فى حالة ندرة المياه المستخدمة فى التبريد أو ارتفاع تكلفة توفيرها فتتم عملية التكثيف بواسطة دائرة مياه تبريد مغلقة باستخدام برج التبريد cooling tower لتبريد المياه الخارجة من المكثف وإعادة استخدامها
وتعتمد فكرة عمل أبراج التبريد على وجود تيار الماء المراد تبريده فى أتجاه متقطع أو معاكس لتيار هواء مسحوب عادة بواسطة مراوح كهربائية ويؤدى البخر الذى يحدث نتيجة اختلاط الهواء بالماء إلى تبريد الماء المتساقط إلى حوض التجمع السفلى ومنة يتم سحب الماء بواسطة مضخه لإعادته مره أخرى إلى المكثف .

أبراج التبريد

هي مبادلات حرارية متخصصة تزيل الحرارة من الماء بشكل أساسي عن طريق فقدان الحرارة الكامنة من التبخر أثناء ملامستها لتيار هوائي بصرف النظر عن التبريد التبخيري يتم أيضاً تبريد الماء عن طريق نقل الحرارة المعقول بسبب اختلاف درجة الحرارة بين الهواء والماء وأبراج التبريد هي في الأساس مبادلات حرارية ولكن بدلاً من التوصيل الحراري المعتاد للقذيفة والأنبوب أو المبادلات الحرارية للوحة فإنها تولد التبريد عن طريق توصيل الماء والهواء بالتلامس كما تصنف أبراج تبريد الهواء على إنها أبراج جوية وأبراج سحب طبيعي ة وأبراج سحب ميكانيكية حيث يتم تصنيف أبراج السحب الميكانيكية إلى نوع السحب الإجباري ونوع السحب المستحث.

أبراج التبريد  cooling towers

فكرة عمل أبراج التبريد

مبدأ عمل برج التبريد هو التبريد التبخيري حيث يتم إدخال الماء الساخن في المعدات من أعلى برج التبريد ويتدفق الماء الساخن عبر أنبوب ويتم تصنيعه من خلال فوهات الرش حيث يتدفق الماء في البرج على شكل قطرات وميزة القيام بذلك هي إن مساحة سطح ملامسة ماء الهواء تزداد ويسقط الماء بسبب تأثير الجاذبية

حيث يتم إدخال الهواء في الجهاز من خلال الجزء السفلي من برج التبريد ويسقط الماء على مادة التعبئة ومواد التعبئة هي المنطقة التي يحدث فيها التلامس الحميم للهواء والماء الساخن وتسمى مواد التعبئة أحياناً أيضاً الحزم أو الحواجز والغرض من مادة التعبئة هو زيادة مساحة السطح الفعالة المسؤولة عن نقل الحرارة

بعد التلامس بين الماء الساخن والهواء يحدث التبريد التبخيري مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الماء وزيادة درجة حرارة الهواء ويتم جمع الماء المبرد من أسفل برج التبريد ويرتفع الهواء الدافئ ويتحرك للخارج من أعلى برج التبريد

فكرة عمل أبراج التبريد

كفاءة ابراج التبريد

وتتوقف كفاءة برج التبريد بدرجة كبيرة جداً على درجـة حـرارة المستودع الرطب للهـواء الجوىambient wet bulb temp . واذا تساوت هذه الدرجة مع درجة حـرارة الهواء الجـاف ( حالة التشبع ) – فأن كفاءة برج التبريد تنعدم وعلى هذا فأن برج التبريد يستخدم فى المناطق الجافة نسبياً ويفضل إقامته فى أماكن مفتوحة وغير محاطة بحوائط عالية تعوق حركة الهواء ، تلافياً لأرتفاع درجة حرارة ورطوبة الهواء المحيط .ويجب أن تكون درجة حرارة المياه بعد خروجها من البرج من 3 – 56س أعلى من درجة المستودع الرطب .

كفاءة ابراج التبريد

مكونات ابراج التبريد

ويتكون برج التبريد من الأجزاء التالية

• الجزء العلوى ويصنع من الصاج المجلفن على الساخن والمدهون بمادة مقاومة للصدأ ، أو يصنع من مواد معتمدة أخرى . ويضم هذا الجزء مجموعة مواسير مزودة بمجموعات من الرشاشات تعمل على مجموعة موجهات خاصة مصنعة من الصاج المجلفن المموج أو من البلاستيك المقوى المموج .
• الجزء الاوسط  يضم مجموعة من المراوح الكهربائية تقوم بدفع الهواء الجوى فى عكس اتجاه المياه المتساقطة ، لخفض درجة حرارتها ( وقد تستخدم بدلاً عن ذلك مراوح لدفع الهواء خلال البرج وتثبيته خارج جسم البرج )
• الجزء السفلى وهو عبارة عن حوض تجميع المياه المبرده ويصنع من ألواح الصلب المجلفن بسعه مناسبة ويزود بوصلتين أحداهما لإعادة تغذية البرج لتعويض الفاقد من المياه والأخرى لتفوير مياه البرج .وتستخدم مجموعة طلمبات مياه كهربائية ذات سعه مناسبة لضخ المياه المبردة من حوض التجميع إلى داخل المكثف خلال شبكة من المواسير ثم رجوعاً إلى البرج ويجب أن يثبت على البرج بطاقة معدنية تشتمل على بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – الرقم المسلسل للتصنيع – عدد المراوح الكهربائية وقدرة كل منها وشدة التيار.

مكونات ابراج التبريد

الوحدات الاتوماتيكيه  لطرد الغازات غير القابلة للتكثيف automatic non – condensables gas purge

تتجمع الغازات غير القابلة للتكثف داخل الدائرة فى المكثفات ، وتؤدى إلى ارتفاع ضغط الطرد وضغط المكثف وبالتالى زيادة الطاقة المستهلكة وهذه الغازات هى الهواء الذى قد يتسرب إلى الدائرة أو الهواء والنيتروجين المتبقى من عملية التنظيف والاختبار قبل تفريغ الدائرة وشحنها .
ويتم التخلص من هذه الغازات عن طريق وحدة أتوماتيكيه مخصصة لذلك تستخدم مع دوائر النشادر . ولا ينصح بوحدة أوتوماتيكية فى دوائر الهالوكربون ، حيث يستخدم عوضاً عنها صمام يدوى لطرد الغازات غير القابلة للتكثيف .

الوحدات الاتوماتيكيه  لطرد الغازات غير القابلة للتكثيف automatic non – condensables gas purge

انواع ابراج التبريد

انواع ابراج التبريد

أبراج التبريد الجوي

هذا هو أبسط نوع من أبراج التبريد ويتكون من غرفة مستطيلة الشكل ذات جدران مغطاة بالفتحات على الطرف المقابل وفتحات التهوية هي عبارة عن أجهزة تعمل كحاجز لتناثر ضوء الشمس كما إن الفتحات تعطي اتجاهاً للرياح المتدفقة حيث يدخل الهواء الجوي إلى برج التبريد اعتماداً على سرعة الرياح الموجهة بواسطة الفتحات حيث يمتلئ البرج بمواد حشو يحدث عليها تلامس بين الهواء والماء كما إنها رخيصة ولكنها غير فعالة لإن الأداء مدفوع إلى حد كبير بسرعة الرياح واتجاهها.

أبراج التبريد الجوي

أبراج التبريد ذات السحب الطبيعي

يُطلق على برج السحب الطبيعي أيضاً اسم البرج الزائدي لإنه هيكل خرساني كبير ذو شكل زائدي حيث يسمى البرج كذلك لإن حركة الهواء تحدث بشكل طبيعي داخل البرج ويتكون البرج من آلية رش يتم تحتها طبقات بديلة من العوارض مع مواد التغليف

حيث يدخل الهواء من القاع ويتناثر الماء عندما يلامس العوارض ويشكل شكل القطرات وينتج عن هذه القطرات منطقة نقل حرارة جيدة ويؤدي ارتفاع درجة حرارة الهواء والرطوبة إلى تقليل كثافته مما يجعله أكثر طفواً نسبياً ويرتفع بشكل طبيعي حيث يتم وضع مانعات الانجراف في البرج لالتقاط قطرات السائل التي قد تكون محبوسة مع الهواء.

أبراج التبريد ذات السحب الطبيعي

أبراج التبريد ذات السحب القسري

أبراج السحب القسري هي نوع من أبراج السحب الميكانيكية لأنها تستخدم مراوح تحرك الهواء داخل برج التبريد حيث تستخدم أبراج السحب القسري مراوح في أسفل البرج لدفع الهواء داخل برج التبريد وتجعل الآلية القسرية أكثر كفاءة نسبياً من برج السحب الطبيعي

وإذا كانت المراوح كبيرة بما يكفي فقد يتسبب ذلك في جعل حركة الهواء غير منتظمة أثناء مروره عبر مادة التعبئة وأكبر عيب في برج السحب الإجباري هو أنه قد يلتقط هواء الخروج من الخارج ويدفعه للخلف داخل برج التبريد كما تقلل إعادة الدوران هذه من كفاءة البرج لأن مستوى تشبع الهواء الداخل يزداد.

أبراج التبريد ذات السحب القسري

أبراج التبريد المستحثة

تم تصميم أبراج السحب المستحثة للتخلص من تأثير إعادة التدوير الذي يحدث في أبراج السحب القسري حيث يتم وضع المراوح في أبراج السحب المستحثة في أعلى برج التبريد ويتم عمل مساحة مدخل الهواء في الجزء السفلي من البرج عندما تعمل المروحة يتم إنشاء شفط في الجزء السفلي من البرج بسبب تدفق الهواء

وفي آلية التدفق العكسي للعملية ستكون الطاقة المطلوبة لتحريك الهواء عالية لأن دخول الهواء إلى التعبئة سيواجه أقصى مقاومة بسبب خروج السائل من العبوة حيث يمكن تشغيل أبراج السحب المستحثة في تدفق متزامن وتدفق تيار مضاد وتدفق عرضي.

أبراج التبريد المستحثة

معالجة مياه أبراج التبريد

نظام معالجة مياه برج التبريد عبارة عن ترتيب للتقنيات التي تزيل الشوائب الضارة من مياه تغذية برج التبريد أو مياه الدوران أو التفريغ.سيعتمد التكوين المحدد لنظامك على عدة أشياء بما في ذلك:

• ما نوع برج التبريد لديك (فتح دائري أو مرة واحدة أو حلقة مغلقة).
• جودة مياه التغذية الخاصة بك.
• متطلبات الجودة الموصى بها في التصنيع لبرج التبريد والمعدات.
• كيمياء / تركيب ماء الدورة الدموية.
• المتطلبات التنظيمية للتصريف.
• ما إذا كان سيتم معالجة التفريغ لإعادة استخدامه في برج التبريد أم لا.
• نوع المبادل الحراري.
• دورة التركيز.

معالجة مياه أبراج التبريد