در این مبحث نگاهی می‌اندازیم به این که یک سیستم خنک کننده چگونه عمل می‌کند. این کار اقدامات اساسی رایج‌ترین نوع برج خنک‌کننده “مرطوب” یا “باز” را پوشش خواهد داد که در اغلب مناطق تجاری و سایت‌های صنعتی پیدا خواهید کرد.
آن‌ها چطور کار می‌کنند؟
برج خنک کننده، که با نام‌های “برج خنک‌کن” و “خنک‌کننده صنعتی آب” نیز شناخته می‌شود، برای کاهش دمای آب در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه، از مکانیزم تبادل حرارت برای خنک‌سازی آب از طریق تبخیر و تبادل گرمای نهان استفاده می‌کند. آب گرم از طریق پمپ به بالای برج رسانده شده، و پس از پخش شدن بر روی پکینگ‌ها، به واسطه تماس با هوای مکیده‌شده توسط فن، تبخیر و خنک می‌شود، و در نهایت دوباره به چرخه برمی‌گردد.
برج خنک‌کننده را در بالای یک ساختمان اداری معمولی در نظر بگیرید. پمپ سانتریفوژ بر روی آب حرکت می‌کند و به عنوان “آب متراکم”، بین زیرزمین و برج خنک‌کننده در سقف شناخته می‌شود. گرما را به آب کندانسور اضافه می‌کند و برج خنک‌کننده آن را با رد کردن این به اتمسفر خنک می‌کند. گرمایی که آن را رد می‌کند، گرمای ناخواسته ساختمان است که توسط مردم، کامپیوترها، نور خورشید، روشنایی و غیره ایجاد می‌شود و همچنین باید گرمای تولید شده توسط کمپرسور را رد کند.
چرا برج‌های خنک‌کننده مدار باز بیش‌ترین عمومیت را دارند؟
برج‌های خنک‌کننده باز یا مرطوب، موثرترین راه برای رد کردن گرما از سیستم خنک‌کننده هستند، زیرا آب تبخیر می‌شود تا گرما را باخود حمل کند. این منجر به از دست دادن آب از سیستم خنک‌کننده می‌شود و به همین دلیل برای همه مکان‌ها و طراحی‌های سیستم مناسب نیست.
در دمای حدود ۳۲ درجه سانتی گراد (۸۹.۶ ° F) و پمپ این لوله را به برج می‌فرستد. سیستم به گونه‌ای طراحی شده‌است که آب کندانسور که برج را ترک می‌کند و وارد چیلر کندانسور می‌شود، باید حدود ۲۷ درجه سانتی گراد (۸۰.۶ درجه فارنهایت) باشد تا بتواند گرمای کافی در چرخه بعدی آن را به کار ببرد.
قطعات یک برج خنک کننده
قبل از اینکه به این که چگونه یک برج خنک‌کننده از گرما رد می‌شود نگاهی بیندازیم. بیایید ابتدا به قسمت‌های داخل یک برج خنک‌کننده نگاه کنیم.
فن:
پنکه، هوای محیط خنک را از طریق فیلترها در پایه به خود می‌کشد و آن را از بالای برج خنک‌کننده بیرون می‌کشد و گرما و رطوبت را با آن وارد می‌کند.
کمربند ایمنی و موتور محرک: ساده‌ترین روش چرخش پره‌های پنکه. همچنین می‌تواند محرک مستقیم، زنجیر و یا لوازم نصب باشد.
قطره گیر:
قطره گیر برج خنک کننده باعث می‌شود هوا جهت تغییر را تغییر داده و برخی از رطوبت را در هوای ترک متراکم کند که هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
کندانسور:
اینجا جایی است که آب متراکم کننده وارد برج خنک‌کننده می‌شود.
اسپری خشک:
آب کندانسور گرم از طریق این نازل تخلیه می‌شود و باعث می‌شود که آن به قطرات ریز قطرات پاشیده شود.
بسته‌بندی پر کننده:
قطرات اسپری آب در حال افزایش سطح انتقال حرارت و اجازه دادن به هوا (که در جهت مخالف جریان دارد) تا مقداری از گرما و همچنین رطوبت از تبخیر را حمل کند.
صافی:
این جایی است که پنکه از آن هوا را به داخل می‌کشد. فیلتر مقدار کثیفی و رطوبت ورود به برج خنک‌کننده را محدود می‌کند. وقتی آن را در بالا ترک می‌کند هوا خنک‌تر و خشک‌تر می‌شود.
کندانسور آب:
این جایی است که آب کندانسور برج خنک‌کننده را ترک می‌کند. آن در دمای پایین‌تر از زمانی که در بالا وارد می‌شود، باقی می‌ماند.
میکاپ آب:
حداقل سطح آب در لگن برج خنک‌کننده نگه‌داشته می‌شود. آب از برج خنک‌کننده از تبخیر و همچنین هنگامی که برج خنک‌کننده به منظور رهایی از کثیفی و نمک جمع می‌شود، از دست می‌رود.
لبریز شدن آب:
اگر سطح آب در حوضچه بیش از حد بالا باشد، از اینجا و خارج از فاضلاب جاری خواهد شد.
تخلیه آب از برج خنک‌کننده برای اهداف تعمیر و نگهداری و همچنین در طول عملیات نورمال نیز زمانی که سطح ناخالصی‌ها در آب بسیار بالا می‌رود، تخلیه خواهد شد. ناخالصی‌ها از تجمع کثیفی و نمک که وقتی آب تبخیر می‌شود و آن‌ها را ترک می‌کند، وجود دارند. این اغلب مربوط به “تخلیه کردن“ است.
برج خنک‌کننده چگونه گرما را رد می‌کند؟
آب متراکم کننده در نزدیکی بالای برج خنک‌کننده قرار می‌گیرد. آن از بعضی از نازل ها عبور می‌کند که آب را در قطرات ریز در قطرات پر کننده اسپری می‌کنند. اسپری آب ناحیه سطح آب را افزایش می‌دهد که به آن اجازه می‌دهد تا گرمای بیشتری را رد کند.
این قطرات، از اسپری، روی بسته‌بندی پر کننده پخش می‌شوند و باعث می‌شود که لایه نازکی از آب روی سطح آن ایجاد شود. آب به هوا تبخیر می‌شود و گرما را باخود حمل می‌کند.
برای ظرفیت سرمایش بیشتر، برج‌های خنک‌کننده از یک فن برای ایجاد تبخیر بیشتر استفاده می‌کنند. پنکه، هوا را از میان فیلترها در پایین واحد می‌کشد و آن را در بالای برج خنک‌کننده از بین می‌برد و از بسته‌بندی پر کننده عبور می‌کند و از آن عبور می‌کند. جریان هوا در جهت مخالف جهت جریان آب متراکم جریان دارد.
