برج خنک کننده مدار بسته چیست؟

برج خنک کننده مدار بسته دستگاهی جهت خنک کردن آب در گردش با استفاده حداقلی از آب و جدا نمودن سیال فرآیندی و سال خنک کننده است. بعضی مواقع با توجه به شرایط آب و هوایی نیاز است که از هدر دادن آب و تبخیر زیاد آن جلوگیری شود و دلیل آن کمبود آب است. برای همین منظور از برج خنک کننده مدار بسته یا همان برج خنک کننده خشک استفاده می‌گردد. عملکرد برج خنک کننده مدار بسته این طور است که آب گرم در آن ار لوله‌های پره دار عبور می‌کند و به جای عبور از پکینگ‌ها، این لوله‌های پره دار در ارتباط با هوای سرد هستند.
اساس کار برج خنک کننده بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو است. عموماً در برج خنک کننده آب گرم خروجی از سیستم توسط لوله‌هایی از بالای برج خنک کننده وارد شده و در آنجا به صورت طبیعی یا با آب فشان هایی به سمت پایین برج جاری می‌شود و در طول این مسیر با توجه به نوع برج خنک کننده به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند.

برج خنک کننده از لحاظ مکانیزم انتقال حرارت به دو گروه مرطوب (مدار باز) و خشک (مداربسته) تقسیم می‌شود.

الف) برج خنک کننده مرطوب (مدار باز) Wet Cooling Tower:

آب گرم از بالای برج خنک کننده با عبور از پکینگ‌ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن یا به صورت طبیعی وارد برج خنک کننده می‌شوند ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین می‌شود. مهمترین عیب این سیستم پاشیدن حرارت آب به اطراف و همچنین تبخیر بیش از حد آب است.

ب) برج خنک کننده خشک (کولینگ تاور مدار بسته) Dry Cooling Tower:

در مناطقی که به علت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کننده خشک استفاده می‌گردد.در این دسته آب گرم (یا روغن) بجای عبور از پکینگ‌ها از لوله‌های پره دار که با هوای سرد در تماس است عبور کرده و خنک می‌گردد. از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف است. مکانیزم چرخش آبگرم (روغن) در این سیستم مانند مکانیزم عملکرد یونیت هیترها است.
تقریبا بیش از90 درصد برج‌های خنک کننده از نوع برج‌های تر هستند که خود به دو گروه جریان متقابل(counter flow) و جریان متقاطع (cross flow) تقسیم می‌شوند. طی سالهای طولانی فعالیت مهتاب گستر برج‌های خنک کننده از نوع جریان متقابل بعلت حجم کمتر برج خنک کننده و راندمان بهتر و هزینه کمتر مقبولیت بیشتری پیدا کرده است.

مزایای برج خنک کننده مدار بسته

برج‌های خنک کننده مدار بسته، مایع یا سیال فرآیند را کاملا از جو جدا می‌کند. این امر با ترکیب تجهیزات دفع گرما با مبدل حرارتی در یک برج خنک کننده مدار بسته محقق می‌شود (شکل زیر). برج خنک کننده مدار بسته از کیفیت سیال فرآیندی محافظت می‌کند، هزینه و زمان مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری سیستم را کاهش می دهد و انعطاف پذیری عملیاتی را با کاهش هزینه اولیه بالاتر می‌برد.

علاوه بر موارد فوق، برج خنک کننده مداربسته دارای مزایای زیر نیز است:

مصرف آب:

درقیاس با مدل‌های مدارباز، از مصرف آب بسیار کمتری برخوردار است. ضمناَ نیاز بسیار کمتری به تزریق آب جبرانی خواهد داشت. (صرفه جویی مالی)

مصرف انرژی:

پایین بودن میزان مصرف انرژی

کنترل انرژی:

قطعات و سیستم‌های جانبی مانند ترموستات و…، به راحتی با برج‌های مداربسته هماهنگ می‌شوند. لذا میتوان در فصول مختلف سال، انرژی مصرفی را کنترل نمود.

عدم نیاز به تصفیه آب:

سیال در مجراهای بسته‌ی سیستم‌های مدار بسته جریان دارد. بنابراین چنانچه از کیفیت آب ورودی مطمئن هستید، نیازی به تصفیه ثانویه نخواهید داشت. بدلیل عدم ارتباط مستقیم با هوا، کیفیت و بهداشت سیال حفظ خواهد شد.

رسوب:

 میزان تشکیل رسوب نیز در برج خنک کننده مداربسته کمتر است. درنتیجه به شستشو و تعمیر کمتری نیاز خواهند داشت.

محافظت از لوله‌ها:

 لوله‌های فلزی پره دار این تجهیزات، امکان اکسیداسیون و زنگ زدگی دارند. از همین رو با شیوه حفاظت کاتدی، به راحتی میتوان این دغدغه را برطرف نمود.