برج خنک کننده (کولینگ تاور)
ظرفیت گرمایی ویژه بالا، سیالیت، بی خطر بودن و دسترسی آسان آب باعث شده که در اکثر صنایع از آن به عنوان سیال خنک کننده دستگاهها و تجهیزات استفاده شود. با توجه به اینکه اکثر مناطق ایران در ناحیه بیابانی و نیمه بیابانی واقع شده است، بنابراین استفاده بی رویه از آب جهت خنک کردن فرآیند با مشکل مواجه خواهد بود. از این رو استفاده از برج های خنک کننده جهت خنک کردن آب خروجی از فرآیندهای مذکور باعث صرفه جویی قابل توجه در مصرف آب خواهد شد.
برج خنک کننده دستگاهی است که بر اساس انتقال جرم بین دو فاز مایع و گاز و تبخیر بخشی از مایع که منجر به گرفتن انرژی قابل ملاحظه ای از جریان مایع می شود، کار می کند. در واقع جریان هوای خشک در اثر عبور از روی جریان آب، بخشی از آب را تبخیر کرده و باعث خنک شدن جریان آب می گردد. نظر به اینکه گرمای نهان تبخیر آب در مقایسه با ظرفیت گرمایی ویژه آن بسیار بالا می باشد، تبخیر بسیار ناچیز آب باعث سرمایش نسبتاً بالایی در جریان مایع می گردد( بعنوان مثال تبخیر 1 لیتر آب و ورود آن به جریان هوا می تواند باعث سرد کردن 10 درجه ای حدود 60 لیتر جریان آب گردد). البته باید توجه داشت که پارامتر محدود کننده انتقال حرارت، رطوبت نسبی هوای ورودی می باشد. از این نظر برج های خنک کننده به دو دسته تقسیم می شوند:
1- برج خنک کننده مدار باز
2- برج خنک کننده مدار بسته
در صورتی که رطوبت نسبی هوای ورودی بالا باشد، راندمان برج خنک کننده کاهش قابل توجهی پیدا خواهد کرد. به منظور مرتفع کردن این مشکل استفاده از برج های خنک کننده مدار بسته مورد توجه خواهد بود. در بعضی از موارد نیز سیال خنک کننده آب نیست. در این صورت نیز اجباراً باید از برج خنک کننده مدار بسته استفاده نمود.
اساس کار این نوع برج ها، سرمایش تبخیری (Evaporative cooling) می باشد. در این برج ها سیال خنک کننده با دمای بالا وارد لوله های پره دار مبدل حرارتی برج می گردد. آب از بالای برج روی پره های مبدل اسپری می شود و هوا نیز از پایین برج دمیده می شود. در نتیجه این فرآیند، مقداری از آب با گرفتن دمای سیال مبرد، تبخیر شده و با توده هوای ورودی از بالای برج خارج می شود و باعث سرد شدن سیال مبرد می گردد.
