يعد برج مياه التبريد منتجًا شاملاً يدمج مجموعة متنوعة من التخصصات مثل الديناميكا الهوائية والديناميكا الحرارية والسوائل والكيمياء والكيمياء الحيوية وعلوم المواد والميكانيكا الهيكلية الثابتة/الديناميكية وتكنولوجيا المعالجة. إنه جهاز يستخدم تلامس الماء والهواء لتبريد الماء. تستخدم أبراج التبريد في مجموعة واسعة من التطبيقات والأنواع. من بينها، هناك نوعان رئيسيان من أبراج مياه التبريد ذات التدفق المعاكس وأبراج مياه التبريد ذات التدفق المتقاطع في نظام تكييف الهواء المركزي. ويختلف نوعي أبراج المياه بشكل رئيسي في اتجاه تدفق الماء والهواء.
يدخل الماء الموجود في برج مياه التبريد ذو التدفق المعاكس إلى تعبئة المياه من الأعلى إلى الأسفل، ويتم امتصاص الهواء من الأسفل إلى الأعلى، ويتدفق الاثنان في اتجاهين متعاكسين. يظهر المظهر الفعلي في الشكل. يتميز بخصائص أنه ليس من السهل حظر نظام توزيع المياه، ويمكن الحفاظ على تعبئة المياه نظيفة وليس من السهل أن تتقادم، وتدفق الرطوبة العكسي صغير، وإجراءات مكافحة التجمد مريحة في الضبط، والتركيب بسيط، و الضوضاء صغيرة.
يدخل الماء الموجود في برج مياه التبريد ذو التدفق المتقاطع إلى تعبئة المياه من الأعلى إلى الأسفل، ويتدفق الهواء أفقيًا من خارج البرج إلى داخل البرج، ويكون اتجاها التدفق عموديًا ومتعامدًا. يحتاج هذا النوع من أبراج المياه عمومًا إلى المزيد من الحشوات لتبديد الحرارة، كما أن حشوات رش الماء سهلة التقادم، ومن السهل سد فتحات توزيع المياه، وأداء مكافحة التجمد ضعيف، وتدفق الرطوبة الخلفي كبير؛ ولكن لها تأثير جيد في توفير الطاقة، وضغط الماء المنخفض، ومقاومة الرياح الصغيرة، ولا يوجد ضوضاء متقطرة. يمكن تركيبه في المناطق السكنية ذات متطلبات الضوضاء الصارمة، كما أن صيانة نظام تعبئة المياه وتوزيع المياه أمر مريح.
وفقا لطرق التصنيف المختلفة، هناك أنواع عديدة من أبراج مياه التبريد. على سبيل المثال، وفقًا لطريقة التهوية، يمكن تقسيمها إلى أبراج مياه تبريد التهوية الطبيعية، وأبراج مياه تبريد التهوية الميكانيكية، وأبراج مياه تبريد التهوية المختلطة؛ وفقا لطريقة اتصال الهواء في المناطق المائية، يمكن تقسيمها إلى أبراج تبريد من النوع الرطب. برج مياه التبريد، برج مياه التبريد الجاف وبرج مياه التبريد الجاف والرطب؛ وفقا لمجال التطبيق، يمكن تقسيمها إلى برج مياه التبريد الصناعي وبرج مياه تبريد التكييف المركزي؛ وفقا لمستوى الضوضاء، يمكن تقسيمها إلى برج مياه التبريد العادي، برج مياه التبريد منخفض الضوضاء، برج مياه التبريد منخفض الضوضاء للغاية برج مياه التبريد، برج مياه التبريد الصوتي فائق الهدوء؛ وفقا للشكل، يمكن تقسيمها إلى برج مياه تبريد دائري وبرج مياه تبريد مربع؛ ويمكن أيضًا تقسيمها إلى برج مياه التبريد النفاث، وبرج مياه التبريد بدون مروحة، وما إلى ذلك.
1. هيكل برج مياه التبريد
الهيكل الداخلي لبرج مياه التبريد هو نفسه في الأساس. فيما يلي مقدمة تفصيلية لبرج مياه التبريد ذو التدفق المعاكس كمثال. يوضح الشكل التالي الهيكل الداخلي لبرج مياه التبريد النموذجي ذو التدفق المعاكس. يمكن ملاحظة أنه يتكون بشكل أساسي من محرك مروحة، ومخفض، ومروحة، وموزع مياه، وأنبوب توزيع المياه، وحشو رذاذ الماء، وأنبوب مدخل المياه، وأنبوب مخرج المياه، ونافذة مدخل الهواء. ، هيكل برج التبريد، مجمع المياه، الغلاف العلوي، الغلاف الأوسط وأقدام البرج، إلخ.
يتم استخدام محرك المروحة الموجود في برج مياه التبريد بشكل أساسي لتشغيل المروحة، بحيث يمكن للرياح الدخول إلى برج مياه التبريد. موزع المياه وأنبوب توزيع المياه يشكلان نظام رش في برج مياه التبريد، والذي يمكن أن يرش الماء بالتساوي في حشو الرشاش. يمكن لحشو رش الماء أن يجعل الماء يشكل طبقة محبة للماء بداخله، وهو مناسب للتبادل الحراري مع الرياح وتبريد الماء.
الهيكل الداخلي لبرج مياه التبريد ذو التدفق المعاكس هو في الأساس نفس هيكل برج مياه التبريد ذو التدفق المعاكس. الفرق هو أن موضع نافذة مدخل الهواء مختلف، مما يجعل سطح التلامس بين الهواء والماء مختلفًا.
2. مبدأ عمل برج مياه التبريد
في مكيف الهواء المركزي، يستخدم برج مياه التبريد بشكل أساسي لتبريد الماء، ويتم إرسال الماء المبرد إلى المكثف من خلال خط الأنابيب المتصل لتبريد المكثف. بعد التبادل الحراري بين الماء والمكثف، ترتفع درجة حرارة الماء ويتدفق من مخرج المكثف. بعد أن تقوم مضخة مياه التبريد بتدويرها، يتم إرسالها إلى برج مياه التبريد مرة أخرى للتبريد، ويقوم برج مياه التبريد بإرسال الماء المبرد إلى المكثف. يتم إجراء التبادل الحراري مرة أخرى لتشكيل نظام كامل لتدوير مياه التبريد.
عندما يتم ضخ الهواء الجاف بواسطة المروحة، فإنه يدخل إلى برج ماء التبريد من خلال نافذة مدخل الهواء، وتتدفق الجزيئات ذات درجة الحرارة العالية ذات ضغط البخار العالي إلى الهواء بضغط منخفض. في انبوب ماء، ورش في ملء الماء. عندما يكون الهواء على اتصال، يقوم الهواء والماء مباشرة بنقل الحرارة لتكوين بخار الماء. هناك فرق في الضغط بين بخار الماء والهواء الداخل حديثًا. تحت تأثير الضغط، يتم التبخر، وذلك لتحقيق التبخر وتبديد الحرارة، ويمكن إزالة الحرارة الموجودة في الماء. وذلك لتحقيق غرض التبريد.
الهواء الذي يدخل إلى برج ماء التبريد هو هواء جاف ذو رطوبة منخفضة، ويوجد فرق كبير في تركيز جزيء الماء وضغط الطاقة الحركية بين الماء والهواء. عندما تعمل المروحة الموجودة في برج مياه التبريد، تحت تأثير الضغط الساكن في البرج، تتبخر جزيئات الماء بشكل مستمر إلى الهواء لتكوين جزيئات بخار الماء، وسوف ينخفض متوسط الطاقة الحركية لجزيئات الماء المتبقية، وبالتالي خفض درجة حرارة المياه المتداولة. يمكن أن نرى من هذا التحليل أن التبريد التبخيري لا علاقة له بما إذا كانت درجة حرارة الهواء أقل أو أعلى من درجة حرارة الماء المتداول. طالما أن الهواء يدخل بشكل مستمر إلى برج مياه التبريد ويتبخر الماء المتداول، فيمكن تقليل درجة حرارة الماء. ومع ذلك، فإن تبخر الماء الموجود في الهواء لا ينتهي. فقط عندما لا يكون الهواء الملامس للماء مشبعًا، ستستمر جزيئات الماء في التبخر في الهواء، ولكن عندما تتشبع جزيئات الماء الموجودة في الهواء، لن يتم تبخر جزيئات الماء مرة أخرى، ولكن بطريقة حالة التوازن الديناميكي. عندما يكون عدد جزيئات الماء المتبخرة مساوياً لعدد جزيئات الماء العائدة إلى الماء من الهواء، تظل درجة حرارة الماء ثابتة. لذلك، وجد أنه كلما كان الهواء أكثر جفافًا عند ملامسته للماء، كلما كان التبخر أسهل، وانخفضت درجة حرارة الماء بشكل أسهل.