اجزای کولینگ تاور و طراحی آن

پکینگ یا فیل

قلب برج خنک کننده پکینگ یا فیل آن است. برج سطح اصلی موجود برای انتقال گرما بین آب داغ و هوا برای تولید آب سرد است. امروزه دو نوع پکینگ یا فیل وجود دارد: پکینگ اسپلش و پکینگ فیلمی. پکینگ اسپلش ریزش منظم آب در جهت عمودی را به هم می زند، و باعث می شود تا قطرات آب در مسیر حرکت از بین میله های زیرین بیشتر و بهتر با هوا تماس داشته باشد. پکینگ های فیلمی با داشتن اشکال مختلف در حجم نسبت سطح تماس بیشتری را فراهم می کنند. پکینگ های فیلمی معمولا از PVC، پلی پروپلین یا چوپ ساخته می شوند.

قطره گیر

انواع برج خنک کننده ابزاری برای حمایت از  پکینگ برج خنک کن به شمار می آید. هدف وجود قطره گیر کاهش از دست رفتن قطرات آب در برج خنک کننده است. قطره گیر ها معمولا در کنار پکینگ ها در جهت جریان هوا نصب می شوند تا سطح از دست رفتن قطرات آب را کاهش دهند. اگر قطره گیر وجود نداشته باشد، این قطرات از طریق مکش فن ها به صورت بخار به هوا وارد می شوند. وجود قطره گیر الزامی نیست،‌ اما در بهینه سازی عملکرد برج خنک کننده یک نکته کلیدی است. جنس قطره گیر معمولا PVC‌ است. هر چه مسیرهای موجود در یک قطره گیر بیشتر باشد، از دست دادن قطرات آب کمتر می شود، اما فشار بالاتر رفته و مصرف انرژی فن ها افزایش پیدا می کند.

حوضچه آب سرد

حوضچه آب سرد برج های خنک کننده به طور معمول از بتنی با سیمان تقویت شده (RCC) ساخته شده است. این قسمت برج خنک کننده دو وظیفه دارد: اول، جمع آوردی آب سرد برج خنک کننده و ذخیره سازی در پایین برج. دوم، عمل به عنوان فونداسیون اسکلت برج خنک کننده. حوضچه آب سرد می تواند بر روی زمین باشد یا اینکه زیر زمین قرار بگیرد. ارتفاع یک برج خنک کننده به فاصله بین بالاترین نقطه حوضچه آب سرد و محل نصب فن ها گفته می شود.

اسکلت برج خنک کننده

بیشتر برج های خنک کننده از چوب های شیمیایی شده، در کنار ترکیب بتن با سیمات تقویت شده (RCC) و فیبر های تقویت شده با پلاستیک ساخته می شوند. اسکلت برج خنک کننده می تواند از فلزات نیز باشد، برج خنک کننده گالوانیزه یا استیلی از رایج ترین انواع فلزی هستند. انتخاب هر یک از این موارد بسته به هدف استفاده و نیاز کاربر دارد.

فن های برج خنک کننده

از مهم ترین اجزای اصلی برج خنک کننده فن هوای آن است. معمولا از الومینیوم، فیبر و یا فیبرهای تقویت شده با پلاستیک (FRP) ساخته می شوند. نوع خاصی از گالوانیزه نیز می تواند در ساختار فن استفاده شود. از آنجایی که FRP سبک وزن است، پروانه های ساخته شده از FRP باعث کاهش مصرف انرژی موتور فن می شود. زاویه تیغه های فن یک برج خنک کننده در فصل های مختلف متفاوت است. در طول تابستان که تراکم هوا کمتر است، زاویه ی تیغه ها افزایش پیدا می کند تا حجم مکش فن و حجم هوا افزایش پیدا کند.

لوله های پخش آب

لوله های حامل جریان آب داغ ورودی به برج خنک کننده باید در زیر زمین خاک شود، یا اینکه توسط اسکلت های فلزی حمایت شده تا وزن و فشار موجود در درون لوله باعث نشت یا خرابی نشود. حمایت متمرکز از لوله های ورودی آب داغ نکته بسیار مهمی است.

صفحه و سیلندر فن

عرشه فن به صورت یک صفحه از سیلندرهای فن حمایت می کند، و به عنوان یک راه دسترسی به خود فن و سیستم پخش آب عمل می کند. سیلندر فن به صورت پنوماتیک طراخی شده است تا جریان هوای داخل فن را افزایش دهد. فاصله و موانع بین نوک تیغه و سیلندر فن باید بسیار کمر باشد تا سطح بهره وری به بیشترین مقدار خود برسد.

لوورها

به ورقه های موجود در سطح خارجی برج خنک کننده گفته می شود. لوور ها از ورقه های آزبست ساخته شده اند. وجود لوور 2 هدف دارد. یکی برای حفظ گردش آب در داخل برج خنک کننده، و دیگری تقسیم مساوی جریان هوا به داخل پکینگ ها.

جعبه دنده، شفت درایور و تجهیزات مکانیکی پشتیبان

شفت درایو قدرت را از شفت خروجی موتور به شفت ورودی کاهش دنده منتقل می کند. جعبه دنده امکان کاهش سرعت فن را در اختیار کاربر قرار می دهد.

آب پخش کن ها

آب پخش کن ها یا شیرهای توزیع آب برای تنظیم مساوی پخش جریان آب داغ ورودی به برج خنک کننده استفاده می شوند. هدف این است که آب بر تمامی نقاط پکینگ ریخته شود. حفره های خروجی باز است و در اتمسفر داخل برج خنک کننده قرار دارد. این شیرها بر حسب نوع طراحی دارای چندین حفره متنوع هستند. جنس آب پخش کن طوری است که در برابر خوردگی یا آسیب زیستی مقاوم باشد. یک آب پخش کن مناسب باید کمترین میزان افت فشار را ایجاد کند.

نازل

از دیگر اجزای اصلی برج خنک کننده نازل می باشد. به صورت کلی نازل یا سر شلنگ وسیله ای است که برای کنترل جهت آب از ورودی یا خروجی یک حفره طراحی شده است. پلاستیک معمول ترین جنس نازل های آب است. بسیاری از نازل ها از PVC، ABS، پلی پروپلین و نایلون گلسفیلد ساخته شده اند. هدف وجود آنها پخش یکنواخت آب داغ ورودی در داخل برج خنک کننده است. پیشرفت های اخیر طراحی در تولید نوعی نازل غیر مسدود موفق بوده است.

موتور فن برج خنک کننده

فن برج خنک کننده موتورهای ضد انفجار برای استفاده در برنامه های برج خنک کننده پتروشیمی و پالایشگاه ترجیح داده می شوند. از آنجایی که آب داغ ورودی ممکن است دارای گاز های خطرناک باشد، در صورت وجود موتور های نامرغوب احتمال انفجار وجود خواهد داشت. البته کیفیت آب ورودی باید از قبل متناسب با برج خنک کننده تغییر کند. از طرف دیگر، باید نکات ایمنی مانند وجود سیم اتصال به زمین را رعایت کرده باشد.

سایر ابزارهای یک برج خنک کننده

سوئیچ های لرزش، سوئیچ های سطح پایین، سوئیچ های سطح برای حوضچه آب گرم و سرد، ترموکوپل برای اندازه گیری دمای آب داغ و سرد، وسایل اندازه گیری جریان آب تزریقی، جریان آب خروجی و … همه و همه ابزار نرمال موجود در هر برج خنک کننده است