کندانسور هوایی یا درای کولر

کندانسور هوایی یا کندانسور هوا خنک نوعی از برج های خنک کن خشک(Dry Cooling Tower) می باشد که در ترنسیلت زبان‌انگلیسی تحت‌عنوان نام‌ های ایر کولر(Air Cooler) و درای کولر(Dry Cooler) نیز معرفی می‌گردد. کندانسور هوایی یا درای‌کولر درواقع نوعی برج خنک کننده آب با مداربسته محسوب می‌شود که به دلیل تماس با هوای‌خشک عموماً در واحدهای برودتی با ظرفیت سرمایشی پایین مورد استفاده قرار‌می گیرد.

کندانسور هوایی به دلیل تماس آب با جریان هوای‌خشک محیط بیرون سبب کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای‌ خشک محیط می‌گردد و دلیل اصلی نامگذاری این تجهیز با نام‌های برج خنک کننده خشک و درای‌ کولر نیز همین موضوع می‌باشد. این موضوع که کندانسور هوایی دمای سیال را تا دمای خشک محیط کاهش می دهد در برخی موارد سبب محدودیت کاربری این تجهیز در فصول گرم می گردد. همچنان در برخی از نقاط اقلیمی که هوای منطقه به دلیل نزدیکی به خط استوا یا شرایط کوهستانی و منطقه ای گرم و خشک می باشد سبب کاهش راندمان کندانسور هوایی می شود . رعایت نکات اصولی در خرید کندانسور و انتخاب بهترین محل جهت نصب درای کولر مهمترین عوامل بهبودی عملکرد این دستگاه محسوب می شود.

چرا کندانسور هوایی؟

در پاسخ به این سوال باید این‌گونه بیان کرد که دلیل استفاده از کندانسور هوایی یا درای کولر عدم امکان استفاده از کندانسورهای‌آبی در مناطق مرطوب و شرجی می‌باشد. به بیان ساده‌تر در مناطقی که نسبت‌رطوبت‌محیط(رطوبت‌نسبی) بالاتر از 80 درصد باشد عموماً دمای‌خشک محیط (Dry Bulb) و دمای‌مرطوب محیط (Wet Bulb) یکسان خواهد بود و استفاده از کندانسورهای‌آبی که وابستگی زیاد به افزایش رطوبت در محیط دارند عملاً امکان‌پذیر نمی‌باشد.

در این‌گونه مناطق به‌دلیل عملکرد بهتر کندانسورهای هوایی یا ایر کولرها از این تجهیز به عنوان منبع اصلی خنک کننده آب استفاده می‌شود. دمای خشک یا محسوس مناطق مرطوب به دلیل رطوبت نسبی زیاد محیط اقلیم عموماً کمتر از مناطق خشک می‌باشد که این موضوع بر اهمیت استفاده از برج‌خنک‌کننده خشک یا کندانسورهوایی می‌افزاید.

اجزای اصلی کندانسور هوایی:

---

1-استراکچر نگهدارنده و فریم اصلی:

این بخش شامل ستونی های شاسی از جنس ناودونی یا قوطی در سایزهای مختلف می باشد که کویل و سایر تجهیزات روی آن قرار می گیرد.

2-ورق های پنل و دیواره های جانبی:

این بخش پس از قرارگیری کویل فین دار به جهت تشکیل فریم جهت عبور جریان هوا در 4 طرف کندانسور هوایی پرچ و اتصال می یابد.

3-کویل فیندار و بدون فین جهت تبادل انرژی حرارتی:

این بخش تشکیل شده از تعداد بسیار زیادی لوله مسی محصور شده به صفحه های متراکم آلومینیوم(فین) می باشد که مهمترین بخش در تبادل حرارت در کندانسور هوایی محسوب می شود.

4-فن یا پروانه مکنده یا دمنده:

کندانسور هوایی یک مبدل حرارتی با هوا می باشد که جریان هوا سبب کاهش دمای سیال یا مبرد داخل آن می شود و وظیفه ایجاد جریان هوا داخل کندانسور و بر روی سطح کویل برعهده پروانه یا فن های نصب شده بر روی دستگاه می باشد.

5- سیستم کاهش دور یا انتقال قدرت:

کندانسورهای هوا خنک با ظرفیت بالا عموماً دارای فن هایی با اندازه بزرگ می باشد و این گونه فن یا پروانه ها نیازمند سرعت چرخش(دور) کمتری می باشند که از این بابت از سیستم های کاهش دور تسمه و پولی و گیربکس جهت این امر در ایر کولر ها استفاده می شود.

6-موتور یا مولد انرژی مکانیکی:

انرژی لازم جهت چرخیدن فن و ایجاد فشار منفی در فن توسط الکتروموتور تأمین می گردد و در واقع مهمترین بخش کار ورودی به کندانسور از همین طریق صورت می پذیرد و مصرف برق کندانسورهای هوایی برگرفته از این قسمت می باشد.

7-تابلو کنترل محافظتی و تجهیزات کنترلی کندانسور هوایی:

به منظور تنظیم میزان مصرف انرژی و کنترل تجهیزات الکتریکال(موتور) از تجهیزات محافظتی و کنترلی در تابلو کنترل استفاده می شود.

8-توری های فن گارد:

توریهایی در بخش بالایی یا زیرین فن جهت ممانعت از ورود اجسام خارجی به بخش فن از این قسمت تحت عنوان فن گارد یا محافظ پروانه استفاده می شود.

9-فلنچ و کلکتور اصلی ورودی و خروجی سیال یا مبرد:

این بخش جهت اتصال خط لوله کشی سیال یا مبرد به کندانسور مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند به صورت سر دنده ، فلنچ یا ونتوری وابسته به نوع کارایی یا درخواست استفاده شود.

10-لیفتینگ لاگ یا قلاب های بارگیری در طرفین دستگاه:

این بخش تشکیل شده از قلاب هایی است جهت سهولت در فرآیند بارگیری که در کندانسورهای هوایی با ظرفیت بالا کاربرد بیشتری دارد.

11-تله بخار:

این قسمت بیشتر در انواع کندانسورهای بخار به کار برده می شود که هدف از این بخش ممانعت از خروج بخار از قسمت خروجی آب می باشد.

---

ظرفیت کندانسورهوایی چگونه محاسبه می‌شود؟

ظرفیت کندانسورهواخنک یا برج‌خنک‌کن خشک تابعی از میزان سطح انتقال حرارت کندانسور و مقدارهوادهی فن یا فن‌های ایرکولر می‌باشد. به هر میزان که سطح بیشتری از لوله‌های انتقال‌انرژی(کویل) در کندانسور استفاده شود ایرکولر یا درای‌کولر ظرفیت کاهش دمای بیشتری خواهد داشت و انتقال‌گرما از آب به محیط بیرون نیز بهتر و سریع‌تر صورت می‌پذیرد.

بنابراین واحدهای خنک‌کننده پرظرفیت نیازمند سطح لوله‌های بیشتر(متراژ کویل بزرگتر) و میزان هوارسانی بیشتری می‌باشد که در اغلب موارد در طراحی کندانسورهوایی یا درای‌کولر مجبور به استفاده از دو یا چند مدار کویل و تعداد زیادی فن‌هوارسانی(پروانه) می‌باشیم. به منظور محاسبه ظرفیت کندانسور هوا خنک می توان از فرمول های به کار رفته در بخش برج خنک کننده نیز بهره جست. در بخش محاسبات برج خنک کننده می توانید از معادلات لازم جهت محاسبه ظرفیت کندانسور بهره بجویید.

چه مدلی از فن برای سیستم های خنک کننده هوایی(کندانسور هوایی) مناسب‌تر می‌باشد؟

فن یا پروانه در کندانسورهای هوایی اغلب از نوع جریان محوری یا آکسیال(Axial flow) به کاربرده می‌شود که بازده نسبتاً بیشتری از پروانه های مدل گریزازمرکز یا سانتریفوژ حلزونی دارد. فن های آکسیال یا محوری به کار برده شده در کندانسورهای هوایی در شرایطی که اصول و استانداردهای طراحی رعایت نشود ممکن است صدای زیادی تولید کنند. میزان دسیبل صدای مجاز برای فن یا پروانه های آکسیال مکنده یا دمنده در کندانسورهای هوایی بین 70 الی 75 دسیبل در طراحی تعیین می گردد. به منظور کاهش میزان صدای تولیدی کندانسور هوایی عموماً از سیستمهای درایو اینورتر جهت کاهش دور فن به دور نامی و استاندارد استفاده می گردد.

به‌ هرحال جدا از بحث ایجاد سروصدا که توسط یک سری از اصول طراحی به کاررفته در پروانه‌ آکسیال قابل رفع خواهد بودکندانسورهوایی با استفاده از سیستم هوادهی محوری(دارای فن محوری) نسبت به کندانسورهای دیگر دارای مزایایی فراوانی می‌باشد که به شرح مختصر برخی از این مزیت‌ها می‌پردازیم:

کاربرد سیستم های کنترلی در کندانسور هوایی یا درای کولر

استفاده از سیستم های کنترل دور متغیر یا در اصطلاح VFD کنترل علاوه بر کاهش صدای تولیدی کندانسورهوایی سبب کاهش شدید مصرف برق در فصول سرد و معتدل می شود. در واقع در فصول خنک استفاده از سیستم اینورتر سبب کاهش فلو هوای در گذر از سطح مقطع لوله های کندانسور می شود که این موضوع با کاهش دمای هوای محیط جبران خواهد شد و تأثیر این عملکرد بر دمای خروجی سیال از کندانسور هوا خنک بسیار ناچیز و ناقابل می باشد.

در موقعیت‌های خاص که موضوع سر و صدا از اهمیت بسزایی برخوردار است می توان از فن‌های حلزونی برای خنک‌کاری آب درون کندانسورهوایی استفاده نمود. به عنوان مثال در بسیاری از واحدهای‌کندانسور یکپارچه چیلر‌تراکمی (یک تکه) که در نزدیکی محل سکونت نصب می‌شوند کندانسورها دارای فن‌های حلزونی گریزازمرکز هستند.

مزایای استفاده از کندانسور هوایی یا درای کولر به نسبت برج خنک کننده مدارباز (مرطوب)

• عدم نیاز به مصرف آب و تهیه آب‌جبرانی همانند برج خنک کننده مرطوب
• یخ‌زدگی آب درون سیکل گردشی مداربسته کندانسورهای‌هوایی به مراتب میزان کمتری نسبت به کندانسورهای‌تبخیری و مرطوب خواهد داشت.
• رسوب‌گرفتگی در داخل مدارچرخشی آب به شدت کمتر صورت می‌پذیرد.
• عدم نیاز به سختی‌گیری آب درحال‌گردش به دلیل بسته‌بودن مدار جریان سیال آب درون کندانسورهواخنک
• عدم نیاز به تأمین تجهیزات‌جانبی از جمله پمپ‌های فشارقوی ، مخازن آب‌جبرانی و سختی‌گیرهای‌رزینی
• امکان نصب در فضای باز و دو تکه کردن واحد خنک‌کننده برای جلو گیری از انتقال ارتعاش و سروصدا به داخل فضا
• هزینه کمتر نصب و راه اندازی به نسبت کندانسورهای تبخیری و کندانسورهای مرطوب یا مدارباز (برج‌خنک‌کن‌تر)
• کاهش هزینه‌های مصرف‌انرژی در مناطق مرطوب و شرجی

معایب کندانسور هوایی یا درای کولر

• کاهش راندمان در اثر تابش نور خورشید
• افزایش دمای سیال و کاهش راندمان در فصول گرم
• عدم کاربری ایده آل در مناطق گرم و خشک و نزدیک به خط استوا
• نیازمند تجهیزات کنترلی و هزینه ی بالا

  ---

قیمت کندانسور هوایی یا درای کولر

قیمت کندانسور هواخنک وابسته به نوع کاربری در جهت خنک کاری مبرد یا سیال آب و بخار ، ظرفیت سرمایشی کندانسور(بر اساس تن تبرید) و یا با توجه به نوع متریال به کار رفته در تولید این تجهیز متفاوت خواهد بود.قیمت کندانسور بخار در انواع کندانسورهای هوا خنک به دلیل اهمیت بالا در گرید تجهیزات جانبی از سایر انواع درای کولر یا کندانسور هوایی بیشتر می باشد. عموماً کندانسورهای هوایی بخار از تجهیزات کویل تمام استیل تولید می شود که با توجه به قیمت بالای لوله و اتصالات استیل قیمت تمام شده این دستگاه افزایش خواهد یافت. به صورت مختصر اصلی ترین عوامل تأثیرگذار بر قیمت کندانسور هوایی به شرح ذیل می باشد.

• نوع سیال خنک شده در کندانسور
• متریال بکار رفته در کویل
• نوع کویل (فین دار یا بدون فین)
• ظرفیت برودتی یا سرماسازی کندانسور هوایی
• تعداد فن های بکار رفته در کندانسور
• نوع سیستم کنترلی و تجهیزات جانبی آپشنال به کار رفته در جهت کنترل مصرف انرژی
• سایر عوامل همچون شرایط دبی سیال در گردش، شرایط نصب ، نوع متریال شاسی و غیره

برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده فایبرگلاس (fiberglass cooling tower) نوعی برج خنک کن یا کولینگ‌تاور با بدنه کامپوزیت یا فایبرگلاس می‌باشد. برج خنک کننده فایبرگلاس(فایبرگلس) منبع سردکننده آب داغ برگشتی از چیلر یا ماشین‌های صنعتی می‌‌باشد. برج خنک‌کن فایبرگلاس مبدل خنک کننده آب توسط هوا می باشد که انواع مختلفی دارد. آب داغ در این تجهیز توسط هوای محیط بیرون سرد می‌شود. گرمای مازاد آب از بالای برج خنک‌کننده فایبرگلاس به بیرون تخلیه می‌شود. آب خنک شده در کولینگ تاور فایبرگلاس تا دمای مرطوب کاهش دما پیدا می کند. در اثر فرآیند تماس آب و هوا در برج خنک کننده آب تبخیر می شود. تبخیر آب سبب افزایش رطوبت هوای خروجی می شود. بخارات آزاد شده از آب به صورت رطوبت به هوای آزاد هدایت می شود. برج خنک کننده فایبرگلاس انواع مختلفی دارد که از جمله پرکاربردترین آن ها برج فایبرگلاس مکعبی و مخروطی مدارباز می‌باشد.

شاید بپرسید فایبرگلاس چیست؟

فایبرگلاس نوعی کامپوزیت یا ترکیبی از چند ماده مختلف پلیمری(رزین و چسب) با شیشه می‌باشد. فایبرگلاس از دو کلمه fiber یعنی فیبر (پلاستیک فشرده) و glass  نامگذاری شده و به معنای ترکیب پلیمر با شیشه میباشد. فایبرگلاس در دو دسته frp و grp دسته بندی می شود که frp  نیز مخفف کلمه fiber reinforced polymer می‌باشد. فایبرگلاس از ترکیب دو ماده الیاف شیشه‌ای و چسب مخصوص (رزین) تشکیل شده و به دلیل داشتن ساختار ترکیبی بسیار مقاوم تر از سایر پلیمرها می‌باشد.

به بیانی ساده: فایبرگلاس نوعی پلیمر است که توسط الیاف شیشه تقویت شده و مقاومت مکانیکی بسیار بالایی پیدا کرده است.

---

چرا از فایبرگلاس در ساختار برج خنک کننده استفاده می کنیم؟؟؟

شاید در این مرحله پرسش شود که چرا امروزه بیشتر تولیدات برج خنک کننده با بدنه فایبرگلس عرضه می‌گردد. در پاسخ به این موضوع باید بگوییم دلایل بسیار زیادی در کاربرد فایبرگلاس در ساختار بدنه کولینگ تاور دخیل بوده که مهمترین آنها عبارتند از:

• عدم زنگ زدگی بدنه در واکنش با رطوبت و آب

• غیرقابل نفوذ بودن در برابر گرمای خورشید (مخصوصاً در فصل تابستان)

• آنتی یووی بودن بدنه و عدم آفتاب سوختگی و پوسیدگی قطعات در برابر تابش نور خورشید

• امکان تولید و ساخت در ظرفیت های بسیار زیاد به صورت چندسلولی

• رسوب گرفتگی فوق العاده کم در برابر املاح موجود در آب

• سبک بودن ساختار فایبرگلاس نسبت به فلزهای مختلف و بتن

• ارتعاش و لرزش کم بدنه به دلیل پیچ و مهره بودن اتصالات و ساختار بدنه

• رشد جلبک و باکتری در محیط فایبرگلاس به کندی شکل می گیرد.

• طول عمر بسیار بالای بدنه فایبرگلاس در عمر مفید کاری برج خنک کننده

• تولید ارزان تر و  داشتن صرفه اقتصادی بالا

• ساخت سریع تر

• جابجایی و حمل آسان

---

برج خنک کننده فایبرگلاس آب را تا چه دمایی کاهش می دهد؟

تلفیق رطوبت با هوای محیط باعث می شود که هوا به حالت اشباع (رطوبت 100) برسد. آب نیز به دلیل مذکور در برج خنک‌کننده فایبرگلاس تا نزدیکی دمای مرطوب محیط کاهش می‌یابد. دمای حباب تر یا دمای اشباع مناطق مختلف و اقلیم های متنوع با یکدیگر تفاوت زیادی دارد. در محیط هایی که در مجاورت دریا یا دریاچه قراردارند همانند سواحل جنوبی و شمالی کشور رطوبت نسبی محیط بالا می باشد. افزایش رطوبت محیط سبب افزایش یافتن دمای هوای اشباع می شود و در نتیجه آب خروجی کولینگ تاور نیز دمای بیشتری خواهد داشت. به عبارتی دیگر هوای مرطوب مناطق مختلف کشور بسیار متمایز بوده و برج خنک کننده نیز در نقاط مختلف عملکرد متفاوتی دارد. تمامی انواع کولینگ تاور فایبرگلاس دمای آب را مینیمم تا 3 درجه بالاتر از دمای محیط میتواند کاهش بدهد.

توضیحات بیشتر در مورد دمای وت بالت و شرایط طراحی در: محاسبات برج خنک کننده

نتیجه گیری: در طراحی و انتخاب کولینگ تاور فایبرگلاس در نظر گرفتن شرایط محیط اقلیمی (دما ، رطوبت و ...) بسیار مهم و حیاتی می‌باشد.

***تصویر زیر مشخصات حدود دمای مرطوب مناطق مختلف ایران را در پیک گرمایی تابستان(ماه مرداد) نشان میدهد.

---

انواع کاربری برج خنک کننده فایبرگلاس

• برج خنک کننده فایبرگلاس به عنوان خنک کننده چیلر

در این نوع کاربری از برج خنک کننده فایبرگلاس عموماً از کولینگ‌تاورهایی با ظاهر مدور به رنگ سفید در پشت‌بام ساختمانها استفاده می‌شود. وظیفه برج‌خنک‌کن فایبرگلس سرد نمودن آب کندانسور چیلر در موتورخانه می‌باشد. برج خنک کننده چیلر قالباً کاربرد بیشتری نسبت به کاربری صنعتی دارد. افزایش روز افزون سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی در ساختمانها سبب کاربرد بیشتر کولینگ‌تاور در این کاربری می‌گردد. برجهای فایبرگلس یا کامپوزیت در برخی از موارد به صورت دمونتاژ ارائه می گردد. اگر یک ساختمان قابلیت جایگذاری این تجهیز را نداشته باشد ، برج خنک کننده فایبرگلاس به صورت دمونتاژ ارسال و در محل ساختمان مونتاژ می‌گردد.

توضیحات بیشتر: برج خنک کننده چیلر

• برج خنک کننده فایبرگلاس در کاربری خنک کن ماشین آلات صنعتی

در کاربری صنعتی برج خنک کننده با بدنه فایبرگلاس این تجهیز امروزه از استقبال زیادی در صنایع مختلف برخوردار گشته است. به دلیل عملکرد و راندمان بالای کولینگ تاور فایبرگلاس امروزه در بیشتر صنایع از انواع برج خنک کننده فایبرگلس با استراکچر مکعبی یا مستطیلی استفاده می‌شود. سیستم‌های تعدیل کننده برودتی به دلیل شرایط صنعتی در کشور کاربرد فراوانی دارند. امروزه صنعت تولید پویاتر از همیشه در مقایسه با صنعت ساختمان فعال است. در صنعت تولید مهمترین اصل تولید بدون وقفه می‌باشد. یکی از مزایای کولینگ‌تاور فایبرگلاس تعمیر و نگهداری آسان و راحت می‌باشد. با استفاده از این مزیت صنعت تولید با بالاترین راندمان به کار خود ادامه خواهد داد.

توضیحات بیشتر: برج خنک کننده صنعتی

---

نحوه خنک کردن آب در برج خنک کننده فایبرگلاس

خنک کردن آب توسط انتقال حرارت جابجایی:

آبی که در برج خنک کننده فایبرگلاس توسط هوای سرد بیرون خنک می شود از دو روش اساسی گرما از دست می‌دهد. روش اول بر اثر اختلاف دمای آب داغ با هوای بیرون می باشد که به این گرمای از دست رفته انتقال برودتی می گویند. در اثر پدیده انتقال گرمای برودتی در برج خنک کن فایبرگلاس ، آب با توجه به میزان هوادهی و اندازه دمای محیط خنک می‌شود. به هر میزان حجم هوای بیشتری را بتوانیم در تماس با آب قرار دهیم میزان انتقال برودتی نیز بیشتر خواهد شد. در بسیاری از موارد در فصول گرم با افزایش دمای خشک و نزدیک شدن دمای محیط به دمای آب داغ این میزان کاهش می‌یابد.

خنک کردن آب توسط انتقال گرمای محسوس:

روش دوم در کاهش دمای آب در کولینگ تاور فایبرگلس ، تبخیر و آزاد شدن گرمای محسوس آب می باشد. در واقع برای تبخیر درصدی از جریان آب داغ گرمایی نیاز است که این گرمای محسوس از خود جریان آب گرفته می شود. آب پس از تبخیر به صورت بخارات وارد هوای خشک ورودی شده و اشباع می گردد. میزان رطوبت هوا به هر میزان کمتر باشد گرمای محسوس بیشتری از آب گرفته می شود و آب خنک تر خواهد شد. به دلیل همین موضوع عملکرد برج خنک کننده فایبرگلاس در محیطهای خشک ( دارای رطوبت کم) بهتر می باشد. گرمای محسوس همواره بیشتر از میزان گرمایی است که بر اساس اختلاف دمای آب و هوا جابجا می‌شود.

---

اجزای مختلف فایبرگلاس برج خنک کننده

• 1-پنلها یا فریم اصلی:

پنلها (Panel) دیواره‌های اصلی بدنه فایبرگلاس کولینگ‌تاور می‌باشند. پنلها می‌توانند به صورت ماژولار به بخشهای دیگر متصل شوند و فریم نهایی را تشکیل بدهند.

• 2-ستونی یا فریم جانبی:

ستونی (Column) از یک سو به پنلها و از سوی دیگر به بیسین و لوور متصل می‌شود. وزن اصلی فن دک یا فن استک توسط ستونی بر روی سازه تقسیم می‌گردد.

• 3-بیسین یا تشتک ذخیره:

تشتک (Basin) در زیری ترین بخش تحتانی برج خنک کننده قرار می گیرد . آب سرد پس از عبور از پکینگها در تشتک یا بیسین جمع می شود . این آب خنک جمع شده توسط پمپ سیرکولاتور وارد مدار خنک کاری می شود.

• 4-لوور یا کرکره ورودی هوا:

کرکره مکش هوا (Louvre) در بخش ورودی هوا به صورت پره ای قرار می گیرد . هوای مکش شده فن از این دریچه ها به داخل برج خنک کننده هدایت می شود. لوورها قالباً از دو نوع لانه زنبوری یا تیغه‌ای در کولینگ تاور بکار می‌روند.

• 5-فن دک یا محفظه خروجی هوا:

 گلویی خروجی هوا (Fan Deck) به صورت یک محفظه دودکش مانند در قسمت بالایی قرار داده می شود . هوای گرم و اشباع خروجی از این بخش به محیط بیرون هدایت می شود. فن دک به صورت یک مخروط واگرا در قسمت فوقانی برج قرار می‌گیرد.

• 6-ساپورتهای پالتورژن نگهدارنده:

نسل جدید تولید قطعات فایبری یا کامپوزیتی فرآیند پالتروژن می باشد. قطعات پالتروژنی به صورت قوطی یا نبشی از متریال الیاف و رزین (فایبرگلاس) تولید می شود. این قطعات در برج خنک کننده جایگزین ساپورتهای فلزی شده است.

---

انواع مدل های تولیدی برج خنک کننده فایبرگلاس

سیستم‌های برودتی فایبرگلاس در یک طبقه‌بندی کلی در دو زیرگروه مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌شود. سیستمهای برودتی مداربسته خود نیز با توجه به نوع کاربری به دو طبقه هیبریدی و خشک تقسیم می‌گردد. برج‌های مداربسته در قیاس با نوع باز هدر رفت آب کمتری دارد یا مصرف آب اصلاً ندارد. به دلیل برخورد هوا با آب تحت سطح تماس واسطه(کویل) تبخیر در کولینگ‌تاورهای فایبرگلس اتفاق نمی‌افتد. سیستم‌های مدار بسته آب را بدون تبخیر و رسوب سرد می‌کند و سیستم های مدا باز آب را با ایجاد بخار خنک می‌نماید. عدم تشکیل لایه‌های رسوب در مبدل‌های کندانسور تجهیزات گرمازا از مهمترین مزیت‌های برج خنک کننده مداربسته به شمار می‌آید.

برج خنک کننده فایبرگلاس مدارباز به دو دسته جریان مخالف و متقاطع تقسیم می‌شود. ظاهر کولینگ‌تاور جریان متقاطع یا کراس فلو قالباً به شکل مستطیلی می‌باشد. مدل جریان مخالف یا کانترفلو نیز به صورت مکعبی یا گرد تولید می‌شود. مدل‌های مکعبی به دلیل سیستم توزیع آب مطلوب و راندمان بالا کاربرد بیشتری دارد. آب سرد شده در سیستم‌های برودتی مکعبی به دلیل داشتن ارتفاع بیشتر تا دمای کمتری کاهش می‌یابد. دمای آب خروجی سرد از کولینگ‌تاور فایبرگلاس مکعبی سه درجه بالاتر از دمای وت بالب محیط می‌باشد. در سیستم‌های مدور دمای آب سرد حدود 5 درجه بالاتر از دمای اشباع محیط کاهش می‌یابد.

به صورت مختصر می‌توانیم دسته‌بندی برج خنک کننده فایبرگلاس را به شرح ذیل بیان کنیم.

الف) برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مدار باز

• 1-جریان مخالف مکعبی 
• 2-جریان مخالف مخروطی
• 3-جریان متقاطع یا طرح ابارا

ب)برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مداربسته خشک

ج)برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مداربسته هیبریدی

---

نحوه تولید برج خنک کننده فایبرگلاس

• مرحله اول:

قالب گیری قطعات فایبرگلاس بدنه

ابتدایی ترین مرحله از تولید کولینگ تاور، ساخت قطعات بدنه می باشد. بدنه فایبرگلاس برج خنک کننده همانطور که بیان شد اجزای مختلفی دارد. اجزای مختلف بدنه فایبرگلاس به صورت مجزا در مرحله ابتدایی توسط قالب گیری تولید می شوند. هر یک از اجزای فایبرگلاس دارای قالب معین و اندازه مشخص می باشد.

• مرحله دوم:

پرداخت و پخت قطعات فایبرگلاس بدنه

پس از مرحله قالب گیری قطعات بدنه قطعات را از داخل قالب جدا می‌نماییم. قطعات فایبرگلاس برج خنک کننده را به مدت مشخص در معرض تابش نور خورشید قرار می‌دهیم. تابش نور خورشید سبب پخته شدن و قوام یافتن رزین در بافت داخلی فایبرگلاس می شود. پس از تکمیل فرآیند پخت توسط تابش نور خورشید قطعات بدنه برج خنک کننده پرداخت می شوند.

• مرحله سوم:

تولید قطعات فلزی برج خنک کننده توسط ماشین آلات تراشکاری

اجزای فلزی برج خنک‌کننده عبارتند از کاهش دور – فن یا پروانه – اسپرینکلر و قطعات نگهدارنده موتور و فن. اجزای فلزی هر یک توسط دستگاه‌های تراشکاری و ریخته‌گری تولید می‌شوند. فرآیند قالب‌گیری، ریخته‌گری، تراشکاری و بالانس از مراحل اصلی ساخت این بخش محسوب می‌شود.

• مرحله چهارم:

تولید قطعات پلاستیکی توسط دستگاه تزریق یا اکسترودر

قطعات پلاستیکی یا پلیمری کولینگ تاور عبارتند از: نازل ، قطره گیر ، لوله ، بست کمربندی و پکینگ مدیا . این قطعات پلیمری هر یک در قالبهای مشخص توسط دستگاه های تزریق پلاستیک تولید می شود. برخی از قطعات پلاستیکی به صورت شیت های پلیمری تولید می شوند. این شیت ها در دستگاه قالب گیری دیگر توسط پیم یا اتصال چسب متصل می شوند. پس از اتصال ورق ها قطره گیر و پکینگ به صورت بلوکی درون برج خنک کننده بکار برده می شوند.

• مرحله پنجم:

مونتاژ و اسمبل کردن قطعات در کنار یکدیگر

این مرحله نهایی ترین بخش تولید برج خنک کننده فایبرگلاس به حساب می‌آید. مونتاژ و یا سر جمع کردن قطعات در کنار یکدیگر مستلزم یک نقشه انفجاری است. نقشه انفجاری دستگاه عموماً قبل از فرآیند مونتاژ در اختیار واحد تولید قرار می‌گیرد. واحد تولید و مونتاژ مطابق با نقشه انفجاری دستگاه را مونتاژ می نمایند. مونتاژ نهایی برج خنک کننده می‌تواند در کارخانه و یا در محل پروژه صورت پذیرد.

ساختار کلی فایبرگلاس در برج خنک کننده

دلیل نامگذاری اصلی این ماشین برودتی ساختار کامپوزیتی قطعات بدنه می‌باشد. فایبرگلاس(FRP) در اصل مخفف Fiber Resistance Polymer می‌باشد. فایبرگلاس FRP به معنی فیبر یا ساختار شیشه مقاوم شده توسط پلیمر می‌باشد. بدنه فایبرگلس بکار رفته در برج خنک کننده بدنه‌ی تقویت شده توسط الیاف شیشه و پلیمرها یا رزین ها می‌باشد. رزین بافت اصلی چسب مانند در قطعات کامپوزیت به شمار می آید. رزینها به عنوان پلیمر در این ترکیب بکار برده می‌شود. الیاف شیشه نیز مستحکم کننده ترکیب فایبرگلاس در کولینگ تاور می‌باشد. ترکیب الیاف شیشه یا با پلیمر امروزه در انواع فایبرگلاس FRP و GRP دیده می شود. نوع الیاف و رزین بکار رفته در فایبرگلاس بیشترین تاثیر در کیفیت نهایی این محصول دارد. الیاف‌های اروزیل ، سوزنی و حصیری رایج ترین الیاف در تولید قطعات کامپوزیت میباشد. در برج خنک کننده بیشتر از ترکیب الیاف‌ها و رزینهای مختلف جهت تقویت استحکام بدنه استفاده می‌شود.

الیاف‌های حصیری مقاومت فشاری سازه را افزایش می‌دهند و الیاف‌های سوزنی نیز در مقابل تنش‌های کششی استحکام بیشتری دارند. ترکیب این دو الیاف شیشه با پرکننده یا الیاف پودری (اروزیل) سبب افزایش استحکام نهایی می‌شود. استحکام نهایی کامپوزیت در کولینگ تاور علاوه بر نوع الیاف به مدل رزین نیز وابسته است. رزین‌های تیپ پلی‌استر دسته غیراشباع پرکاربردترین نوع رزین در تولید برج خنک کننده کامپوزیت می‌باشد. رزین های پلی استر غیر اشباع به دو دسته ایزوفتالیک و ارتوفتالیک تقسیم می شود. اکثر سازندگان برج خنک‌کننده از رزین نوع ارتوفتالیک در ساختار قطعات بدنه کامپوزیتی استفاده می‌نمایند. تفاوت اصلی این دو رزین در نوع بافت پلیمری و زمان پخت آن‌ها می‌باشد. استحکام نهایی بدنه برج خنک‌کننده با ایزوفتالیک بیشتر از ارتوفتالیک می‌باشد.

برج خنک کننده صنعتی

---

برج خنک کننده صنعتی تولید کننده آب خنک در صنعت و منبع سرمایشی تجهیزات صنعتی به شمار می‌آید. به این مدل کولینگ تاور به صورت مختصر برج خنک کن با کاربری صنعتی نیز گفته می‌شود. در این نوع کاربری از منبع سرمایشی آب هدف خنک نمودن دستگاه های بزرگ را برعهده دارد. در صنعت اکثر تجهیزات به منظور کارکرد دائمی نیازمند تهویه و سرد شدن پیوسته می باشند. به منظور پایا شدن و ثابت شدن دمای این ماشین آلات از برج خنک کننده استفاده می‌شود.  برج‌خنک‌کننده در دستگاه‌های صنعتی مخصوصاً در تجهیزات گرمازا کاربرد بیشتری تا زمینه خنک‌کاری سیستمهای تهویه مطبوع (برج‌خنک‌کننده چیلر) دارد.

کاربرد اصلی کولینگ تاور تعدیل دمای منابع حرارتی و ماشین آلات سنگین همانند بویلر ، دستگاه تزریق و کوره های القایی می باشد. یک کوره القایی پس از طی یک فرآیند ذوب گیری نیازمند تبادل حرارت اضافی تولید شده به محیط بیرون است. هوای اطراف کوره طبیعتاً نمی تواند حجم وسیع این انرژی گرمایی را به محیط بیرون دفع نماید. سیال آب با داشتن ظرفیت گرمایی ویژه بسیار بالا این هدف را صورت می دهد و پس از دریافت گرما جهت ریکاوری به برج خنک کننده بازگشت می‌شود. در سیستم های تزریق پلاستیک نیز طی یک فرآیند تزریق مواد پلاستیکی بخش قالب باید تحت زمان معین خنک شود. سرد شدن قالب توسط کولینگ تاور صنعتی یا چیلر خنک کننده آب انجام می‌شود.

شرح یک مثال تصویری ساده و مفهومی از کاربرد برج خنک کننده در صنعت:

برج خنک کننده = سطل زباله حرارتی صنعت

ویژگی منحصر به فرد آب در خنک کردن تجهیزات صنعتی چیست؟

آب یک سیال منحصر به فرد در علوم انتقال حرارت و سیالات محسوب می‌شود. دلیل اصلی خاص بودن سیال آب در سیستم‌های خنک‌کاری و برودتی بالا بودن ظرفیت گرمایشی ویژه این سیال در جذب گرما می‌باشد. ظرفیت گرمایشی ویژه یک سیال در واقع پتانسیل بالقوه آن در جذب و دفع انرژی گرمایشی می‌باشد. آب به دلیل داشتن بالاترین میزان ظرفیت گرمایشی در سیالات بهترین گزینه ممکن جهت خنک کاری تجهیزات صنعتی محسوب می‌شود. آب با جذب میزان زیاد گرمای ماشین آلات صنعتی نیازمند احیای مجدد می باشد. تنظیم مجدد دمای آب و کاهش آن تا میزان استاندارد در برج خنک کننده انجام می‌شود.

نکته مهم : با وجود ظرفیت گرمایشی ویژه بالای آب در برخی موارد از روغن جهت جذب حرارت استفاده می شود!!

سیالات دیگری نیز همچون روغن ، کاربرد بسیار زیادی در صنعت برودت و گرمازدایی برخی تجهیزات دارند. دلیل استفاده از روغن در سیستم گردش سیال جهت دفع حرارت موتورهای صنعتی فقط به دلیل این موضوع نمی باشد. سیال روغن علاوه برجذب گرما در موتورهای صنعتی وظیفه کاهش میزان اصطکاک بین قطعات و بلبرینگها را برعهده دارد.

عموما در سیستم هایی که از گردش روغن جهت روانکاری موتور یا غیره استفاده می شود از آب نیز جهت دفع حرارت روغن به محیط استفاده می شود. که در این صورت آب با گردش در یک مبدل حرارتی گرمای روغن را توسط برج خنک کننده به محیط بیرون انتقال می دهد.

---

انواع کاربرد برج خنک کننده در صنعت

خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک بادی

جهت سردکاری دستگاه تزریق پلاستیک روغنی

تنظیم دمای کوره القایی در فرآیند ذوب فلزات

تعدیل دائمی دمای چیلرهای آبی یا جذبی (در تمامی کارخانجات بزرگ با تهویه مرکزی)

تنظیم دمای روغن هیدرولیک در گیربکسهای صنعتی ( در کلیه صنایع سنگین و ماشین سازی)

خنک کاری روغن هیدرولیک در مبدلهای پوسته و لوله توسط آب سرد (همانند دستگاه پرس هیدرولیک)

کاهش دمای روغنهای حرارتی همانند روغن ترانس( بخش‌های مختلف صنایع احیاء فلزات رنگین)

کاهش دمای هوای داغ تولید شده در کمپرسورهای هوا (نیروگاه های مولد برق)

تنظیم دمای اسید سولفوریک در مبدلهای استنلس استیل(ضد اسید) بعد از فرآیند رقیق سازی (کارخانه باطری سازی)

---

استفاده از برج خنک کننده صنعتی در تزریق پلاستیک

این صنعت در واقع یکی از مهمترین صنایع تولید قطعات پلاستیکی و پلیمری در کشور و حتی دنیا محسوب می شود. دستگاه تزریق پلاستیک در دو نوع بادی و روغنی فرآیند تزریق مواد گرانول را داخل قالب های مخصوص انجام می دهند. وظیفه اصلی برج خنک کننده در صنعت تزریق پلاستیک خنک کاری قالب تزریق مواد توسط آب می باشد.

چرا صنعت تزریق پلاستیک نیازمند برج خنک کن می باشد؟

در پاسخ به این سوال باید اینطور بیان نمود که هنگامی که مواد گرانول در قسمت قیف وارد این تجهیز می شود پس از داغ شدن تا دمای بسیار بالا وارد بخش قالب جهت قالب گیری می شود. خب طبیعتا سردشدن موادگرانول مذاب در قالب نیازمند دفع گرما به محیط بیرون می باشد که این کار برعهده برج خنک کننده دستگاه تزریق می باشد.

تمامی دستگاه های تزریق پلاستیک دارای یک ورودی و خروجی با سایز مشخص جهت گردش آب در مدار برج خنک کن می باشد. البته در برخی موارد ، دستگاه ترزیق دارای دو ورودی و خروجی آب (یکی برای خنک کردن بخش قالب و دیگری برای خنک کاری روغن) استفاده می شود که به این نوع دستگاه ، تزریق پلاستیک روغنی گفته می شود.

چگونه می توان ظرفیت برج خنک کننده موردنیاز در سیستم های گردش ترزیق پلاستیک را تخمین زد؟

ظرفیت برودتی کولینگ تاور در صنعت تزریق پلاستیک وابسته به سایز اتصالات ورودی و خروجی و نوع دستگاه تزریق پلاستیک برآورد می شود. براساس سایز اتصالات خنک کاری سیکل قالب و روغن در دستگاه تزریق می توان به راحتی میزان گردش آب مورد نیاز جهت خنک کردن این دستگاه را محاسبه نمودو پس از محاسبه دبی آب در گردش در برج خنک کن با درنظر گرفتن استانداردهای خاص می توان ظرفیت برج خنک کننده دستگاه تزریق را به راحتی محاسبه نمود.

برج خنک کننده در صنعت نفت و پتروشیمی (پالایشگاه ها)

در یک پالایشگاه نفت خام و یا نفت کوره هدف خنک کردن نفت در برج تقطیر به دماهای پایین تر به صورت پلکانی (مرحله به مرحله) می باشد. دمای نفت خام گاها حتی به بالاتر از 400 درجه سانتی گراد نیز افزایش پیدا می کند که در این صورت از آب جهت خنک کردن نفت در برج تقطیر استفاده می شود. آب خنک مورد نیاز در برج تقطیر توسط برج خنک کن یا کولینگ تاور تامین می شود.

دلیل افزایش میزان کاربرد برج خنک کننده در صنعت پتروشیمی چیست؟

با توجه به افزایش روزافزون تولید نفت و گاز در کشور ، امروزه صنعت نفت و پتروشیمی نیاز بیشتری به سیستم های آب خنک دارد. از سوی دیگر مصرف آب کولینگ تاور و رسوب و گرفتگی شدید در این صنایع یک مشکل اساسی محسوب می شد. با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی امروزه شرکت دماگستر مفتخر است که با ارائه نسل جدید کولینگ تاور تحت عنوان برج خنک کننده هیبریدی کم مصرف توانسته است کمک بزرگی به صنعت نفت و پتروشیمی در جریان سیکل خنک کاری برج های تقطیر بنماید.

برج خنک کننده در صنایع ذوب فلزات

کشور ایران یکی از بزرگترین تولیدکننده های صنایع فلزی و ذوب فلزات در دنیا محسوب می شود. افزایش میزان مصرف تجهیزات آهنی سبب افزایش میزان فروش و درنتیجه افزایش درصد ذوب گیری در کوره های صنایع ذوب فلزات می باشد.صنعت ذوب فلزات در بخش کوره های القایی خود نیازمند به سیستم های خنک کاری آب می باشد. وظیفه خنک کردن و کاهش دمای کوره القایی در هنگام ذوب برعهده برج خنک کننده می باشد.

به بیانی ساده تر برج خنک کننده آب خنک مورد نیاز در سیکل گردش آب اصلی کوره القایی (بوته) و بانک خازن ، DC link و تابلوکنترل را تامین می نماید. عموما به دلیل کاهش هزینه های مصرف آب و همچنین جلوگیری از رسوب و گرفتگی از برج خنک کن مداربسته در این سیکل برودتی استفاده می شود.

آیا دلیل اصلی کاهش میزان ذوب گیری کوره القایی برج خنک کننده می باشد؟

در پاسخ به این سوال باید گفت بله. عدم رعایت کردن اصول طراحی در سیستم گردش آب در کوره القایی دلیل اصلی این امر می باشد. محاسبه ظرفیت سرمایشی برج خنک کننده در مدارچرخش آب خنک در یک کوره القایی باید براساس 100 درصد میزان ذوب گیری صورت پذیرد. امروزه متاسفانه به دلایل عدم دانش فنی بیشتر شرکت های ذوب و نورد فلزات از ماکزیمم 60 درصد توان کوره جهت ذوب گیری استفاده می نمایند.

دلیل اصلی ایجاد آلارم در کوره القایی چیست ؟ ارتباط این آلارم با برج خنک کننده چیست؟

ظرفیت پایین سیستم خنک کاری در چرخه خنک سازی کوره القایی سبب افزایش دمای کوره می گردد. سیستم هشدار دمای کوره القایی در صنعت عموما بین 35 الی 45 درجه سانتی گراد تنظیم می گردد. حال اگر برج خنک کننده توان دفع حرارت از این تجهیز(کوره) را نداشته باشد یا به عبارت توان برودتی کولینگ تاور از توان حرارت زایی کوره کمتر باشد به مرور زمان دمای کوره افزایش یافته و سبب ایجاد آلارم در سیستم می شود.

ضرب المثل رایج بین تولیدکنندگان برج خنک کننده در خصوص شرکت های ذوب فلزات: هرچقدر برج بخری ذوب می گیری.

"افتخار ماست در برج خنک کننده"

همکاری با شرکتهای ذوب و روی قشم، کاوشگران روی زنجان، فولاد کبکان، فولاد تبادکان، ماشین سازی فولاد اتحاد(قزوین)

ذوب بریس،فولاد نطنز، ذوب آهن اصفهان

کاربرد برج خنک کننده در صنعت چوپ (نئوپان سازی)

استفاده از کولینگ تاور در خنک‌کاری صنعت تولید نئوپان شاید کمی غیرقابل باور باشد. چسب یکی از مهمترین متریال به کار رفته در تولیدنئوپان محسوب می گردد. این چسب طی یک فرآوری شیمیایی با افزایش شدید دما روبرو می شود که خنک کاری کوره چسب در صنایع نئوپان سازی مهم ترین وظیفه برج خنک کننده در این صنعت محسوب می شود. عموما تخمین ظرفیت برج خنک کن در این صنعت وابسته به میزان تولید چسب و سایز اتصالات کویل اطراف کوره محاسبه می شود.

 کاربری برج خنک کننده در صنعت فرم دهی فلزات

صنعت فرم دهی فلزات و موادپلیمری شامل دستگاه اکسترودر و دایکست می باشد. این تجهیز در اصل دارای تعداد معینی ورودی و خروجی گردش آب در قسمت کندانسور خود می باشد. وابسته به ظرفیت تولید قطعات مختلف از جمله لوله های خرطومی، رشته های مسی و سایر تولیدات خروجی این دستگاه ها ظرفیت گردش آب و در نتیجه توان سرمایی کولینگ تاور محاسبه می شود.

کاربرد برج خنک کننده صنعتی در نیروگاه ها

برج خنک کن در این کاربرد خود در ظرفیت های بسیار زیاد در صنعت نیروگاه های تولید برق ، نیروگاه های خورشیدی ، نیروگاه های اتمی و نیروگاه سیکل ترکیبی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف برج خنک کننده در نیروگاه های بخار خنک‌سازی بخار خروجی توربین‌های گازی می باشد. به دلیل کاربرد وسیع نیروگاه‌های بخار و استفاده مکرر از توربین های گازی و بخار در سیکل تجهیزات این صنعت، سیستم های خنک کننده آب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. اکثر نیروگاه‌های کشور از کولینگ تاور سیمانی استوانه شکل جهت خنک کاری سیستم گردش خود بهره می جویند. مصرف آب زیاد این نوع خنک‌کن صنعتی در واقع یکی از بزرگترین معضلات این تجهیز می باشد که امروز برج خنک کننده خشک و ترکیبی جایگزین این مدل از منابع برودتی گردیده است.

کاربرد برج خنک کننده صنعتی در صنایع سیمان

صنعت تولید سیمان با توجه به نیاز روز سازه های عمرانی به این ماده امروزه با پیشرفت های چشمگیری روبرو بوده است. استفاده از برج خنک کننده در صنعت سیمان از جهت خنک کردن آب قبل از فرآیند اختلاط با بتن حائز اهمیت می باشد. درگذشته از اختلاط یخ در تولید سیمان و فرآوری بتن آماده استفاده می گردید. عدم توجیه اقتصادی در این بخش به دلیل هزینه های زیاد خرید یخ سبب کاربرد وسیع کولینگ تاور در این صنعت گردید.

علاوه بر کاربرد فوق از برج خنک کننده صنعتی جهت خنک‌کاری سیکل آب گردشی در میکسر (مخلوط کننده) در صنعت سیمان نیز استفاده می شود. امروزه در بیشتر کارخانجات تولید سیمان همچون سیمان لامرد، سیمان اهواز، سیمان پرتلند و سایر صنایع سیمان از برج خنک کننده تولیدی شرکت دماگستر استفاده می نمایند.

نازل برج خنک کننده

نازل برج خنک کننده با ایجاد یک جریان تلاطمی سبب پاشیده شدن جریان آب برج میشود و از این رو به این دوش پاشش آب گاهی اوقات افشانک (اسپری کننده) نیز می‌گویند. به عبارتی ساده‌تر مرکز اصلی سیستم پاشش و توزیع  آب در برج خنک کننده، نازل(Nozzle) نامیده می‌شود. نازلها می توانندهم در یک سیستم پاشش آب ثابت (Constant Water Distribution) تحت عنوان افشانک(Spray Nozzle) به کاربرده‌ شود و یا در یک سیستم پاشش آب چرخشی یا دوار (Rotary Water Distribution) مورد استفاده قرار گیرد که در آن صورت تحت عنوان آب پخش کن (Sprinkler) نامگذاری می‌گردند.

نازل = مرکز و قلب سیستم پاشش و توزیع جریان آب داغ در کولینگ‌تاور

نازل برج خنک کننده چگونه عمل می‌کند؟

شیپوره در دانش سیالات با افزایش سرعت و فشار ، سبب پاشیده شدن و پخش شدن جریان آب گرم ورودی برج بر روی سطوح خنک کننده می‌شود. نسبت تغییر سرعت و فشار در خروجی و ورودی جریان سیال وابسته به نسبت سطح مقطع ورودی به خروجی تغییر می‌نماید. طبق رابطه برنولی در سیالات با کاهش سطح مقطع خروجی ، فشار و در نتیجه سرعت خطی جریان آب نیز افزایش می‌یابد. افزایش سرعت خطی جریان خروجی قطرات آب از باعث افزایش انرژی جنبشی جریان آب و در نتیجه پاشش و توزیع جریان آب بر روی سطوح تبادل حرارت خواهد شد.

---

نازل برج خنک کننده چیست؟

وظیفه افشانک در کولینگ‌تاور توزیع  جریان آب گرم تحت شعاع معین بر روی پکینگ‌مدیا میباشد. پس از پاشیدن آب این سیال در تماس با هوای القایی ایجادشده فن برج خنک کننده قرار می‌گیرد. توزیع آب در دوش‌ها توسط یک مکانیزم خاص و با استفاده از ایجاد تلاطم در جریان آب صورت می‌پذیرد. در بسیاری از انواع نازل برج خنک کننده این تلاطم توسط قطعات پروانه‌ای شکل (روتور)صورت می‌پذیرد. کاهش سطح مقطع و ایجاد تلاطم در جریان آب سبب از هم گسیختگی جریان آب و در اصطلاح اسپری شدن قطرات خروجی می‌شود. به همین دلیل به این مدل مهپاش‌ها ، نازل اسپری برج خنک‌کننده (Spray Nozzle) نیز گفته می‌شود.

آب گرم و داغ توسط فلنچ‌های ورودی به بخش سیستم توزیع آب هدایت می‌گردد. سیستم تقسیم کننده آب ثابت شامل نازل، بست کمربندی ، واشرهای اورینگ ، درپوش ، کرپی و لوله‌های انشعابی می‌باشد. توزیع کننده آب وابسته به نوع کولینگ تاور (مکعبی یا مخروطی) می‌تواند از نوع مربع پاش یا دایره پاش طراحی گردد. همچنین به منظور عملکرد صحیح افشانک باید دقت نمود که فشار ورودی جریان آب به کولینگ‌تاور در بازه استاندارد خود قرار داشته باشد. در شکل زیر نحوه انشعاب گذاری سیستم توزیع آب به وسیله نازل مربع پاش برج خنک کننده را مشاهده می‌نمایید.

---

تاریخچه نازل برج خنک کننده

افشانک کولینگ‌ تاور در گذر زمان از نظر طراحی، سایز و جنس تولیدی دچار تغییر و تحولات بسیاری بوده است. اولین نسل از این تجهیزات پاششی با یک مکانیزم ساده سطح مقطعی وظیفه توزیع جریان آب را برعهده داشت. این مدل امروزه تحت عنوان اوریفیس یا پلکانی مورد کاربرد قرار می‌گیرد. عملاً ایجاد تلاطم در مکانیزم داخلی شیپوره به منظور توزیع گسترده آب در خروجی در این نسل از نازل برج خنک کننده دیده نمی‌شود. اولین نمونه‌های این مدل تحت عنوان افشانک مانند دوش حمام با شعاع پاشش کم و فشار زیاد وظیفه توزیع آب در کولینگ تاور بتنی و چوبی را برعهده داشت.

نازل‌های پرفشار برج خنک کن به دلیل عملکرد ضعیف جای خود را به مدلهای کم فشار و با شعاع پاشش زیاد دادند. اولین نمونه‌های این تجهیزات عموماً از متریال‌های فلزی همانند چدن و برنج تولید و عرضه می‌گردید. با مرور زمان و با پیشرفت صنعت پتروشیمی و تزریق پلاستیک شرکت دما گستر ، نازل برج‌خنک‌کننده را از متریال پلیمری تولید و عرضه گردانید. مزیت اصلی و مهم افشانک‌های پلیمری یا پلاستیکی نسبت به انواع فلزی در سبک بودن، عدم واکنش‌پذیری با آب و رسوب‌پذیری کمتر بود. در واقع سیستم های توزیع آب پلیمری  آخرین نسل از دوش‌های پاشش آب در کولینگ‌تاور می‌باشد. متریال این نوع از نازلهای برج خنک کننده قالباً از متریال PP یا ABS می‌باشد.

---

نحوه عملکرد نازل برج خنک کننده

جریان آب گرم ورودی به کولینگ تاور از قسمت فلنچ ورودی وارد سیستم توزیع و پاشش آب می‌گردد. این قسمت شامل لوله‌هایی است که آب گرم را در قسمت‌های مختلف پاشش می‌نماید. نازل برج خنک‌کننده در قسمت‌های مختلف لوله‌های انشعابی قرار گرفته و در فواصل معین نصب می‌گردد. جریان آب ورودی از خروج تعداد معینی نازل شروع به پاشش بر روی سطوح خنک کننده یا پکینگ مدیا (Packing Media) می‌نماید. این پاشش آب در شعاع معینی توسط تعداد معینی نازل سبب پوشش کامل سطح پکینگ‌ها و در نتیجه سرد شدن آب در برج می‌شود.

بهترین عملکرد نازل برج خنک کننده در زمانی صورت می پذیرد که سطوح پوشالی یا پدهای سلولزی به طور کامل تحت پوشش کامل جریان آب قرار گیرد. به فرآیند خیس شدن کامل پکینگها در کولینگ تاور همپوشانی نیز گفته می‌شود. به هر میزان افشانک عملکرد و پاشش بهتری داشته باشد همپوشانی بهتر صورت می‌پذیرد. عملکرد صحیح سیستم توزیع آب موجب می شود که در عمل فضای خالی کمتری (Void Space) دیده شود. راندمان افشانک برج خنک کننده در اصل نسبت اختلاف فشار (خروجی - ورودی) به فشار ورودی دوش‌ها قلمداد می‌شود . به هر میزان که راندمان پاششی افزایش یابد،  پاشش جریان آب در خروجی این مدل دوشهای صنعتی بهینه‌تر خواهد بود.