مزایا و معایب انواع برج خنک کننده

ما در این متن 6 مورد از مزایا و معایب برج خنک کننده (از نوع مرطوب یا همان تبخیری) را بررسی و آنها را نسبت به هم مقایسه می کنیم. مشکلات برج خنک کننده سبب می شود که در برخی پروژه ها از برج خنک کننده دیگری به عنوان جایگزین برج خنک کننده تبخیری استفاده کرد. ما در این متن مسایل و مشکلات پیرامون برج های خنک کننده مرطوب یا تبخیری (برج های گرد یا مکعبی که در آن هوا با آب تماس مستقیم دارند) را از زوایای مختلف بررسی می کنیم.

مزایا و معایب برج خنک کننده مرطوب یا تبخیری (آب خنک) نسبت به نوع خشک (هوا خنک) و مقایسه آنها

پیش از اینکه به بررسی 6 مورد از مزایا و معایب کولینگ تاورها بپردازیم ساختار دو نوع بسیار پر کاربرد آن را بررسی می کنیم.

1 . نوع خشک (هوا خنک) یا همان مدار بسته

در این نوع که به آن مبدل حرارتی هوا خنک یا درای کولر (Dry Cooler) نیز گفته می شود یک کویل بسته وجود دارد که آبگرم داخل آن جاری شده و یک یا تعدادی فن هوا را از اطراف کویل عبور می دهند تا دمای آب کاهش یابد و هیچ تماس مستقیمی بین هوا و آب وجود ندارد و به همین خاطر به آن خشک یا مدار بسته یا هوا خنک گفته می شود. این نوع در طرح های متنوعی ساخته می شود (برای مثال عمودی ، افقی و V شکل و …) که در تصویر زیر نوع V شکل آن نشان داده شده است. طرز کار آن بسیار شبیه رادیاتور یک خودرو است.

2 . نوع مرطوب یا تبخیری (آب خنک) یا همان مدار باز

اجزا و نحوه کار این نوع در شکل زیر به خوبی نشان داده شده و به این علت به آن مرطوب گفته می شود که با تماس مستقیم آبگرم و هوا و تبادل حرارت بین آنها شاهد کاهش دمای آب خواهیم بود و بخشی از آب تبخیر شده و به همراه هوا از قسمت بالایی دستگاه خارج می شود. به خاطر همین تماس مستقیم آب با هوا و تبخیر بخشی از آب به آن تبخیری یا مرطوب یا آب خنک گفته می شود و علت نامگذاری آن به مدار باز این است که آبگرم مثل حالت قبل دیگر درون کویلی بسته جریان ندارد و وقتی وارد برج خنک کننده یا همان کولینگ تاور می شود از بالا روی پکینگ ریخته و در پکینگ (صفحاتی مشبک شبیه پوشال) با هوا تماس مستقیم پیدا می کند تا حرارت خود را به هوا دهد و خنک شود.

برای آشنایی بیشتر با ساختار و طرز کار برج های مرطوب یا تبخیری، این متن ⇐ را مطالعه کنید.

با مقایسه این دو نوع می خواهیم 6 مورد از مزایا و معایب آنها را نسبت به هم مقایسه کنیم که ابتدا 3 مورد از مزایایی که سبب می شود از این دستگاه (نوع مرطوب یا همان تبخیری) در برخی پروژه ها به عنوان سیستم خنک کاری آبگرم استفاده کرد را بیان می کنیم.

مزایای برج خنک کننده مرطوب یا تبخیری (نسبت به نوع خشک) :

1 . قیمت اولیه کمتر

قیمت اولیه تولید برج خنک کننده مرطوب یا تبخیری نسبت به سایر سیستم های خنک کننده آبگرم مانند برج خنک کننده خشک (که به آن مبدل حرارتی هوا خنک و یا درای کولر نیز گفته می شود) کمتر است. زیرا ساختار ساده تری دارد و از لوله کشی های مسی (کویل مسی) در آن خبری نیست. مهمترین قطعات آن بدنه اصلی، موتور الکتریکی، فن و پکینگ است. البته این ارزان تر بودن به شرطی است که آب منطقه املاح بالایی نداشته باشد و از تجهیزات سختی گیر و تصفیه آب استفاده نشود و در غیر این صورت مجموع قیمت کولینگ تاور مرطوب به همراه سختی گیرها و تاسیسات تصفیه آب از قیمت کولینگ تاور نوع خشک که به تجهیزات تصفیه آب در آن به هیچ وجه نیازی نیست (حتی در مناطقی که املاح آب به شدت بالاست) بیشتر هم خواهد شد. زیرا مدار آب در نوع خشک یک مدار بسته بوده و فقط یک بار آب در آن شارژ می شود که آن هم آب کاملا تصفیه شده یا آب مقطر خواهد بود.

2 . راندمان بیشتر

راندمان برج خنک کننده مرطوب یا تبخیری به علت تماس مستقیم جریان هوا با آبگرم برای انتقال حرارت آبگرم به هوا، نسبت به دستگاه های دیگری (مانند برج خنک کننده خشک) که در آنها هوا و آب با هم تماس مستقیم ندارند و انتقال گرما از طریق جداره لوله های مسی صورت می گیرد، بیشتر است. در واقع برج های خنک کننده خشک نهایتا می توانند 5.5 درجه سانتی گراد دمای آبگرم را کاهش دهند و هر چه دمای هوای محیط بیشتر شود مقدار کاهش دمای آبگرم از این مقدار هم کمتر خواهد شد و این در واقع یکی از بزرگترین معایب برج خنک کننده خشک محسوب می شود که کاربرد آن را محدود می کند و چونکه برج های خنک کننده مرطوب بیشتر از این مقدار می توانند دمای آبگرم را کاهش دهند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

3 . مصرف برق کمتر

کولینگ تاور نوع مرطوب فقط یک فن دارد و همانطور که گفتیم تبادل حرارت در اثر تماس مستقیم آب با هوا راحت تر صورت گرفته و بنابرین مصرف برق کمتری نسبت به کولینگ تاور نوع خشک که تعداد فن بیشتری داشته و تبادل حرارت در آن از جداره لوله های مسی صورت می گیرد دارد. ولی این نکته را هم فراموش نکنید که در نوع خشک اصلا مصرف آب نداریم ولی در نوع مرطوب باید مجموع هزینه های مصرف برق و آب را در نظر گرفت.

معایب برج خنک کننده مرطوب یا تبخیری و مقایسه آن نسبت به انواع خشک :

معایب برج خنک کننده مرطوب ، کارکرد آن را در بلند مدت و در صورت عدم نگهداری صحیح و سرویس دوره ای با مشکلات مواجه می کند و منجر به کاهش راندمان سیستم می شود. مهمترین مشکلات برج خنک کننده تبخیری عبارتند از :

1 . آلودگی بیولوژیکی و رسوب و نیاز به تصفیه آب

برج های خنک کن تبخیری به طور طبیعی مکانی گرم و مرطوب هستند. به علت وجود مواد مغذی در منابع آبی، محیطی ایده آل برای رشد ناخواسته بیولوژیکی مانند باکتری فراهم می شود. این آلودگی ها هم برای مردم و هم برای راندمان برج مشکلاتی را بوجود می آورد. یک لایه نازک از این مواد بر روی سطوح اجزای داخلی برج نشسته و راندمان حرارتی آن را کاهش می دهد. بنابرین این مورد یکی از مهمترین مشکلات پکینگ برج خنک کننده محسوب می شود. در حالی که در مبدل حرارتی هوا خنک چنین مشکلی وجود ندارد. اگر آب به خوبی تصفیه نشود (مخصوصا در مناطقی که املاح آب بالاست) لوله های سیستم به سرعت دچار گرفتگی شده و راندمان و کارایی آن کاهش می یابد و هزینه های سنگین سرویس های دوره ای بیشتری را بر مشتری تحمیل می کند و از طرفی هم خود عمل تصفیه آب و نصب سختی گیرهای مناسب برای آن هزینه بر خواهد بود.

2 . مصرف آب

یکی دیگر از معایب برج خنک کننده تبخیری، مصرف آب در آن است. علت اینکه به آن تبخیری یا مرطوب گفته می شود این است که بخشی از آب در اثر برخورد مستقیم با ذرات هوا، تبخیر شده و به صورت بخار آب از بالای برج خارج می شود. بنابرین هزینه مصرف آب نیز به مصرف الکتریسیته افزوده می شود. در حالی که در مبدل حرارتی هوا خنک مصرف آب وجود ندارد.

3 . عدم کارایی در شرایط آب و هوایی شرجی

در منطقه ای که آب و هوای شرجی دارد نمی توان از انواع مرطوب یا همان مدار باز استفاده کرد زیرا دیگر هوای مرطوب نمی تواند گرمای آبگرم را به خود جذب کند و سیستم کارایی نخواهد داشت و فقط باید از انواع خشک یا همان مدار بسته استفاده شود.

پس از اینکه انواع برج های خنک کننده را با هم مقایسه کردیم و 6 مورد از مزایا و عایب آنها را شناختیم باید بدانیم که در چه مواقعی باید از آنها و در چه مواقعی از سایر دستگاه ها استفاده کنیم که در ادامه به طور خلاصه به آن می پردازیم.

سیستم جایگزین برج خنک کننده تبخیری یا همان مرطوب

به علت ارزان بودن برج خنک کننده تبخیری نسبت به دستگاه های دیگر، استفاده زیادی از آن در صنعت و نیز سیستم چیلر (به عنوان خنک کننده آب کندانسور در چیلر تراکمی) می شود ولی همانطور که گفته شد مشکلات مهمی از جمله مسایل بهداشتی ، مسیله نصب تجهیزات تصفیه آب و نیز مصرف آب نیز در آن وجود دارد. البته در اغلب موارد در کولینگ تاورهای تبخیری به تجهیزات تصفیه آب نیاز است که همین امر سبب می شود که مجموع قیمت تمام شده برج تبخیری و تجهیزات تصفیه کننده آب نسبت به برج خشک که به تجهیزات تصفیه آب نیازی ندارد بیشتر هم شود و لذا موقع خرید تجهیزات حتما این نکته را مد نظر داشته باشید.

در ضمن حتی اگر تجهیزات تصفیه آب نیز نصب شود خود این تجهیزات نیاز به سرویس های دوره ای (پاکسازی یا تعویض فیلتر و …) دارند و هزینه بر خواهد بود.