همان‌طور که می دانید، برج خنک کننده، نوعی مبدل حرارتی است که با برقراری تماس بین آب و هوا باعث خنک شدن آب می شود. اگر شما هم از افرادی باشید که قصد دارید با خرید برج خنک کننده برای ساختمان یا محل کار خود، به کیفیت بهتر تهویه مطبوع ساختمان خود کمک کنید، مانند هر دستگاه دیگر، کاهش هزینه ها جزء دغدغه های شما خواهد بود. یکی از موارد کاهش هزینه، کاهش مصرف آب است، چراکه یکی از بزرگترین مشکلات برج خنک کننده یا کولینگ تاور در ایران، مصرف زیاد آب است. به خصوص که خشکسالی های اخیر و قرارگرفتن ایران در گروه اقلیم های نسبتاً خشک، این مشکلات را تشدید می کند.

مصرف آب در برج خنک کننده

برج خنک کننده با معادل انگلیسی Cooling Tower، یک دستگاه تهویه مطبوع مورد استفاده در صنعت تأسیسات ساختمان است که در سازمان ها، کارخانجات، پالایشگاه ها، آپارتمان ها و ساختمان های بزرگ جهت دفع حرارت و ایجاد برودت استفاده می شود. از لحاظ شکل ظاهری، برج های خنک کننده به دو دسته برج خنک کننده مکعبی و برج خنک کننده مدور یا مخروطی تقسیم می شوند و معمولاً بر اساس نوع عملکرد به انواع برج خنک کننده مدار باز یا مدار بسته و یا هیبریدی تقسیم می شوند. برج خنک کننده برای عمل خنک کردن، از آب و یا سیالات دیگر استفاده می کند که معمولاً استفاده از آب در این دستگاه ها بیشتر است. دلیل این امر هم این است که قدرت سرد کنندگی آب نسبت به سایر سیالات در حجم برابر، بیشتر است.

انواع هدررفت و مصرف آب در برج خنک کننده به روش های زیر است:

• اصول کارکرد برج خنک کننده بر مبنای تبخیر سطحی آب است. بنابراین در برج خنک کننده مدار باز و یا حتی مدار بسته مرتباً با کاهش آب مواجه هستیم. این نوع هدر رفت آب به هدر رفت تبخیری (Evaporative lost) معروف است.
• نوع دیگر اتلاف آب در برج خنک کننده، زیرآب یا Blow down است. دور از انتظار نیست که در این دستگاه، تبخیر آب باعث بالا رفتن املاح جامد (TDS) می گردد. بنابراین باید به صورت مرتب بخشی از آب داخل تشتک زیرین برج تخلیه گردد. این نوع هدر رفت آب را اصطلاحاً زیر آب می گویند.
• شکل دیگر از هدر رفت آب، ماندگی قطرات در هوای خروجی از برج خنک کننده یا به عبارت دیگر بر اثر پاشش قطرات آب به بیرون می باشد. هوای خروجی از بالای سطوح خنک کننده در برخورد با آبی که از نازل ها خارج می شود باعث تغییر جهت قطرات ریز آب و حرکت آنها به سمت بالای دستگاه می گردد. این نوع هدر رفت را ماندگی قطرات آب در هوا (Drift lost) می گویند.

راه های کاهش مصرف آب در برج خنک کننده

در یک برج خنک کننده باید با استفاده از جریان آب جبرانی یا میکاپ (Make up) هر سه نوع هدررفت را تأمین کرد. مجموع آب جبرانی در یک برج خنک کننده به شرایط آب و هوایی محیط بستگی دارد. ولی به صورت میانگین حدود ۱٫۵ الی ۲ درصد آب در گردش اتلاف می شود. نکته مهم قابل ذکر این است که اتلاف آب بر اثر پاشش قطرات آّب وابستگی بسیار زیادی به مشخصات برج خنک کننده و کیفیت آن دارد. به عنوان مثال در کولینگ تاورهای قدیمی بطری شکل (گرد)، به دلیل وجود ایرادات فراوان، میزان پاشش آب بسیار زیاد است که در برج های خنک کننده جدیدتر، با استفاده از قطره گیرهای ثابت، این ایراد مرتفع گردیده است.

به منظور کاهش آب جبرانی از طریق ماندگی قطرات، از قطره گیر استفاده می شود. قطره گیرها وظیفه جلوگیری از پراکندگی قطرات آب و ممانعت از خروج آنها از محیط برج خنک کننده را برعهده دارند. در برج خنک کننده که آب توسط نازل به قطرات کوچک تبدیل می شود و هوا با سرعت زیاد از داخل پکینگ ها به سمت بالا حرکت می کند، برای حذف قطرات آب از جریان هوا و ممانعت از اتلاف آب از طریق ماندن قطرات مایع در هوا، از قطره گیر در بالای نازل های توزیع کننده آب در برج خنک کننده استفاده می شود.

استفاده از آب بدون املاح یا با املاح کم باعث کاهش اتلاف از طریق زیرآب می گردد. معمولاً در مسیر ورودی آب جبرانی به برج خنک کننده از سختی گیر (رسوب زدا) یا آب شیرین کن (RO) استفاده می شود. همچنین در صورتی که قبلاً از دستگاه سختی گیر استفاده ننموده اید و درون دستگاه به وسیله آهک رسوب بسته است، نیاز به شستشوی برج با استفاده از مواد رسوب زدا خواهد داشت.

 برخی از اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه دیگر برای کاهش مصرف آب برج خنک کننده بر اساس نوع برج و شرایط عملکرد و همچنین وضعیت قطعات آن عبارتند از:

• انتخاب پکینگ مناسب برج خنک کننده
• بررسی موتور، گیربکس و درایو شفت برج خنک کننده
• افزایش راندمان فن برج خنک کننده
• بهینه سازی شرایط قطره گیر کولینگ تاور