قطرات کوچک روی سطوحی به نام پکینگ‌ها (پرکن‌ها) پخش می‌شود.
- هوا از پایین یا طرفین برج وارد می‌شود و در تماس مستقیم با قطرات آب قرار می‌گیرد.
- بخشی از آب تبخیر شده و گرما را با خود می‌برد، در نتیجه دمای باقی‌مانده آب کاهش می‌یابد.
مزایا:
- راندمان بالا: تبخیر آب به انتقال حرارت مؤثر کمک می‌کند.
- ابعاد فشرده‌تر: راندمان بالا نیاز به فضای کمتری برای نصب دارد.
معایب:
- مصرف زیاد آب به دلیل تبخیر.
- امکان تشکیل رسوبات، رشد باکتری‌ها (مانند لژیونلا) و نیاز به نگهداری دقیق.
- وابستگی به رطوبت نسبی محیط؛ در محیط‌های مرطوب راندمان کاهش می‌یابد.
کاربردها:
- نیروگاه‌های حرارتی.
- صنایع نفت و گاز و پتروشیمی.
- سیستم‌های تهویه مطبوع در ساختمان‌های بزرگ.
نوع دوم برج خنک کننده مکانیزم انتقال حرارت :
- برج خنک‌کننده خشک مکانیزم انتقال حرارت (Dry Cooling Tower)
این برج‌ها از فرآیند هدایت حرارتی (Conduction) برای انتقال گرما استفاده می‌کنند.
فرآیند:
- آب گرم در لوله‌های فلزی یا کویل‌هایی قرار دارد که هوا از روی آن‌ها عبور می‌کند.
- گرمای آب از طریق دیواره‌های لوله‌ها به هوا منتقل می‌شود.
- هیچ تماسی بین آب و هوا وجود ندارد، بنابراین تبخیر صورت نمی‌گیرد.
مزایا:
- صرفه‌جویی در مصرف آب: این برج‌ها نیازی به تبخیر آب ندارند.
- عدم رسوب‌گذاری: چون آب با هوا تماس ندارد، رسوبات یا آلودگی‌های ناشی از هوا روی آب تأثیر نمی‌گذارند.
- دوام بالا: طراحی ساده‌تر به کاهش هزینه‌های نگهداری کمک می‌کند.
معایب:
- راندمان حرارتی پایین‌تر نسبت به برجهای مرطوب.
- ابعاد بزرگ‌تر به دلیل نیاز به سطح تبادل حرارت بیشتر.
- وابستگی به دمای هوای محیط؛ در هوای بسیار گرم عملکرد کاهش می‌یابد.
کاربردها:
- صنایعی که در آن‌ها منابع آب محدود است.
- نیروگاه‌های تولید برق در مناطق خشک.
- صنایع غذایی و داروسازی برای حفظ کیفیت آب.
نوع سوم برج خنک کننده مکانیزم انتقال حرارت :
- برج خنک‌کننده هیبریدی مکانیزم انتقال حرارت (Hybrid Cooling Tower)
برج هیبریدی ترکیبی از دو مکانیزم مرطوب و خشک است. این طراحی به کاهش مصرف آب و افزایش راندمان کمک می‌کند.
فرآیند:
- در دماهای معمولی، برج به صورت خشک عمل می‌کند و گرما را از طریق هدایت حرارتی منتقل می‌کند.
- در دماهای بالا یا شرایط اوج مصرف، سیستم مرطوب نیز فعال می‌شود تا راندمان خنک‌سازی افزایش یابد.
- این دو سیستم به صورت هماهنگ کار می‌کنند تا مصرف انرژی و آب بهینه شود.
مزایا:
- کاهش قابل‌توجه مصرف آب نسبت به برجهای مرطوب.
- عملکرد قابل‌قبول در دماهای بالا به لطف مکانیسم مرطوب.
- انعطاف‌پذیری برای استفاده در شرایط محیطی مختلف.
معایب:
- هزینه اولیه بالا به دلیل طراحی پیچیده‌تر.
- نیاز به نگهداری دو سیستم متفاوت.
کاربردها:
- نیروگاه‌ها و صنایعی که باید مصرف آب را کاهش دهند.
- کاربردهای حساس که به کنترل دقیق دما و مصرف انرژی نیاز دارند.
- مناطق با تغییرات شدید دمایی.
مقایسه سه نوع از نظر کارایی و مصرف آب:
|
نوع برج |
راندمان خنک‌سازی | مصرف آب | هزینه اولیه | نگهداری |
| مرطوب |
بسیار بالا |
زیاد |
متوسط |
متوسط |
| خشک |
متوسط |
کم یا صفر |
بالا |
کم |
| هیبریدی |
بالا |
متوسط |
بسیار بالا |
زیاد |
