برج خنک کننده cooling tower

علت استفاده از برج خنک کننده چیست ؟

همان‌طور که می‌دانید تجهیزات صنعتی و ماشین‌آلات در طی فرایند کاری گرم می‌شوند و می‌بایست به طریقی این گرما کاهش یابد معمولاً از آب برای کاهش دمای تجهیزات استفاده می‌گردد. در اینجاست که وجود یک دستگاه خنک‌کننده آب که بتواند به طور مدام آب را به دمای موردنظر برساند اهمیت پیدا می‌نمایید. برج خنک‌کننده دقیقاً همین خواسته را برای شما انجام می‌دهد و باتوجه‌به دما و حجم آب موردنظر یکی از انواع مختلف این دستگاه قابل‌استفاده در دستگاه شما است. همان گونه که عنوان شد برج خنک‌کننده مدار باز از طریق تبادل حرارت بین آب‌وهوا موجب سردشدن آب تا دمای نزدیک به دمای مرطوب محیط می شود. به طور معمول برج‌های خنک‌کننده از ظرفیت 20 تن تبرید تا 1000 تن تبرید به‌صورت تک سلول و یکپارچه قابلیت تولید را دارند.

برج خنک‌کننده چیست؟

اگر بخواهیم به زبان ساده بگویم که برج خنک‌کننده چیست، این‌گونه می‌توان عنوان کرد. تجهیزاتی مکعبی یا مخروطی شکل از جنس فایبرگلاس یا روی‌اندود (گالوانیزه) که از طریق توزیع یکنواخت آب بر روی سطوح پرکن (پکینگ برج خنک‌کننده) و ایجاد جریان هوا توسط فن مکانیکی و با استفاده از فرایند تبخیر قسمتی آز آب، موجب حذف گرمای اضافی آب یا سیال مورد نظرمی شوند.
 به‌احتمال زیاد شما نیز این سازهای مکعبی و گرد را بر روی پشت‌بام برج‌ها و ساختمان‌های تجاری مشاهده نموده‌اید. آنها همان برج‌های خنک‌کننده چیلر یا کولینگ واترها هستند که برای سردکردن آب مورداستفاده قرار گرفته‌اند. این دستگاه‌ها که در سایزهای مختلف و اغلب به رنگ سفید یا آبی هستند مشاهده می‌شوند.
 نکته‌ای که می‌توان در مورد برج خنک‌کننده به‌عنوان یک دستگاه تبخیری کم‌هزینه عنوان کرد، نرخ مصرف آب این دستگاه است که در حدود پنج درصد می‌باشد. همین امر، برج خنک‌کننده را به‌عنوان یکی از تجهیزات کم‌هزینه و مناسب برای کاهش دمای آب در صنایع مختلف و سیستم‌های تهویه‌مطبوع موردتوجه بسیاری از مصرف‌کنندگان قرار داده است.
 البته باید به این نکته نیز توجه داشته باشید که برج خنک‌کننده دمای آب را در هر بار گردش در حدود 4 تا 6 درجه کاهش می‌دهد که این مسئله به دمای مرطوب محیط، سطوح پرکن و نوع جریان هوا بستگی دارد.

دسته‌بندی انواع برج خنک‌کننده:

انواع برج خنک‌کننده را می‌توان از لحاظ نحوه جریان هوا، متریال بکار رفته در ساخت، شکل ظاهری و نحوه انتقال حرارت تقسیم‌بندی کرد. برج‌های خنک‌کن باتوجه‌به نیاز و محل نصب به طور معمول به‌صورت برج خنک‌کننده مکعبی و برج خنک‌کننده گرد (مخروطی) و گاهی برج ذوزنقه طراحی و تولید می‌شوند و باتوجه‌به شکل ظاهری فن هوادهی یا همان پروانه کولینگ‌تاور در قسمت بالا یا در قسمت بقل قرار می‌گیرد. از لحاظ متریال و مواد بکار رفته در بدنه اصلی نیز در صنایع مختلف برج خنک‌کننده بتنی، برج خنک‌کننده چوبی، برج خنک‌کننده فلزی (کولینگ‌تاور گالوانیزه) و برج خنک‌کننده فایبرگلاس مورداستفاده قرار می‌گیرد.
 در ادامه چند دسته از برج‌های خنک‌کننده را نام می‌بریم و مشخصات آنها را عنوان می‌نماییم.

انواع کولینگ‌تاور (برج خنک‌کننده) بر اساس نوع انتقال حرارت

1-برج خنک‌کننده مدار باز :

همان‌طور که از نام این دستگاه مشخص است می‌توان حدس زد که سیال (آب) موردنظر در یک سیکل باز جریان دارد و جهت تبادل حرارت به طور مستقیم با هوا برخورد می‌کند. البته جریان هوا موجود در برج خنک‌کننده مدار باز به دو صورت جریان طبیعی و جریان مکانیکی است. در این دستگاه دمای آب از طریق تبخیرشدن بخش از آن کاهش پیدا می‌کند که حدود 1.5 تا 2 درصد از کل آب در جریان می‌باشد. سیستم کاری برج خنک‌کننده مرطوب به این صورت است که آب از طریق پمپ به نازل‌های آب‌پخش‌کن و افشانک‌ها منتقل می‌شود و از آن طریق بر روی سطوح پرکننده (filler) یا همان پکینگ برج خنک‌کننده پاشیده می‌شود تا حداکثر تبادل صورت گیرد و پس از گذشتن از پکینگ‌ها آب‌خنک درون تشت برج جمع شده و از طریق خروجی به سمت تجهیزات هدایت می‌شود و این سیکل به طور مرتب تکرار می‌گردد.

2-برج خنک‌کننده مداربسته (closed circuit):

علت نام‌گذاری این نوع کولینگ‌تاور نیز جریان آب‌خنک شونده در یک سیکل تمام بسته است. آب ورودی به برج خنک‌کننده دورگه‌ای به طور غیرمستقیم با هوا برخورد می‌کند و از این طریق گرمای خود را از دست می‌دهد و خنک می شود. به‌خاطر سیکل بسته و استفاده از کویل به این دستگاه درای کولر نیز گفته می شود. البته باید توجه داشته باشید که دمای آب خروجی از این دستگاه متناسب با دمای خشک محیط می‌باشد و نسبت به نمونه مدار باز دمای آب را تا حد کمتری پایین می‌آورد. کویل‌های مورداستفاده در این برج از لوله‌های مسی، گالوانیزه با آلومینیمی می‌باشد که باتوجه‌به نوع در خواست از انواع مختلف استفاده می‌گردد. البته تبادل حرارت کویل‌های مسی از دیگر انواع کویل‌ها بیشتر است به همین علت در اکثر تولیدات برج خنک‌کننده مداربسته هیبریدی در شرکت آذین تهویه از لوله‌های مسی با ضخامت 0.7 یا 0.9 استفاده می‌شود.  پرمصرف‌ترین قطر لوله در ساخت کویل مسی کولینگ‌تاور لوله مسی 5/8 اینچ می‌باشد.

3-برج خنک‌کننده هیبریدی (hybrid ):

در واقع این دسته از برج‌های خنک‌کن ترکیبی از دو نوع اول است که هم از سیکل بسته یا همان کویل و هم سیستم پاشش آب استفاده می‌نمایید. این دسته از برج‌ها نسل جدید و بسیار کاربردی هستند که در کنار راندمان بالا در مصرف آب بسیار بهینه عمل می‌کنند. به‌طورکلی جریان اصلی آب‌خنک شونده در یک سیکل بسته و درون لوله‌های مسی جریان دارد و جهت بالابردن راندمان خنک‌کاری از پاشش آب کمکی بر روی کویل‌ها استفاده می‌شود که موجب کاهش بیشتر دمای آب در جریان می‌گردد. یکی از مزایای اصلی در برج خنک‌کننده هیبریدی یا همان کولینگ‌تاور مداربسته ترکیبی عدم رسوب گرفتگی و البته کاهش دمای آب با حداقل تبخیر تا نزدیکی دمای مرطوب محیط است. عکس شماتیک این نوع برج را در زیر مشاهده می‌نمایید.

انواع برج خنک‌کننده از لحاظ شکل هندسی ((Cooling tower types -Classification ))

برج خنک‌کننده مکعبی :

در سالهای اخیر در بین اشکال مختلف برج‌های خنک‌کن، این نوع از کولینگ‌تاورها جز بهترین و پرکاربردترین‌ها بوده است. برج‌های خنک‌کننده مکعبی از ساختار مستحکمی برخوردار هستند و در کنار داشتن پنل‌های محکم و سبک، در ساختار اصلی برج از استراکچر فلزی استفاده می شود. قطعات فلزی و ستون‌های داخلی به‌صورت کامل از جنس گالوانیزه گرم می‌باشد که در مقابل رطوبت مقاوم هستند. استفاده از سیستم توزیع آب ثابت و وجود نازل‌های افشانه پاش راندمان برج خنک‌کن را تاحدامکان افزایش می‌دهد. وجود قطره گیر در بالای نازل‌های آب‌پاش از هدررفت آب جلوگیری می‌کند و ساختار مربعی این دستگاه کار مونتاژ و سرویس نگهداری را بسیار راحت نموده است. 
 برج خنک‌کننده مکعبی از نوع جریان مخالف یا کانتر فلو (Counter flow cooling tower) می‌باشد که باتوجه‌به مزیت‌های که دارد قابلیت استفاده در انواع پروژه‌های خانگی، صنعتی و پالایشگاهی را دارا است.

برج خنک‌کننده مخروطی یا گرد :

سیستم کاری این نوع از کولینگ‌تاورها به‌صورت جریان مخالف یا کانتر فلو می‌باشد. برج خنک‌کننده مخروطی نیز به‌صورت پانل‌های فایبرگلاس ساخته می‌شود و بعد از آماده‌سازی قطعات در محل کارخانه یا در محل نصب مونتاژ می‌گردد. برج‌های خنک‌کننده مخروطی برخلاف نوع مکعبی در دستگاه توزیع آب از افشانک یا نازل استفاده نمی‌کنند و بجای آن از یک قطعه واحد بنام آب‌پخش‌کن یا اسپرینکلر هد به همراه لوله‌های سوراخ‌دار برای توزیع آب در قسمت‌های مختلف برج بهره می‌برند. یکی از معایب کولینگ‌تاورهای مخروطی همین نحوه توزیع آب می‌باشد که موجب کاهش راندمان برج می‌شود و در کنار آن در زمان سرویس آب‌پخش‌کن هزینه‌های زیادی را به کارفرما تحمیل می‌کند. تعویض پکینگ‌های کولینگ‌تاور مخروطی نسبتاً دشوار می‌باشد و به همین علت در سال‌های اخیر تنها 10 درصد تولیدات مختص به برج‌های خنک‌کننده گرد است.

برج خنک‌کننده ذوزنقه ای :

این نوع از کولینگ‌تاورها به نام برج‌های خنک‌کننده جریان متقاطع یا کراس فلو نیز مشهور هستند. این نوع از برج‌ها از متریال فلز و فایبرگلاس ساخته می‌شوند. ساختار طراحی برج خنک‌کننده کراس فلو به این صورت است که پکینگ‌ها در دو طرف برج قرار می‌گیرند و سیستم هوادهی در قسمت بالا در مرکز برج خنک‌کن نصب می شود. دستگاه توزیع آب در کولینگ‌تاور ذوزنقه‌ای به‌صورت تشتک یا حوضچه‌های سوراخ‌دار است که آب را به‌صورت قطره‌ای بر روی سطوح پرکن (فیلینگ برج خنک‌کن) می‌پاشند.
 این نوع از کولینگ‌تاورها نیز سهم کمی در بازار داخلی دارند و بیشتر نمونه‌های موجود مربوط به برج‌های خنک‌کننده وارداتی است که غالباً از جنس گالوانیزه هستند. یکی از معایب این نوع از برج‌ها رسوب گرفتگی سوراخ‌های حوضچه توزیع آب می‌باشد که به‌مرور موجب کاهش راندمان برج می شود.

انواع برج خنک‌کننده از نظر جریان هوا

کولینگ تاورها به لحاظ شکل جریان هوا به مدل های زیر تقسیم می شوند.
•    جریان طبیعی Natural flow
•    جریان مکانیکی Mechanical flow
•    جریان اجباری Forced flow
•    جریان القایی Inductive current

کولینگ‌تاور جریان طبیعی

لازم است بدانید که برج خنک‌کننده اتمسفری یا جریان طبیعی از هیچ‌گونه تجهیزی برای جریان هوا استفاده نمی‌کند. جریان هوا از قسمت پایین برج به‌صورت طبیعی وارد برج خنک‌کننده می‌شود و به سمت بالا حرکت می‌کند. در همین حین آب، درون دستگاه افشانه می‌شود و تبادل حرارت بین آب پاشیده شده و هوای در جریان صورت می‌گیرد. راندمان کولینگ‌تاور جریان طبیعی نسبتاً پایین است و شرایط کاری آن به وضعیت آب‌وهوای و شدت وزش باد بستگی دارد. 
 نمونه‌ای از برج خنک‌کن جریان پیش‌نویس طبیعی که سازه بتنی دارد و در نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. برج خنک‌کننده هذلولی است. معمولاً هزینه‌ای اجرایی و ساخت این نوع از کولینگ‌تاورها بسیار بالاست.
 در تصویر زیر یک کولینگ‌تاور اتمسفریک را مشاهده می‌کنید.

قطعات برج خنک‌کننده جریان طبیعی

•    بدنه و سازه بتنی و فولادی
•    سطوح پرکن و انتقال حرارت (پکینگ مدیا)
•    دریفت المیناتور (قطره گیر)
•    سیستم پاشش آب( نازل برج)
•    تشتک آب سرد

مزایای کولینگ‌تاور جریان طبیعی

•    حداقل میزان مصرف برق به دلیل جریان طبیعی هوا
•    سازگاری با محیط زیست و آلوگی کم
•    به علت نداشتن فن هوارسان صدای خیلی کمی دارند
•    ساختاری مستحکم و عمر طولانی
•    قابلیت استفاده برای ظرفیت های بالا در نیروگاه ها
•    هزینه نگهداری و تعمیرات پایین

کولینگ‌تاور جریان مکانیکی

در برج خنک‌کننده جریان مکانیکی از یک یا چند فن، برای گردش هوا درون برج استفاده می شود. این مدل از کولینگ‌تاورها دارای دو نوع هستند.
1-برج خنک‌کننده جریان هوای القای
2-برج خنک‌کننده جریان اجباری
جریان هوا در هر دو کلاس می‌تواند جریان مخالف یا متقاطع باتوجه‌به آب در حال سقوط باشد. جریان متقاطع نشان می‌دهد که جریان هوا در قسمت پر شده برج افقی است درحالی‌که جریان مخالف به این معنی است که جریان هوا در جهت مخالف آب در حال سقوط است. در ادامه، توضیحات بیشتری درمورد برج‌های خنک‌کننده جریان مخالف و جریان متقاطع خواهیم داد.
 فن در برج خنک‌کننده جریان القای (Induction current cooling tower) در قسمت پایین یا روی بدنه کناری قرار می‌گیرد. فن هوارسان معمولاً از نوع سانتریفیوژ تیپ دبل فوروارد می‌باشد و هوا را به‌صورت افقی و سپس عمودی درون برج خنک‌کننده به جریان در می‌آورد. احتمال برگشت هوای گرم شده در این مدل زیاد است به همین خاطر راندمان کاهش می‌یابد. از معایب کولینگ‌تاور القای می‌توان به میزان صدای زیاد فن و مصرف بالای برق اشاره نمود. یکی از مزایای این نوع کولینگ‌تاورها دسترسی راحت به دستگاه هوادهی (فن، موتور، کاهش دور و..) است.
 برج خنک‌کننده جریان اجباری (Forced flow cooling tower) دارای یک یا چند فن است که در بالای برج قرار دارند که هوا را در مقابل جریان آب عبوری از لابه‌لای پکینگ مدیا به سمت بالا می‌کشد. ازآنجایی‌که جریان هوا مخالف جریان آب است، سردترین آب در پایین با خشک‌ترین هوا در تماس است درحالی‌که آب گرم‌تر در بالا در تماس با هوای مرطوب است؛ بنابراین، انتقال حرارت به طور مؤثر افزایش می‌یابد. به علت استفاده از فن محوری در این نوع از کولینگ‌تاورها میزان سروصدا و مصرف انرژی به‌شدت کاهش می‌یابد. از معایب برج خنک‌کننده جریان اجباری رطوبت بالا و پوسیدگی قطعات در قسمت فن استک است. البته با استفاده از قطره گیر و پوشش‌های مقاوم در مقابل رطوبت می‌توان تا حد زیادی از این مسئله جلوگیری نمود.

  مزایای برج خنک‌کننده جریان مکانیکی

•    تنوع در ابعاد و اندازه سازه اصلی
•    راندمان بالا به علت جریان هوای زیاد
•    تبادل حرارت بهتر بین آب و هوا به واسطه فن دمنده
•    ابعاد کوچکتر و اشغال فضای کم
•    پایداری عملکرد در شرایط جوی مختلف

قطعات کولینگ‌تاور مکانیکی

•    بدنه و استراکچر اصلی
•    پنل ها و لورها
•    فن استک و شاسی موتور
•    الکترو موتور و پروانه برج خنک‌کننده
•    قطره گیر
•    پکینگ مدیا
•    لوله توزیع آب و نازل ها
•    حوضچه آب سرد
•    فلنچ های ورودی و خروجی
•    سیستم کاهش دور(گیربکس)

انواع برج خنک‌کننده بر اساس شکل ورودی هوا

کولینگ تاور های مدار باز را می توان بر اساس نحوه ورود هوای تازه (Fresh Air) و شکل برخورد آن با آب پاشیده شده توسط نازل ها، به دو دسته برج خنک کننده جریان مخالف (کانتر فلو) و کولینگ تاور جریان متقاطع (کراس فلو) تقسیم نمود.

برج خنک‌کن جریان مخالف (counter flow)

در برج‌های جریان مخالف یا ناهمسو، بر خلاف جریان آب ورودی که از بالابه‌پایین پاشیده می‌شود، هوا از قسمت لوورهای پایین برج خنک‌کن به‌صورت عمودی به سمت بالا حرکت می‌کند. این نوع از کولینگ واترها به شکل مکعبی و مخروطی ساخته می‌شوند. در نظر داشته باشید که اطراف کولینگ‌تاور جریان مخالف برای ورود هوای تازه به‌خوبی باز باشد تا حجم هوای موردنیاز به‌راحتی تامین گردد. باتوجه‌به افت فشار هوای ورودی نیاز است که از فن‌های قوی با راندمان بالا استفاده نماییم تا به‌خوبی هوای موردنیاز را به سمت دهانه خروجی مکش نماید. وجود جریان مخالف در برج ناهمسو باعث محدودشدن قرارگرفتن آب در معرض نور مستقیم خورشید و در نتیجه کاهش رشد جلبک‌ها می‌شود.
 کولینگ‌تاور جریان مخالف یا کانتر فلو به دلیل راندمان بالای که دارد در اکثر مناطق گرم و خشک و اکثر صنایع به‌خوبی کار می‌کند. در خیلی از مناطق و شهرهای ایران مانند تهران، یزد، مشهد، اصفهان، قزوین، اراک، کرمان و... که آب‌وهوای نسبتاً خشک و گرم دارند می‌توان از این نوع کولینگ‌تاور استفاده نمود.

برج خنک‌کن جریان متقاطع (Cross Flow)

برج‌های خنک‌کننده با جریان متقاطع دارای پیکربندی به‌گونه‌ای هستند که هوا به‌صورت افقی از آبی عبور می‌کند که از بالابه‌پایین می‌ریزد. آبی که باید خنک شود به حوضچه‌های آب گرم واقع در نواحی پرکننده در بالا منتقل می‌شود و توسط نیروی ثقلی از طریق روزنه‌های تنظیم‌کننده به کف این حوضه‌ها توزیع می‌شود.
 کولینگ‌تاور کراس فلو یا جریان متقاطع در واقع همان طراحی اولیه برج خنک‌کن ابارا ژاپن است. به همین خاطر به این مدل، برج خنک‌کننده ابارا نیز می‌گویند. از برج خنک‌کننده جریان تقاطعی در مناطق مرطوب مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور که در مجاورت دریا قرار دارند بیشتر استفاده می‌شود. جالب است بدانید که این دسته از برج‌ها به دو نوع جریان واحد و جریان دوگانه تقسیم می‌شوند.

انواع کولینگ‌تاور بر اساس نوع کاربری

برج خنک‌کننده را می‌توان به لحاظ کاربردی که دارد به دو بخش کلی تقسیم نمود. اگر از این تجهیزات برای خنک‌کردن آب در دستگاه تهویه‌مطبوع و انواع سردکن‌ها استفاده شود در اصطلاح به آن برج خنک‌کننده چیلر می‌گویند. اگر از کولینگ‌تاور در راستای خنک‌کاری تجهیزات و ماشین‌آلات، در فرایند تولید صنایع مختلف استفاده شود به آن برج خنک‌کننده صنعتی اطلاق می شود. در ادامه هر کدام از این دو نوع کولینگ‌تاور را شرح می‌دهیم.

برج خنک‌کننده چیلر :

 برج خنک‌کننده چیلر چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟ برای پاسخ به این سؤال ابتدا باید بدانید که دستگاه چیلر chiller نیز یکی از تجهیزات پرکاربرد در دستگاه‌های تهویه و تامین‌کننده آب سرد است. چیلرها با تامین آب سرد یونیت‌های داخلی مانند فن کویل و هواساز شرایط لازم برای ایجاد هوای سرد موردنیاز ساختمان‌ها را محیا می‌کنند. چیلر های آب‌خنک و جذبی در یک سیکل خنک‌کاری توسط کمپرسور و گاز مبرد دمای آب را به حداقل می‌رسانند. در حین کار سردکن گرمای تولید شده باید در یک دستگاه دیگر خنک شود. این دستگاه برج خنک‌کننده چیلر هست.
 حرارت اضافی چیلر که توسط افزایش فشار گاز یا مبرد به وجود آمده است در بخشی بنام کندانسور گرفته می شود. برج خنک‌کن چیلر به طور خاص وظیفه خنک‌کردن همین قسمت را به عهده دارد. درواقع کندانسور گرمای مبرد را به آب منتقل می‌کند و آب گرم شده توسط برج خنک کنده چیلر این گرمای اضافی را به محیط منتقل می‌نماید. کولینگ‌تاور چیلر معمولاً از مدل برج کانتر فلو و جریان مکانیکی است.

برج خنک‌کننده صنعتی :

همان‌طور که می‌دانید در بسیاری از فرایندهای صنعتی از آب به‌عنوان یک خنک‌کننده و دفع‌کننده گرما مازاد استفاده می شود. دراین‌بین برج خنک‌کننده صنعتی یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها برای خنک‌کردن حجم زیادی از آب با کمترین هزینه به شمار می‌رود. در خیلی از کارخانه‌های تولید مواد غذایی و داروی و اکثر صنایع فولاد، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، نساجی و... تجهیزات حین کار گرمای زیادی تولید می‌کنند. کولینگ‌تاور صنعتی به‌خوبی قادر است این گرما را بگیرد سپس به هوا منتقل نماید.
 برج خنک‌کننده صنعتی باتوجه‌به نوع کاربری می‌تواند به‌صورت مدار باز یا مداربسته انتخاب شود. معمولاً در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند. برای صرفه‌جوی در مصرف آب از برج خنک‌کننده مداربسته صنعتی استفاده می شود. هر چند قیمت این مدل برج خنک‌کن صنعتی به‌مراتب بالاتر از برج مدار باز است؛ ولی در طول زمان هزینه‌های جاری به طور چشمگیر کاهش می‌یابد. به همین علت در حال حاضر شاهد آن هستیم که خیلی از صنایع و کارفرمایان اقدام به خرید برج خنک‌کننده مداربسته هیبریدی با متریال فایبرگلاس می‌نمایند.

اجزایی تشکیل‌دهنده برج خنک‌کننده:

 یک برج خنک‌کننده از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده که بعضی از آنها قطعات اصلی و برخی لوازم جانبی محسوب می‌شوند در ذیل به تعدادی از این موارد اشاره می‌نمایم و کارکرد آن را بازگو می‌کنیم. همچنین می‌توانید برای مطالعه بیشتر به صفحه مربوط به قطعات برج خنک‌کننده مراجعه نمایید تا اطلاعات دقیق‌تری در مورد قطعات مختلف برج خنک‌کننده به دست آورید.
 استراکچر اصلی: چهارچوب و بدنه اصلی که دیگر قطعات به آن متصل می‌شوند و معمولاً از جنس گالوانیزه می‌باشد.
 تشتک برج خنک‌کن: قسمت انتهای و پایین برج که آب سرد شده در آن جمع می‌شود به این قسمت حوضچه آب سرد کولینگ‌تاور نیز گفته می‌شود.
 دیواره‌های برج خنک‌کننده (پنل برج): بدنه اصلی برج که اتاقک اصلی را تشکیل می‌دهد و سطوح پرکننده در داخل آن قرار می‌گیرد.
 دهانه خروجی یا تنوری: قسمت بالای برج خنک‌کن که هوا از آن خارج می‌شود و موتور و پروانه در آن نصب می‌گردد.
 موتوربرقی و پروانه: تجهیزاتی که موجب چرخش پروانه و ایجاد جریان هوا درون برج خنک‌کن می‌شود.
 شاسی و محافظ پروانه: قطعاتی فلزی و مقاوم که موتور بر روی آن نصب می‌گردد و از پروانه محافظت می‌کند.
 کاهنده دور (گیربکس): سیستمی که نیروی انتقالی و تعداد دور موتور را تنظیم می‌نماید و به پروانه منتقل می‌کند.
 کرکره یا لور: قسمتی که از آنجا هوا تازه با شدت و زاویه مناسب وارد دستگاه می‌شود.
 ساپورت‌های فلزی: این قسمت درواقع نگهدارنده سطوح پرکننده و قطره گیر در داخل برج است.
 نازل‌ها یا آب‌پخش‌کن: تقسیم و توزیع یکنواخت آب ورودی به عهده این قطعات است
 پکینگ یا سطوح پرکننده: این قطعات از برج خنک‌کن موجب ایجاد ارتباط منظم و بیشتر بین آب‌وهوا جهت تبادل حرارت هرچه بیشتر در داخل برج خنک‌کننده می‌شوند.
 کویل: در برج‌های مداربسته یا کولینگ‌تاور خشک بجای پکینگ از کویل جهت تبادل حرارت بین آب هوا استفاده می‌شود و آب در داخل کویل جریان دارد.
 قطره گیر یا چکه گیر: جلوگیری از هدررفت آب و پرتاب آب به سمت فن و الکتروموتور
 اتصالات: فلنچ ورودی و فلنچ خروجی، قسمت‌های که لوله‌های آب ورودی و خروجی به آن متصل می‌شود. 
 فلوتر: شناور تنظیم‌کننده آب جبرانی کولینگ‌تاور که مانع از سرریزشدن آب حوضچه برج خنک‌کن می‌شود.
 شیر تخلیه: محلی که آب تشتک در زمان موردنیاز و یا وقتی که قرار است برج در حالت سرویس قرار گیرد آز آن خارج می‌شود.
 برای اطلاعات بیشتر به وبگاه مرجع استانداردهای کولینگ‌تاور مراجعه نمایید coolingtechnology 

تاریخچه برج خنک‌کننده

در طول تاریخ و از گذشته‌های دور کارهای زیادی برای خنک‌کردن آب صورت‌گرفته است. بنا به اطلاعات داده شده از تاریخچه برج خنک‌کننده برای اولین‌بار در مصر باستان نشانه‌های از نمونه‌های اولیه کولینگ‌تاور و برج خنک‌کن دیده شده است که به‌واسطه پاشش آب از ارتفاع موجب سردشدن آب می‌شدند.
 باگذشت زمان دستگاه‌های خنک‌کاری و شکل ظاهری برج‌های خنک‌کننده تغییرات فراوانی کرده است. اولین نوع برج خنک‌کننده که به طور خاص برای خنک‌کردن آب طراحی شد در فرانسه بود که به شکل کولینگ‌تاورهای اتمسفریک ساخته شد. در این شکل از برج‌ها از طریق پاشش آب بر روی سطوح چوبی و جریان طبیعی هوا موجبات سردشدن آب فراهم می‌گردید.
 نسل بعدی برج‌های خنک‌کننده که وارد عرصه صنعت شد و هنوز هم نمونه‌های به‌روز شده آن را در صنایع بزرگ مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها می‌بینیم. برج‌های خنک‌کننده بتنی هستند که بنام برج خنک‌کن هذلولی شناخته می‌شوند. آنها سازه‌های بزرگی هستند که معمولاً دارای ارتفاع بلندی هستند و به‌صورت جریان طبیعی هوا کار می‌کنند.
 به دلیل اشغال فضای زیاد، هزینه‌های عمرانی بالا و شرایط خاص استفاده از برج خنک‌کن بتنی، به‌مرور برج‌های خنک‌کننده گالوانیزه طراحی و وارد بازار شدند. این مدل از کولینگ‌تاورها ابعاد مکعبی شکل داشتند و به نسبت برج خنک‌کننده بتنی فضای خیلی کمتری را اشغال می‌کردند. در ضمن دستگاه هوادهی در کولینگ‌تاور فلزی به‌صورت مکانیکی توسط یک یا چند فن سانتریفیوژ (گریزازمرکز) انجام می‌شد. یکی از معایب اصلی برج خنک‌کننده گالوانیزه مصرف برق بالا و صدای زیاد فن‌ها بود.
 جدیدترین نسل برج‌های خنک‌کننده که وارد بازار شد و سعی شد که معایب برج‌های فلزی را پوشش دهد. برج خنک‌کننده فایبرگلاس با پروانه محوری بود. این نوع از برج‌ها، هم اکنون نیز به‌عنوان یکی از پرطرف‌دارترین نمونه‌های موجود در بازار، مورداستفاده قرار می‌گیرند. برج خنک‌کننده فایبرگلاس FRP دیگر مشکل رسوب و خوردگی را ندارد و به‌خاطر استفاده از پروانه اکسیال در سیستم هوادهی، بازدهی بالا در کنار مصرف پایین برق را به ارمغان آورده است. کولینگ‌تاورهای فایبرگلاس قابلیت مونتاژ در محل یا ساخت در کارخانه را دارند.

اهمیت سرویس به‌موقع برج خنک‌کننده و تعویض قطعات کولینگ‌تاور

یکی از نکات اساسی که موجب بالارفتن عمر مفید و ثبات راندمان کاری تجهیزات خنک‌کننده می‌شود؛ سرویس و نگهداری صحیح و تعویض بموقع قطعات مستهلک است. سرویس دوره‌ای برج خنک‌کننده می‌تواند مزایای زیادی داشته باشد که در ادامه چندین مورد آن را بیان می‌کنیم.
 جلوگیری از کاهش راندمان خنک‌کاری برج
 کنترل خوردگی و رسوب پکینگ‌ها و نازل‌ها
 طولانی‌تر شدن عمر مفید قطعات کولینگ‌تاور
 کاهش لرزش و کنترل صدای فن
 کاهش مصرف آب
 جلوگیری از هدررفت آب

فرایند تبادل حرارت در برج خنک‌کننده (کولینگ‌تاور)

کولینگ‌تاورها از گرمای نهان تبخیر استفاده می‌کنند. برج خنک‌کن می‌تواند فرایند تبادل حرارت بین آب‌وهوا را به بهترین شکل ممکن انجام دهد. در داخل این برج‌ها، پدیده تبخیر با استفاده از اجزای ساده و کارآمدی که به‌طورکلی نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند، ایجاد می‌شود. این اجزای شامل پد کولینگ‌تاور، نازل آب‌پاش و فن برج خنک‌کننده می‌شوند.
 برای درک بهتر چگونگی کاهش دمای آب ورودی به کولینگ‌تاور، لازم است دو مفهوم را بررسی کنیم.
 الف) گرمای محسوس (به انگلیسی: Sensible heat) مقدار گرمایی است که به یک عنصر فیزیکی (مثلاً یک سیم‌پیچ پره‌دار) اضافه یا از آن کم می‌شود تا دمای آن تغییر کند. گرمای محسوس می‌گویند.
 ب) گرمای نهان (به انگلیسی: Latent heat) اساساً متکی به تغییر حالتی است که یک ماده می‌تواند به دلیل افزودن یا ازدست‌دادن گرما متحمل شود. در مورد آب، اگر پس از رسیدن به نقطه انجماد، گرما از آن خارج شود، می‌تواند از حالت مایع به حالت جامد (یخ) تبدیل شود. یا اگر به‌محض رسیدن به نقطه‌جوش، گرما به آن اضافه شود، آب می‌تواند از حالت مایع به حالت گازی (بخار) تبدیل شود؛ بنابراین گرما به‌عنوان حرارت نهان تعریف می‌شود، بنابراین گرمایی است که برای تغییر وضعیت آب اضافه یا کم می‌شود. به طور خاص، هنگامی که با دستگاه‌های خنک‌کننده تبخیری (کولینگ‌تاور مدار باز) سروکار داریم، این گرما را گرمای نهان تبخیر می‌نامند .
 درصورتی‌که یک برج خنک‌کننده به‌خوبی طراحی و تولید شده باشد. می‌تواند بیشترین میزان سطح تماس بین آب‌وهوا را فراهم نماید تا تبادل حرارت نهان به شکل بهینه صورت پذیرد.
 کاملاً مشخص است که برای بالارفتن حجم تبادل حرارت، می‌بایست برج خنک‌کننده زمان و سطح تماس آب‌وهوا را تا جایی که می‌تواند افزایش دهد تا بیشترین دما از آب گرم ورودی به کولینگ‌تاور، در کوتاه‌ترین زمان ممکن گرفته شود. دستگاه خنک‌کننده تبخیری برای انجام این کار، از یک سطح تبادل حرارت (پکینگ برج خنک‌کننده) که مخصوص این منظور طراحی شده است و یک فن هوارسان استفاده می‌کند. فن کولینگ‌تاور می‌تواند حجم مشخصی از هوا را باتوجه‌به پارامترهای بسیار دقیق جابه‌جا کند.

 برج خنک‌کننده پتروشیمی و پالایشگاه

باتوجه‌به حجم بالای فعالیت صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی و گرمای زیاد حاصل از این فرایند کاری، نیاز به خنک‌کننده‌های قوی و بهینه امری ضروری است. در ضمن به علت کار مداوم و ۲۴ ساعته پالایشگاه و پتروشیمی و ارزش‌افزوده‌ای که این صنایع به همراه دارند وجود کولینگ‌تاورهای صنعتی با عملکرد تضمین شده و راندمان بالا امری غیرقابل‌اجتناب است. بر همین اساس کولینگ‌تاورهای پتروشیمی با ساختاری مقاوم و ابعاد بزرگ طراحی شده‌اند. معمولاً در پتروشیمی Petrochemical plant و پالایشگاه Refinery از برج خنک‌کننده بتنی استفاده می‌شود. البته در سالهای اخیر از کولینگ‌تاورهای فایبرگلاس که از مقاومت بالای برخوردار هستند نیز در ساخت این تجهیزات استفاده می‌گردد.
 نکته مهم در ساخت برج خنک‌کننده نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها ساختار مقاوم با استفاده از متریال درجه یک و مرغوب است. به طور مثال در اکثر کولینگ‌تاورهای صنعتی پالایشگاهی از پکینگ‌های ضد رسوب با قابلیت اسیدی شوی و مقاومت فیزیکی بالا استفاده می‌شود. انواع پکینگ‌های اسپلش با جنس پلی‌پروپیلن یکی از نمونه‌های پر مصرف در این تجهیزات خنک‌کننده است.
 یکی دیگر از ویژگی‌های برج خنک‌کن پتروشیمی سیستم هوادهی آن است در این کولینگ‌تاورها از فن‌های آلومینیمی یا فایبرگلاس با استقامت بالا و هوادهی مناسب استفاده می‌شود. همچنین به علت بخارات اسیدی و خورندگی بالا در قسمت خروجی هوا، استفاده از دستگاه کاهش دور گیربکس بجای فولی تسمه پیشنهاد می‌گردد.

 انواع کولینگ‌تاور پتروشیمی: 

 همانند خیلی از صنایع بزرگ دیگر، برج خنک‌کننده پتروشیمی نیز امکان تولید و استفاده در مدل‌های مختلف و با استفاده از متریال‌های گوناگونی را دارد. انواع برج خنک‌کننده پالایشگاه و پتروشیمی شامل موارد زیر می‌تواند باشد.
 1-برج خنک‌کننده مدار باز پتروشیمی
 2-برج خنک‌کننده مداربسته
 3-برج خنک‌کننده ترکیبی
 4-برج خنک‌کننده فایبرگلاس
 5-برج خنک‌کننده بتنی
 6-برج خنک‌کننده مکعبی یا مخروطی 

مفهوم دمای حباب تر یا دمای حباب مرطوب (به انگلیسی :  Wet-bulb temperature)

یک مفهوم فیزیکی مهم به درک بهتر عملکرد برج‌های خنک‌کننده کمک می‌کند: و آن دمای حباب مرطوب است که در نظریه عملکرد هر سیستم تبخیری و به‌ویژه در خنک‌کننده برج‌های خنک‌کننده اساسی است.
 در عمل، این عامل به طور دقیق "بدترین" شرایط دما و رطوبت نسبی محل نصب کولینگ واتر را تعریف می‌کند. در واقع دما و رطوبت هوا در گرم‌ترین ماه سال یعنی اواسط مردادماه در تابستان را بیان می‌کند. این یک مرجع دقیق در مورد دمای نهایی از نظر نظریه قابل‌دستیابی توسط برج تبخیر ارائه می‌دهد.

مزایای استفاده از برج خنک‌کننده فایبرگلاس:

همان‌طور که عنوان شده معمولاً ساختار و بدنه اصلی برج خنک‌کننده از متریال فلز (گالوانیزه یا استیل) و یا از جنس فایبرگلاس یا همان کامپوزیتی ساخته می‌شود. در سال‌های اخیر کولینگ‌تاورهای فایبرگلاس نسبت به نوع فلزی بیشتر مورداستفاده قرار می‌گیرند و این انتخاب به علت مزایای می‌باشد که برج خنک‌کننده فایبرگلاس نسبت به برج‌های فلزی یا برج خنک‌کننده گالوانیزه دارد. در ادامه به چند مورد از مزایایی برج‌های خنک‌کننده کامپوزیتی می‌پردازیم.
 مقاومت شیمیایی بالا: برج خنک‌کن فایبرگلاس در مقابل واکنش‌های شیمیایی بسیار مقاوم است و در مقابل رطوبت مانند برج خنک‌کننده گالوانیزه دچار زنگ‌زدگی نمی‌شود. در ضمن متریال فایبرگلاس به طور طبیعی مستعد حملات بیولوژیکی ناشی از میکروارگانیسم‌های موجود در آب نیست و از این بابت نیز برتری خاصی نسبت به برج روی‌اندود دارد و همچنین در برابر آب دریا و آب‌شور مقاوم است.
 وزن سبک: می‌توان این‌گونه گفت که وزن این نوع از برج‌ها حدوداً 60 درصد سبک‌تر از نوع فلزی است و به همین خاطر به‌راحتی حمل‌ونقل و نصب می‌شود. همچنین برج خنک‌کننده فایبرگلاس قابلیت ارسال به‌صورت دمونتاژ و سپس مونتاژ در محل را دارا است.
 انعطاف‌پذیری فایبرگلاس: ساختار این متریال به‌گونه‌ای است که تحت بار (نیرو) به طور دائمی دفرمه نخواهد شد. LW = 2.5 × psi و CW = 0.8 × psiقیمت و هزینه اولیه کمتر: برج‌های خنک‌کننده فایبرگلاس در مقایسه با برج خنک‌کننده گالوانیزه 30 درصد و در مقایسه با برج خنک‌کننده استیل 70درصد ارزان‌تر هستند و از این بابت بسیار مقرون‌به‌صرفه است. در ضمن برج خنک‌کن فایبرگلاس به دو صورت برج خنک‌کننده مکعبی و برج خنک‌کننده مخروطی ساخته می‌شود که از مزیت‌های این نوع از کولینگ واترها می‌باشد.

محاسبه ظرفیت کولینگ‌تاور و توان برج خنک‌کننده:

در ارتباط با محاسبات توان برج خنک‌کن و اینکه چه ظرفیتی را می‌بایست برای دستگاه کاری خود در نظر بگیریم لازم است به این نکته اشاره نماییم که برآورد ظرفیت و مشخص‌کردن تناژ برج یک کار علمی و تخصصی است و فقط بر اساس تجربه نمی‌توان آن را انجام داد. پس پیشنهاد می‌شود حتماً از پیشنهادها تولیدکنندگان برج خنک‌کننده و متخصصین این حوزه استفاده نمایید.
 جهت محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده نیاز به اطلاعات یا دیتای اولیه داریم که شامل چندین مورد اصلی و فرعی می‌شود، در ادامه به این موارد اشاره خواهیم کرد. اولین موردی که در برآورد ظرفیت کولینگ‌تاور باید مدنظر قرار گیرد میزان دبی و حجم آب گرمی می‌باشد که نیاز است از طریق کولینگ‌تاور خنک شود. مورد بعدی میزان اختلاف دما یا رنج (RENGE) است که مدنظر ماست یعنی اختلاف دمای آب ورودی و خروجی از برج خنک‌کننده و از موارد اصلی دیگر در محاسبات برج خنک‌کننده، دمای مرطوب محیط یا وت بالب (Wet Bulb) و میزان اپروچ (APPROACH) می‌باشد.
 فرمول اصلی و اولیه محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده MC(T2-T1) می‌باشد. در این فرمول دانستن حجم آب در گردش و دمای آب داغ ورودی و دمای آب سرد خروجی بسیار مهم می‌باشد.

منظور از تن تبرید در برج خنک‌کننده چیست؟

واژه تن تبرید در واقع یک واحد اندازه‌گیری میزان سرمایش در تجهیزات برودتی مانند چیلر می‌باشد. با مرور تاریخ متوجه می‌شویم که کلمه تن تبرید مربوط به قرن هجدهم میلادی است که در آمریکای شمالی مورداستفاده قرار می‌گرفت، در آن زمان از قالب‌های یخ بزرگ برای تامین سرمای موردنیاز استفاده می‌شد. به‌صورت علمی باید گفت که یک تن تبرید مساوی است با میزان گرمایی که یک دستگاه سرمایشی (سردکن یا برج خنک‌کننده) در مدت‌زمان 24 ساعت از یک تن یخ می‌گیرد تا آن را تبدیل به آب نماید. این عمل در دمای صفر درجه سانتی‌گراد یا همان 32 درجه فارنهایت (144 بی تی یو) هست که طبق فرمول زیر بیان می‌شود.
یک تن تبرید = ۱۴۴×۲۰۰۰/۲۴ = ۱۲۰۰۰ Btu/hr
One Refrigeration Ton = (2000 lbs * 144 Btu/lbs) / 24 hr = 12000 Btu/hr

در حال حاضر نیز از واژه " تن تبرید" برای بیان ظرفیت تجهیزات برودتی مانند چیلرهای جذبی و تراکمی و البته در کولینگ‌تاورها استفاده می‌شود. به طور مثال در بین مهندسین و کارفرمایان می‌شنویم که گفته می‌شود یک دستگاه چیلر 80 تن یا 100 تن یا برج خنک‌کننده 200 تن یا 400 تن تبرید موردنیاز پروژه می‌باشد. اما به طور تخصصی و در مبانی ترمودینامیک این واژه معیار سنجش قدرت تجهیزات برودتی محسوب می‌شود. تبدیل واحدهای تن تبرید، واحد جابه‌جایی انرژی در زمان یعنی تن تبرید (RT) هم ارز یکاهایی همچون KW و BTU/H است. می‌توان گفت که هر تن تبرید برابر با 3.52 کیلووات و برابر با 12000 پوند انرژی بر ساعت می‌باشد.

علت کارایی برج‌های خنک‌کننده

برج خنک‌کن تبخیری باتوجه‌به سادگی ساخت، همراه با راندمان بالا از نظر نسبت هزینه/کیلووات اتلاف شده، هنوز هم امروزه پرمصرف‌ترین وسیله خنک‌کننده هم در بخش‌های عمرانی و مهم‌تر از همه در صنایع مختلف می‌باشد. در واقع، فقط همین مسئله نیست. هر قطعه متحرک خاصی، به‌غیراز یک فن (که می‌تواند هم در ورودی و هم در تخلیه قرار گیرد). استفاده از انرژی الکتریکی نیز در مقایسه با سایر دستگاه‌های مورداستفاده برای اهداف مشابه بسیار کم است.
 برج‌های خنک‌کننده هوا به‌خصوص در صورت وجود مقادیر زیادی گرما برای دفع (به‌عنوان‌مثال: کارخانه‌های فولاد، تاسیسات شیمیایی، نیروگاه‌ها)، از نظر توان الکتریکی مصرفی و ابعاد موردنیاز برای نصب، رقیبی ندارند. در ضمن قیمت اولیه برج خنک‌کننده در مقایسه با تجهیزات برودتی مانند چیلر و کندانسور به‌مراتب پایین‌تر می‌باشد. همین مسئله موجب شده امروزه برج خنک‌کننده به‌عنوان یکی از اولین تجهیزات خنک‌کننده آب در کاربردهای مختلف موردتوجه قرار گیرد.

مقایسه انواع سیستم‌های خنک‌کننده: کندانسور هوایی، برج خنک‌کننده مدار باز و بسته، چیلر تراکمی

اگر شما در حال راه‌اندازی یک مجموعه صنعتی یا کارخانه تولیدی هستید و نیاز به احداث واحد خنک‌کننده صنعتی یا عمرانی دارید، در زمان انتخاب نوع دستگاه خنک‌کاری باید به نکاتی اساسی توجه ویژه داشته باشید. شما لازم است دماهای عملیاتی موردنیاز و هم‌دمای مربوط به شرایط محیطی محل نصب را در نظر بگیرید .
 به‌عنوان‌مثال، اگر دمای آب یا سیال خنک شده باید کمتر از دمای محیط باشد، دستگاه تبخیری (برج خنک‌کننده مدار باز) مناسب‌ترین انتخاب خواهد بود. در این مورد، حداقل حد نظریه سیال خنک شده، همان‌طور که دیدیم، دمای سیال است. شرایط کاری کولینگ‌تاور تر به دمای مرطوب محیط بستگی است.
 در مقابل، دستگاه‌های هوای خشک یا کندانسور هوایی به تبادل حرارت معقول متکی هستند که کارایی بسیار کمتری نسبت به تبادل گرمای نهان تبخیر دارد. محدودیت، در این مورد، توسط دمای سیال مبرد، یعنی هوای محیط تعیین می‌شود. اگر خنک‌کردن سیال تا دمایی بالاتر از دمای محیط کافی باشد، باید از کولر خشک یا کندانسور هوایی استفاده کرد.
 گزینه سوم طراحی یک سیستم آدیاباتیک (برج خنک‌کننده مداربسته هیبریدی) در مواردی است که کافی است دمای سیال برابر یا کمی کمتر از دمای محیط باشد. در کولینگ‌تاورهای مداربسته سیستم خنک‌کاری به کمک جریان هوا و پاشش آب صورت می‌گیرد که ترکیبی از دمای خشک و دمایی مرطوب در اصل کار دستگاه تاثیرگذار می‌شود.
 اگر شما برای کار خود به دمای آب زیر 10 درجه نیاز دارید باید از چیلرهای تراکمی استفاده نمایید. این تجهیزات از قطعات مکانیکی خاصی برای رساندن سیال به دمای مدنظر استفاده می‌کنند که شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و... می‌شود.
 در کل گزینه‌های پیشنهادی بالا به درک این نکته کمک می‌کند که چیزی به نام سیستم خنک‌کننده "مناسب برای تمام فصول" وجود ندارد یا؛ در واقع انتخاب صحیح بر اساس نیازهای پروژه و شرایط محیطی به معنای بهینه‌سازی مصرف انرژی است. اشغال فضای کمتر و قراردادن تاسیسات در بهترین حالت ممکن موجب حداکثر بهره‌وری از تجهیزات خنک‌کننده می‌شود.

آب جبرانی برج خنک‌کننده :

همان‌طور که می‌دانید، هدف کولینگ‌تاورهای صنعتی، خنک‌کردن آب توسط تبخیر اجباری مقدار مشخصی از آب در گردش است. در واقع این طور می‌توان بیان کرد که مقدار آب تبخیر شده به طور مستقیم با مقدار گرمایی که باید دفع شود، متناسب است. به‌عنوان نمونه به‌ازای هر 600 کیلوکالری بار حرارتی حذف شده، 1 لیتر آب از دست می‌رود
 این مسئله غیرقابل‌انکار است. در کنار تمام مزیت‌های برج خنک‌کننده تبخیری میزان مصرف آب و بالارفتن غلظت و رسوبات آب در گردش یکی از چالش‌های اساسی این نوع خنک‌کننده‌های آب است؛ بنابراین این مسئله باید به‌خوبی کنترل شود.
 میزان آب تبخیر شده باید از قسمت پرکن به‌عنوان آب جبرانی برج خنک‌کننده تامین شود. این عملیات باید با تنظیم کیفیت آب به‌گونه‌ای انجام شود که از تشکیل لایه‌ها و رسوبات در خود مدار جلوگیری شود. این به این دلیل است که نمک‌های موجود در آبی که تبخیر می‌شود به‌صورت محلول در آب باقی می‌مانند و در نتیجه غلظت آنها به‌تدریج افزایش می‌یابد. پس مدیریت میزان رسوبات و سختی آب برای عدم تجاوز از محدوده مشخص الزامی می‌باشد. به طور معمول، یک تصفیه مناسب ضد سنگ‌آهک و یک پاک‌سازی جزئی از آب موجود در مدار در این زمینه کافی است. سختی‌گیرهای رزینی و سختی‌گیرهای مغناطیسی می‌توانند برای حفظ کیفیت آب جبرانی برج خنک‌کننده مناسب باشند.

تصفیه آب جبرانی برج خنک کننده: 

به‌طورکلی تصفیه را می‌توان به‌صورت تجربی مدیریت کرد، کم‌وبیش برابر با آب تبخیر شده (شاخص غلظت 2). یا می‌توان آن را با نظارت مداوم بر کیفیت آب موجود در مدار، به‌ویژه پارامتر هدایت الکتریکی کنترل کرد.
 کنترل رسانایی با استفاده از درمان‌های ضد آهک خاص و بنابراین مدیریت صحیح تصفیه به شما امکان می‌دهد تا آب کمتری را هدر دهید. اما علاوه بر این اجازه می‌دهد تا کارایی کامل نصب را حفظ کرده و نیاز به مداخلات تعمیر و نگهداری و جایگزینی قطعات در معرض سایش را به تاخیر بیندازد.
 بنابراین راه‌حل ایده‌آل ممکن است ترجیح‌دادن راه‌حل‌های "یکپارچه" برای خرید تجهیزات تصفیه آب هم‌زمان با تهیه کولینگ‌تاور باشد. در ضمن وجود تجهیزاتی که بتوان به طور دقیق میزان مصرف آب، غلظت آب و رسوبات آب را اندازه‌گیری نمود می‌تواند در بالابردن عمر مفید برج خنک‌کننده و عملکرد بهتر آن کمک نماید.

قیمت برج خنک‌کننده:

 همان‌طور که می‌دانید یکی از موارد اصلی که در زمان تهیه یک دستگاه صنعتی برای مصرف‌کننده اهمیت زیادی دارد، قیمت و هزینه‌های اولیه آن دستگاه است، قیمت برج خنک‌کننده صنعتی نیز از این موضوع مستثنا نیست. در ضمن برج خنک‌کننده قیمت‌های مختلفی باتوجه‌به ظرفیت و کیفیت می‌تواند داشته باشد که در ادامه به آن می‌پردازیم.
 در تعیین قیمت کولینگ‌تاور چند پارامتر اصلی نقش دارد که به چند مورد آن اشاره می‌کنیم .
 متریال بکار رفته در ساخت بدنه دستگاه: همان‌طور که در بالا اشاره شده برج‌های خنک‌کننده از جنس فایبرگلاس frp و فلز گالوانیزه یا استیل ساخته می‌شوند که باتوجه‌به نوع مواد بکار رفته قیمت‌گذاری متفاوت است. به‌طورکلی می‌توان این‌طور در نظر گرفت که برج‌های فایبرگلاس و گالوانیزه در یک رنج قیمتی و برج خنک‌کننده استیل در حدود 70 درصد بالاتر هستند. 
 توان و نمانام الکتروموتور: یکی از موارد دیگر که در قیمت برج خنک‌کننده تاثیرگذار است توان الکتروموتور و برند آن می‌باشد، معمولاً در کولینگ‌تاور می‌بایست از الکتروموتورهای مرغوب با عایق رطوبتی بالا استفاده نمود تا در اثر پاشش آب از کار نیفتند. یکی از برنده‌های پر مصرف در کولینگ‌تاورها، موتورهای زیمنس آلمان با کلاس F و IP55 می‌باشند. البته از موتورهای داخلی مانند موتوژن و جمکو نیز در خیلی از موارد استفاده می‌شود که از کیفیت نسبتاً بالای برخوردار هستند.
 پروانه برج خنک‌کننده: پروانه‌های مورداستفاده در این دستگاه از متریال آلومینیم، فایبرگلاس و پلی‌آمید هستند که هر کدام قیمت خاص خود را دارند و در فهرست قیمت برج خنک‌کننده تاثیرگذار هستند.
 سیستم کاهش دور برج خنک‌کننده یا کاهنده دور پروانه: معمولاً در ظرفیت‌های پایین‌تر از 80 تن تبرید دستگاه انتقال قدرت به‌صورت دایرکت درایو یا اتصال مستقیم می‌باشد و از موتورهای 900 دور استفاده می‌شود؛ ولی در ظرفیت‌های بالاتر از 80 تن تبرید تا 800 تن تبرید از دستگاه کاهش دور استفاده می‌شود. این نوع انتقال قدرت معمولاً به دو صورت کاهند دور فولی تسمه و گیربکس انجام می‌گردد. معمولاً در ایران و در برج‌های خنک‌کننده پرتو آب‌گردان از سیستم فولی و تسمه استفاده می‌شود که هزینه کمتر و تامین نگهداری نسبتاً آسان‌تری دارد؛ ولی در صورت استفاده از گیربکس می‌بایست هزینه نسبتاً بالای پرداخت نمود که بتوان از گیربکس‌های اروپای و مرغوب استفاده کرد. دراین‌بین برج‌های خنک‌کننده آریا بنیز از انواع گیربکس برای کاهش دور بهره می‌برد.
 پکینگ و سطوح پرکننده: یکی دیگر موارد اصلی در قیمت‌گذاری کولینگ‌تاور جنس و مقدار پکینگ مورداستفاده در برج است. پکینگ‌های پی‌وی‌سی PVC که به‌صورت لانه‌زنبوری تولید می‌شوند از رایج‌ترین نوع هستند که قیمت و کیفیت نسبتاً خوبی دارند؛ ولی در مواردی که نیاز به تحمل دمای بالاتری باشد از پکینگ نت اسپلش از متریال پلی‌پروپیلن PP استفاده می‌شود. این نوع پکینگ‌ها تحمل دمای آب داغ تا 90 درجه را دارا هستند و در ضمن قابلیت اسید شوی را نیز دارد. 
 البته در برج خنک‌کننده ابا را یا برج‌های مختلف از اشکال مختلف پکینگ می‌توان استفاده کرد که هر کدام در قیمت برج به نوبه خود تاثیرگذار خواهد بود.
 شکل هندسی برج خنک‌کن: شکل ظاهری و هندسه دستگاه دراین‌خصوص بی‌تاثیر نیست، مثلاً برج خنک‌کننده مخروطی باتوجه‌به سختی مونتاژ و نوع ساختاری که دارد نسبت به برج مکعبی گران‌تر می‌باشد. اولین برج‌های گرد در ایران مربوط به شرکت پرتو آب‌گردان هستند که درگذشته استفاده می‌شد و قیمت نسبتاً بالاتری از برج‌های مکعبی کنونی دارند.
 لوازم جانبی: در نهایت لوازم جانبی مانند نوع پیچ‌مهره‌ها و آهن‌کشی، استفاده یا عدم استفاده از قطره گیر، جنس نازل و آب‌پخش‌کن و لوله‌ای توزیع آب و... می‌تواند در قیمت برج خنک‌کننده تاثیرگذار باشد.
 البته باید به این نکته توجه داشته باشید که برج‌های خنک‌کننده مدار باز و مداربسته قیمت بسیار متفاوتی دارند.
 کولینگ‌تاور مداربسته (هیبریدی) به علت استفاده از کویل مسی و پمپ آب قیمت خیلی بالاتری از برج خنک‌کننده مدار باز دارد. برج خنک‌کن مرطوب یا باز بجای کویل از پوشال یا پکینگ استفاده می‌کند به همین خاطر قیمت آن نسبتاً کمتر از برج ترکیبی یا مداربسته است. 
 در نهایت از شما در خواست داریم جهت اطلاع از آخرین قیمت و مشخصات برج خنک‌کننده با کارشناسان فروش شرکت آذین تهویه در تماس باشید.

عملکرد برج خنک‌کننده :

تجهیزات تهویه‌مطبوع همانند چیلرهای آب‌خنک و فرایندها و چگالنده‌های صنعتی می‌توانند گرما را به شکل تن تبرید آب گرم تولید کنند که باید خنک شود. در اینجاست که می‌بایست از برج خنک‌کننده صنعتی و یا برج خنک‌کننده خانگی برای خنک‌سازی سیال استفاده نمود. اساس کار برج خنک‌کننده بر مبنای سه عامل یعنی گردش آب، ایجاد جریان هوا در داخل سازه و تبخیر سطحی آب (گرفتن گرمای نهان) استوار است. آب یا سیال بیش از حد گرم شده‌ای که توسط چگالنده‌های خانگی و صنعتی تولید شده توسط سیستم پایپینگ (لوله‌کشی) با استفاده از یک پمپ به بالای برج خنک‌کن منتقل می‌گردد و در آنجا توسط نازل‌ها (آبپاش / اسپری) در داخل برج خنک‌کن به گردش در می‌آید و در معرض جریان هوای خنک و خشک که توسط یک فن محوری به داخل کولینگ‌تاور تزریق شده و یا گاهی بدون دخالت فن در داخل برج خنک‌کن جریان دارد، قرار می‌گیرد. 
 این سیال برای تماس بهتر با جریان هوا بر روی سطوح تبادل حرارت که ممکن است کویل مسی مداربسته باشد یا پکینگ مدیا (Fill) با فشار کمتر توسط افشانک‌ها پاشیده می‌گردد؛ به همین سبب از سرعت سیال کاسته می‌شود تا میزان دریفت قطرات آب اندکی کاهش یابد. سیال با ازدست‌دادن گرمای نهان تا نزدیکی دمای مرطوب هوا، خنک‌سازی می‌گردد و از قسمت فلنچ خروجی در قسمت تشتک، برج خنک‌کننده را به مقصد چگالنده خانگی یا صنعتی ترک می‌کند. آب سردتر دوباره وارد تجهیزات یا فرایند تهویه‌مطبوع می‌شود تا آن تجهیزات خنک شود و چرخه خنک‌کننده بارهاوبارها تکرار می‌گردد. 
 هدف از به‌کارگیری پروانه یا فن در بالای برج خنک‌کننده، مکش هوا از پایین برج (قسمت لوورها) و حرکت آن به سمت دهانه بالا (فن استک) و خارج نمودن گرمای اشباع شده در خلاف جهت آب گرم کندانس در بالای کولینگ‌تاور است.