کولینگ تاور چیست؟

کولینگ تاور تجهیزاتی هستند که برای خنک کردن آب در حجم های زیاد استفاده می شوند و در مقایسه با سایر تجهیزات خنک کننده مانند مبدل های حرارتی که در آن خنک سازی از طریق دیوار انجام می شود، مقرون به صرفه ترین وسیله برای انجام این کار است.کولینگ تاور انواع مختلفی دارند. برخی برای تولید آب فرآیندی وجود دارند که فقط یک بار، قبل از تخلیه، قابل استفاده هستند. کولینگ تاور آبی نیز وجود دارد که می توان در این فرآیند مجددا از آنها استفاده کرد.

هنگامی که آب مورد استفاده مجدد قرار می گیرد، از طریق تاسیسات کولینگ تاور پمپ می شود. پس از خنک شدن آب، دوباره به عنوان آب فرآیند معرفی می شود. دمای آبی که باید خنک شود معمولاً بین 40 تا 60 درجه سانتیگراد است.

آب به بالای کولینگ تاور پمپ می شود و از آنجا از طریق لوله های پلاستیکی یا چوبی به پایین جریان می یابد. این باعث تشکیل قطرات می شود. همانطور که آب به سمت پایین جریان می یابد، گرمایی می دهد که با هوای بالا مخلوط می شود و باعث خنک شدن 10 تا 20 درجه سانتیگراد می شود.

توصیه می شود آبی که باید خنک شود، با افزودن مواد قلیایی، قارچ کش، باکتری کش و لخته کش انجام شود. علاوه بر انجام تجزیه و تحلیل دوره ای از سختی و یون های کلر، زیرا اینها عامل ایجاد رسوب و خوردگی هستند.

مقداری از آب تبخیر می‌شود و باعث می‌شود گرمای بیشتری منتشر شود. به همین دلیل است که بخار آب در بالای کولینگ تاور دیده می شود. به این ترتیب آب گرمای موجود در خود را به هوا منتقل می کند، در حالی که سقوط می کند و هوا به نوبه خود از قسمت بالایی که حاوی گرما است خارج می شود. به همین دلیل، کولینگ تاور اغلب فومارول های سفید را در بالا نشان می دهند.

برای ایجاد جریان رو به بالا، برخی از برج‌های خنک‌کننده دارای پره‌هایی در بالا هستند که شبیه به فن‌ها هستند. این تیغه ها جریان هوا به سمت بالا را به سمت داخل کولینگ تاور تولید می کنند. آب داخل ظرفی می‌ریزد و از آنجا به سمت فرآیند تولید جمع می‌شود.

سیستم های خنک کننده باز و بسته وجود دارد. هنگامی که یک سیستم بسته است، آب با هوای بیرون تماس پیدا نمی کند. در نتیجه آلودگی آب برج ها توسط آلاینده های هوا و میکروارگانیسم ها ناچیز است. علاوه بر این، میکروارگانیسم های موجود در کولینگ تاور به جو حذف نمی شوند.

طبقه بندی کولینگ تاور
بر اساس وسایلی که هوا از آن تامین می شود طبقه بندی می شوند. همه از ردیف های بسته بندی افقی برای ایجاد سطح وسیعی از تماس بین هوا و آب استفاده می کنند.

برج های کشش مکانیکی
• جریان القایی: هوا توسط یک فن که در بالای برج قرار دارد از داخل برج مکیده می شود.
• بادکش اجباری: هوا از طریق یک فن در پایین برج عبور می کند و از بالا تخلیه می شود.

برج های گردش طبیعی

• جوی: با بهره گیری از جریان های هوای جوی، از طریق بادشکن ها در یک جهت نفوذ می کند و با فصول سال و شرایط جوی تغییر می کند.
• کشش طبیعی: مانند دودکش کوره عمل می کنند. تفاوت بین چگالی هوا در برج و خارج باعث جریان طبیعی هوای سرد در پایین و خروج هوای گرم با متراکم کمتر در بالا می شود. برج های کشش طبیعی باید بلند باشند تا اثر تراکم ها را افزایش دهند، آنها باید سطح مقطع بزرگی داشته باشند به دلیل سرعت کم گردش هوا در مقایسه با برج های کشش مکانیکی.
• کشش اجباری: در نوع کشش اجباری هوا از طریق یک روزنه دایره ای به وسیله فن وارد می شود و به همین دلیل باید ارتفاع برج و حجم متناظر آن ناکارآمدی نسبی تامین شود که به عنوان ورودی هوا استفاده می شود.در برج های کششی القایی ، هوا می تواند در طول یک یا چند دیوار برج وارد شود و در نتیجه ارتفاع برج مورد نیاز برای ورود هوا بسیار کم است.

نوع جریان هوا

می تواند دو نوع باشد: جریان متقاطع (تک، دوتایی) یا جریان متقابل. برج های جریان متقاطع در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1970 جایگزین برج های جریان مخالف شدند. نوآوری بزرگ آن در این واقعیت است که وقتی به صورت افقی وارد هوا می شود، به لبه پرکننده برخورد می کند، به ویژه کاهش فشار در سمت هوا را کاهش می دهد، و اجازه می دهد هوای بیشتری در همان حجم بسته بندی شده بدون ایجاد فشار بیشتر وارد شود. افت فشار و در نتیجه قدرت بیشتر برای حرکت دادن فن ها. یا به شکل دیگری دیده می شود که در ج ریان متقاطع می توان سلول های بزرگتر با توان کم در فن ها را طراحی کرد.

اجزای کولینگ تاور

مخزن آب سرد

عنصری ساختاری که در قسمت پایینی کولینگ تاور قرار دارد تا آب سرد برج را دریافت کرده و به یک خط مکش یا سامپ هدایت کند. مصالح ساختمانی عبارتند از: چوب تصفیه شده، فلز، فایبرگلاس یا بتن. پرده ها (لوورها)

مجموعه های نصب شده بر روی ورودی های هوای کولینگ تاور برای از بین بردن پاشش آب.

شیر کنترل جریان

شیر کنترل شده به صورت دستی که معمولاً روی خط تامین آب گرم قرار دارد. پر شده

بخشی از سیستم داخلی برج که می تواند شامل میله های پاشش یا ورق های عمودی با پیکربندی های مختلف باشد تا بر سطح انتقال بین آب در گردش و هوایی که به سمت کولینگ تاور جریان می یابد، تأثیر بگذارد.

حذف کننده شبنم
مجموعه ای از چوب، فلز یا پی وی سی است که برای حفظ قطرات آب کشیده شده توسط هوا عمل می کند. آنها در منطقه تخلیه هوا قرار دارند

سیستم توزیع

همه قسمت های کولینگ تاور هستند که از اتصال ورودی شروع می شود که آب گرم را در مناطقی که آب با هوا در تماس است به برج توزیع می کند.

نازل ها

دستگاهی برای کنترل توزیع آب در بالای کولینگ تاور. نازل ها برای رساندن آب به شکل مه (اسپری)، فشار (نوع برج مخالف)، یا جت گرانشی (نوع برج جریان متقاطع) طراحی شده اند.

لوله اصلی هدر
که آب را به هر سلول یا لوله‌کشی سیستم توزیع در هر سلول می‌برد.

عملکرد قطعات
اگر آب از نازلی عبور کند که قادر به تولید قطرات کوچک است، سطح بزرگی برای تماس آب و هوا در دسترس خواهد بود. از آنجایی که رابط آب و هوا نیز سطح انتقال حرارت است، استفاده از نازل اجازه می دهد تا سطوح خوبی از راندمان در هر فوت مکعب دستگاه تماس حاصل شود.

عملکرد بسته بندی افزایش سطح موجود در برج است، یا با توزیع مایع در یک سطح بزرگ یا با تاخیر در ریزش قطرات از طریق دستگاه.

در کولینگ تاور به دلیل نیاز به حجم زیاد هوا و افت فشارهای مجاز کوچک، مرسوم است که از ریسمان های چوبی با مقطع مستطیل یا مثلثی استفاده شود که برج را بطور قابل ملاحظه ای بلامانع می کند. بسته بندی تقریباً به طور انحصاری در هر یک از دو شکل تولید می شود و هدف آن قطع کردن نزول مایع است.