تقریبا تمام برج های خنک کننده تهویه مطبوع از نوع مکش مکانیکی با صفحات داخلی آبشاری یا پرده ای هستند. شکل های اصلی برج های خنک کننده ی تهویه مطبوع ، توسط عوامل زیر تحمیل می شود:
1. جهت هوا در مقابل جهت جریان آب صفحات داخلی برج
2. مکان فن های برج
چیدمان جریان هوا / آب : در برج های جریان معکوس جهت جریان هوا مخالف جهت جریان آب است. آب به طور عمودی به سمت پایین و هوا به طور عمودی به سمت بالا حرکت می کند.
در برج های جریان متقابل، این دو جریان تحت زاویه 90درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند آب به طور عمودی به سمت پایین و هوا به طور افقی جریان دارد.
مکان فن: برج زمانی از نوع مکش اجباری است که فن های آن هوا را به سمت جلو می دمند. فن ها در ورودی (های) برج و صفحات داخلی تحت فشار مثبت هستند. در برج های مکش القایی، فن (ها) در ورودی (های) برج و صفحات داخلی تحت فشار منفی قرار دارند.
جریان معکوس در برابر جریان متقابل
مزایا و معایب برج های خنک کننده جریان معکوس و جریان متقابل در جدول زیر ارائه شده است. با این وجود ، بیشترین تفاوت های این دو نوع برج چنین است:
چیدمان/ اندازه : برج های جریان معکوس، برای هر ظرفیت مفروضی، از سطح قاعده کوچکتری نسبت به برج های جریان متقابل برخوردار هستند و این موضوع به معنای فضای کمتر برای نصب برج است.
معایب
|
مزایا
|
جریان
|
شکل
|
-گرفتگی احتمالی روزنه ها
-توزیع ضعیف آب روی سطوح داخلی
-آلودگی بیولوژیکی
-سطح قاعده بزرگتر سازه
|
-هد پمپ کمتر
-دسترسی راحت تر به تشتک فوقانی برج
-نگه داری بهتر
-صرفه جویی آب
|
آب
|
جریان متقابل
|
-سطح بزرگتر کرکره های ورودی باعث دشواری کنترل یخ زدگی می شود
|
-افت کمتر فشار استاتیک
-توان کمتر فن
-مصرف کمتر انرژی
-مکش کمتر
-گردش کمتر
-سلول های کمتر برای ظرفیت های بزرگتر
|
هوا
|
|
-افزایش هد پمپ به واسطه نازل های پاشش، توان پمپ و انرژی پمپ
-دشواری دسترسی برای نظافت نازل های پاشش
|
-توزیع پاششی
-بهبود اندازه قطرات آب
-برج بلندتر و ارتفاع بلندتر برای ایجاد اختلاف کمتر بین آب رفت کندانسور و دمای مرطوب ورودی
|
آب
|
جریان معکوس
|
-افت بیشتر فشار استاتیک
-مصرف بیشتر انرژی فن
-سرعت زیاد هوای ورودی باعث کشیده شدن آشغال ها به داخل تشتک تحتانی برج می شود.
-توزیع نامساوی هوا برای صفحات داخلی برج
-کاهش کارایی برج
|
- بهبود انتقال حرارت
|
هوا
|
|
با این وجود، امتیاز اندازه ، زمان نیاز به چندین سلول برج جهت تامین بار خنک کنندگی از بین می رود :
1. ممکن است برج های کوچک جریان معکوس تنها نیاز به هوای ورودی از یک سمت داشته باشند و چیدمان چند برج به صورت خطی نسبتا ساده است و تعمیر و نگهداری تنها به فاصله 4 ft (120 0 C) از یکدیگر فاصله داشته باشند ، کافی است.
2. برای برج های جریان معکوس، دو سلول را از 4 سمت به 3 سمت کاهش می دهد. درصورت نیاز به بیش از 2سلول، یک یا دو سلول بعدی باید حداقل فاصله ای به اندازه عرض یک برج از هم داشته باشند، تا هوای ورودی کافی تامین شود.
3. سلول های چند برج جریان متقابل می توانند پهلو به پهلو به هم متصل شده تا برج به طور مطلوب را شکل دهند با این وجود بهتر است این چیدمان پهلو به پهلو به 3 تا 4 سلول محدود می شود و برای فراهم کردن جریان هوا و فاصله تعمیر و نگهداری به فاصله ای حداقل به اندازه ی عرض یک برج بین هر سری از سلول ها ایجاد شود. در صورت اتصال بیش از 4 سلول به هم جریان هوای مخالفی در سلول (های) میانی ایجاد می شود.
اسب بخار فن/ انرژی: معمولا برج های خنک کننده ی جریان معکوس ار افت فشار استاتیک بیشتری برای جریان هوا نسبت به برج های خنک کننده جریان متقابل برخوردارند که موجب نیاز به اسب بخار بیشتر فن شده و مصرف انرژی فن را بیشتر می کند. این افت زیاد فشار با مصرف انرژی بیشتر به واسطه بلندتر بودن برج ، ارتفاع بیشتر صفحات داخلی و پاشش آب تشتک فوقانی است.
اسب بخار پمپ / انرژی: نازل های تشتک فوقانی برج خنک کننده ی جریان معکوس ، نیازمند فشار آب 5 psi جهت پاشش صحیح آب است و از طرفی، برج های خنک کننده ی جریان معکوس بلند تر هستند. دو موضوع فوق منجر به افزایش هد پمپ، اسب بخار پمپ و مصرف انرژی می شود. در کل، برج های معکوس بهتر هستند زیرا مصرف انرژی فن کمتر ، پمپ کوچکتر با مصرف انرژی کمتر و نگهداری آن آسان تر است. برج جریان معکوس می تواند از وسایل و دستگاه های صرفه جوگر آب استفاده کند. فضای کمتری را برای نصب اشغال کند و با مشکل یخ زدگی روبرو نشود و می تواند اختلاف دمای آب ورودی کندانسور و دمای مرطوب ورودی را به کمتر ازf 5 0 (-15 c) کاهش دهد.
برج خنک کننده مکش مکانیکی
همانطور که گفته شد، تقریبا تمام برج های خنک کننده ی تهویه مطبوع از مکش مکانیکی استفاده می کنند، زیرا اندازه بزرگ و دودکش بلند مورد نیاز برج های مکش طبیعی در طراحی اغلب ساختمان ها تقریبا محال است.
برج های جریان متقابل از مکش اجباری یا القایی استفاده می کنند. برج های جریان معکوس مکش اجباری تک جریان (تک سلول)، از فن های پروانه ای با ظرفیت کم (از 30 تا 250 تن) استفاده می کنند. این فن (ها) به طور عمودی در ورودی هوای برج نصب شده و هوا را به داخل صفحات داخلی می راند تا از سوی مقابل آن از برج خارج شود.
با افزایش بار خنک کنندگی به سطح انتقال حرارتی بیشتری نیاز است و برج جریان متقابلِ جریان مضاعف، با ظرفیت سلولی 1100 تن، متداول است، زیرا استفاده از یک سلول بزرگ، ارزان تر از دو سلول کوچکتر است. در این شکل، جهت راندن جریان هوا استفاده از فن بزرگ برای القای جریان هوای برج به جای چند فن کارآمدتر است. فن مکش القایی در بالای برج نصب است و جریان هوا را از هر انتها از میان صفحات داخلی و داخل پلنیوم مشترک هوای خروجی، القا می کند.
ممکن است برج های جریان معکوس از مکش القایی یا اجباری تا ظرفیت 1300 تن در یک سلول استفاده کنند. فن های سانتریفیوژ و پروانه ای برای مکش اجباری مناسب اند ولی تنها نوع پروانه ای برای مکش القایی استفاده می شود.
در شکل های جریان معکوس مکش اجباری با فن های پروانه ای، فن ها در ته برج نصب می شود که مستلزم طراحی بسیار خاص تشتک تحتانی است زیرا هوا باید از میان تشتک عبور کند. در این برج ها، سیستم جمع آوری آب متشکل از کانال های شیب دار بالای فن ها، آب را از ته صفحات داخلی به مخزن با تشتک تحتانی محصور مجاور می برد.
برج های جریان معکوس مکش القایی، شکل های بسیار ساده تری دارند. فن در بالای برج نصب است و ورودی های هوا بین قسمت فوقانی تشتک تحتانی و قسمت تحتانی صفحات داخلی در هر چهار طرف قرار می گیرند. همانند برج های جریان متقابل، بزرگترین تک سلول برج که موجود است، 1100 تن است.
معمولا امتیازی برای مکش اجباری نسبت به مکش القایی و یا برعکس وجود ندارد با این وجود، برای استفاده از برج های خنک کننده در فصل زمستان و احتمال مسئله یخ زدگی، برج های مکش اجباری با فن های سانتریفیوژ به هیچ وجه مناسب نیستند. فن های مکش اجباری در جریان هوای سرد ورودی قرار می گیرند. (به جای قرارگرفتن در جریان هوای گرم خروجی) که باعث مستعد شدن آن ها برا یخ زدگی و آسیب های محتمل مکانیکی است. بنابراین، برای آب و هوای سرد، استفاده از برج مکش القایی بهتر است، زیرا هم احمال یخ زدگی کمتر و هم اقدامات لازم برای کنترل یخ زدگی آسان تر است.