برج خنک کننده خشک غیر مستقیم، همان برج خنک کننده خشک است با این تفاوت که آب خنک شده در این سیستم به صورت غیر مستقیم در فرآیند برای خنک کردن سیال دیگر یا بخار به کار می‌رود. در اینجا هم همان روابط ترمودینامیکی برج خنک کننده خشک برقرار است و دمای آب خارج شده از برج می‌تواند تا 5 درجه سانتیگراد بالای دمای خشک خنک شود.
این آب سپس به انواع مبدل‌ها وارد شده و سیال هدف را خنک می‌کند. می‌توان گفت که سیال هدف با توجه به راندمان مبدل حرارتی معمولا تا حدود 8 درجه سانتیگراد بالای دمای خشک خنک خواهد شد. با توجه به اینکه کل فرآیند در سیکل بسته انجام می‌شود، بنابراین هیچگونه رسوب گذاری نداریم و البته به دلیل خشک بودن کولینگ تاور، مصرف آب نخواهیم داشت.
برج خنک کننده خشک غیر مستقیم در نیروگاه
بخار خروجی از توربین ابتدا در داخل یک کندانسور توسط آب بعنوان سیال خنک کننده کندانس شده و به مایع تبدیل می‌شود. آب گرم وارد برج خنک کننده خشک غیر مستقیم شده، یک سری لوله‌های پره‌دار شده و با دمیدن هوا بر روی لوله‌ها خنک شده و دوباره به سیستم برگردانده می‌شود.
چون در این سیستم‌ها از یک سیال واسطه که همان آب است در خنک سازی و تبدیل بخار به مایع در داخل کندانسور استفاده می‌شود و مستقیماً از هوا استفاده نمی‌شود، به آن سیستم غیر مستقیم اطلاق می‌گردد.
بسته به نوع کندانسور که در این قبیل سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، روش خنک سازی خشک غیر مستقیم به سه صورت انجام می‌شود:
- برج خنک کننده خشک غیر مستقیم با استفاده از کندانسور سطحی
- برج خنک کننده خشک غیر مستقیم با استفاده از کندانسور پاششی (جت یا تماس مستقیم)
- برج خنک کننده خشک غیر مستقیم با استفاده از سیال خنک کننده آمونیاک
الف) در اولین روش که از کندانسور سطخی استفاده می‌شود، بخار خروجی از توربین وارد کندانسور شده و با عبور از روی لوله‌های حاوی آب خنک کننده بصورت کندانس درآمده و در اثر انتقال حرارت آب موجود درون لوله‌ها، گرم می‌شود. سپس آب گرم خروجی از کندانسور به سمت برج خنک کن خشک غیر مستقیم فرستاده شده و با عبور از یکسری لوله‌های پره‌دار و توسط دمیده شدن هوا بصورت طبیعی و یا اجباری سرد می‌شود.
ب) در دومین روش از کندانسور پاششی یا تماس مستقیم استفاده می‌شود. در این نوع، بخار خروجی از توربین وارد کندانسور شده و با آب سرد کننده مخلوط می‌گردد. آب سرد کننده باعث کندانس شدن بخار خروجی از توربین می‌شود.
آب سرد کننده و بخار تقطیر شده در انتهای کندانسور جمع آوری و مقداری از آن توسط پمپ گردشی به برج خنک کننده خشک غیر مستقیم برگردانده شده و در آنجا توسط دمیده شدن هوا سرد می‌شود. مابقی آب هم به سمت تغذیه آب نیروگاه رفته و به سمت بویلرها برای تولید بخار فرستاده می‌شود. این نوع از سیستم خنک کن خشک، برج خنک کننده هلر نامیده می‌شود.
ج) در روش سوم از آمونیاک به عنوان سیال خنک کننده در کندانسور استفاده می‌شود. مایع آمونیاک در حال اشباع دارد کندانسور شده و پس از گرفتن گرمای بخار، به بخار اشباع آمونیاک تبدیل شده و سپس وارد برج خنک کننده می‌شود و بصورت مایع درآمده و دوباره به سمت کندانسور پمپ می‌گردد. باید یادآور شویم که این روش خنک سازی در اشل صنعتی چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
مزایای کولینگ تاور خشک غیر مستقیم
- در یک برج خنک کن خشک غیر مستقیم برای خنک سازی از هوا استفاده می‌شود و نیازی به سیال سرد کننده نیست. در نتیجه میزان مصرف آب در مقایسه با سیستم‌های خنک کننده مرطوب بسیار کمتر است. بنابراین در مناطقی که با مشکلات کمبود آب مواجه هستند استفاده از این سیستم‌ها توصیه می‌شود و کاهش مصرف آب برج خنک کننده را به دنبال خواهد داشت.
- در کارخانجاتی که از سیستم خنک سازی خشک استفاده می‌کنند، بدون توجه به دسترسی منابع آبی می‌توان کارخانه را در هر محلی تاسیس نمود.
- قسمت‌های مختلف برج خشک قابل تعویض جز به جز است. لذا انتخاب اجزای ارزان قیمت باعث کاهش میزان سرمایه آب گذاری اولیه شده و به کمک پیشرفت سریع تکنولوژی در دوره‌های کوتاه می‌توان برای تعویض اجزا اقدام نمود.
- از آنجایی که سیستم‌های خشک از آب بعنوان سیال سرد کننده استفاده نمی‌کنند، پس احتیاج به افزودن مقادیر زیاد مواد شیمیایی جهت تصفیه آب ندارند و همین طور به دوره‌های تمیزکاری مانند سیستم‌های مرطوب نیز نیاز نیست.
- سیستم‌های خنک کننده ی خشک باعث آلودگی منابع آبی نمی‌شوند که این آلودگی در سیستم‌های تر شامل آلودگی شیمیایی و آلودگی حرارتی منابع آب است.
- برج خنک کننده خشک غیر مستقیم، اثرات نا مطلوب زیست محیطی مانند تشکیل ابر و بخارات قابل رویت که ناشی از پدیده تبخیر در برج‌های خنک کننده مرطوب است را ندارد.
معایب کولینگ تاور خشک غیر مستقیم
- در برج خنک کن خشک غیر مستقیم میزان خنک سازی بر مبنای دمای حباب خشک محیط است. یعنی حداقل دمای سیال خنک شده به دمای حباب خشک محیط نزدیک‌تر می‌شود. پس از آنجاییکه دمای حباب خشک معمولاً از دمای حباب تر هوا بیشتر است، پس کارایی برج‌های خشک مخصوصاً در روزهای گرم کمتر از برج خنک کننده مرطوب است.
- در برج خنک کن خشک غیر مستقیم، چون خلاء وجود دارد، نشت هوا یک مشکل اساسی محسوب می‌شود.
- در برج خنک کن خشک غیر مستقیم از هوا به عنوان سیال خنک کننده استفاده می‌شود. بنابراین اساس انتقال حرارت به روش جابجایی است نه تبخیر؛ پس در مقایسه با سیستم‌های مرطوب حجم هوای بیشتری از سیستم انتقال داده می‌شود، یعنی برج‌های خنک کننده ی خشک احتیاج به سطح انتقال حرارت بیشتری دارد، لذا ابعاد آن در مقایسه به برج مرطوب بزرگتر است.
- برج خنک کن خشک غیر مستقیم معمولاً بزرگتر و از لحاظ مکانیکی پیچیده‌تر از سیستم مرطوب است. علاوه بر سطح انتقال حرارت بیشتر، سیستم خشک احتیاج به تعداد فن بیشتری برای عبور هوا دارد. یعنی تعداد الکتروموتور، گیربکس و شفت متحرک بیشتر، به همین دلیل هزینه برای یک واحد خشک مساله ی اساسی است.
- برج خنک کننده خشک غیر مستقیم احتیاج به سرمایه گذاری اولیه ی بیشتری دارد.
جهت مطالعه بیشتر در مورد برج‌های خنک کننده با مصرف آب پایین به مطالب “برج خنک کننده آدیاباتیک” و “برج خنک کننده خشک” و “مقایسه برج خنک کننده خشک و مرطوب” و “مقایسه برج خنک کننده خشک و ایرکولر” مراجعه فرمایید.
