برج‌های خنک‌کننده برای رد گرما از چیلرهای خنک‌کننده آب استفاده می‌کنند. برج‌های خنک‌کننده، آب کندانسور را توسط یک فن و از طریق اسپری کردن وارد جریان هوا می‌کنند، به این ترتیب بخش کوچکی از آب کندانسور تبخیر شده و الباقی در طول فرآیند خنک می‌شود. زمانی که رطوبت و درجه حرارت هوایی که توسط برج‌های خنک‌کننده جذب شده است، بالا رود آن را در فضای خارجی تخلیه می‌کند.

یک چیلر (با COP بالاتر) زمانی که از یک برج خنک کننده نه یک کندانسور خنک کننده هوا برای رد گرما استفاده می‌کند، کارآمدتر خواهد بود زیرا دمای چگالش چیلر می‌تواند به دلیل اثر تبخیر آب کاهش یابد. مدت زمان خنک شدن چیلرهای آب سرد از چیلرهای خنک‌کننده هوا طولانی‌تر است. یک برج خنک‌کننده می‌تواند دمای آب کندانسور را به طور معمول به ۴ تا ۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای wet bulb محیط برساند. تفاوت دما بین آب خروجی از برج خنک کننده و دما wet bulb محیط به عنوان رویکرد برج خنک‌کننده معرفی می‌شود. تفاوت بین دما آب ورودی و دما آب خروجی به عنوان دامنه برج خنک‌کننده شناخته می‌شود.

سیستم‌هایی که از برج‌های خنک کننده استفاده می‌کنند، هزینه‌های مصرف آب و تصفیه آب برای به حداقل رساندن خطر لژیونلا را نیز متحمل می‌شوند. با توجه به هزینه های مربوط به تصفیه آب، استفاده از برج‌های خنک‌کننده برای چیلرهای کوچک که عموما ظرفیتی کمتر از ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلو وات دارند، مؤثر نیست، مگر این‌که آن‌ها بخشی از نصب چند چیلر بزرگ باشند. وجود برج خنک‌کننده در یک ساختمان می‌تواند به میزان قابل توجهی مصرف انرژی را برای تهویه هوا کاهش دهد، اما به میزان قابل توجهی مصرف آب را افزایش می دهد. برج‌های خنک‌کننده به طور معمول ۳۰-۴۰ درصد از مصرف کل آب یک ساختمان را تشکیل می‌دهند.

با پیشرفت‌های اخیر، از کولرهای نوع آدیاباتیک استفاده می‌شود که تنها زمانی که درجه حرارت محیط بالا است، برای خنک شدن آب مصرف می‌کند. کولرهای آدیاباتیک برای خنک کردن محیط از اثر تبخیر آب به هوا که از طریق عبور از مبدل‌های حرارتی صورت می‌گیرد، استفاده می‌کنند. اگر از کولرهای آدیاباتیک در مناطق جغرافیایی مناسب (خشک) استفاده شود، می‌تواند سبب بهره‌وری انرژی، کاهش مصرف آب و هزینه های مربوط به تصفیه آب شود. یک کولر آدیاباتیک دارای مقدار آب کمتری نسبت به یک برج خنک کننده است، بنابراین، الزاما به آب تصفیه شده نیاز ندارد.

مصرف آب برج‌های خنک‌کننده

بر اثر تبخیر از مقدار آب برج خنک‌کننده کاسته می‌شود که این خود جزیی از عملکرد برج محسوب می‌شود. آب ممکن است بر اثر رانش نیز از دست برود. برج خنک‌کننده آب را همچنین از طریق سرریز شدن که تخلیه عمدی به منظور کاهش غلظت جامدات (مواد معدنی و مواد آلی) در آب است، از دست می‌دهد. سرریز شدن معمولا توسط یک سیستم اتوماتیک که کل مواد جامد حل شده (TDS) در آب داخل برج خنک کننده را تشخیص می‌دهد، کنترل می‌شود. نسبت بین TDS در برج خنک کننده/ TDS در ذخیره آب اصلی به عنوان چرخه غلظت نامیده می‌شود.

در نگهداری مطلوب برج، نسبت مصرف آب به شرح زیر است:

تبخیر (۸۸ درصد): رانش (۷ درصد): سرریز شدن: (۵ درصد).

مصرف انرژی برج‌های خنک‌کننده 

برج‌های خنک‌کننده از انرژی فن‌های برج استفاده می‌کنند. استفاده از فن‌هایی با کارایی بالا و موتورهایی با VSDها مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. نه فقط در نظر گرفتن برج خنک کننده بلکه استفاده از استراتژی‌های کنترل که بهینه سازی مصرف انرژی برج‌های خنک‌کننده و چیلرها را نیز انجام می‌دهند، مهم است.

در مقاله بعدی به تکنینک‌های افزایش راندمان برج‌های خنک‌کننده اشاره خواهد شد.