در این فصل به معرفي انواع سیستم هاي خنک کننده و اساس کار آنها خواهیم پرداخت. سیستم خنک کننده بنابر نوع سیالات فرآیندی و مناطق مورد استفاده می تواند دارای طراحی مختلف باشند. ابتداد تعریف مزایا و معایب موارد مختلف سیستم خنک کننده را توضیح داده، سپس تقسیم بندی از انواع متنوع سیستم های خنک کننده را بيان خواهیم كرد.

سيستم  خنك كننده مستقيم (Direct Cooling System)

سيستم خنك كننده مستقيم به سيستمي گفته مي شود كه سيال خنك كننده بطور مستقيم با مواد جامد يا سيال فرآيندي كه بایدخنك شوند تماس دارد. براي مثال، آب به وسيله نازل به صورت Spray بر روي مواد جامد بطور مستقيم پاشيده شده و يا هوا مستقيم با لوله هايي كه فرآيند در آن قرار دارد تماس دارد. سيستمهاي مذکور خود نيز داراي انواع مختلفي مي‌باشند كه هر كدام را به صورت اجمالي توضيح خواهيم داد.

سيستم آب خنك كننده غير مستقيم (Indirect Cooling Water System)  

سيستم آب خنك كننده غير مستقيم به سيستمي گفته مي شود كه سيال سرد از طريق يك رابط مانند راكتور، مبدل حرارتي با سيال فرآيندي گرم، در تماس است.

 سيستم ‌باز آب خنك‌كننده‌گردشي (Open  Recirculating Cooling  System)

سيستم هاي خنك كننده باز از متداول‌ترين سيستمهاي خنك كننده مي‍ باشند. در اين سيستم آب در فرآيند به گردش در آمده و بعد از خنک کردن تجهيزات مورد نظر، مستقيم با سيال  ديگر ،معمولا هوا سرد مي شود.

بخاطر اين که آب با محيط  مستقيم در ارتباط مي باشد، در هر گردشي، درصدي از آب هدر مي‌رود. اين آب هدر رفته امكان دارد از طريق DRIFT (آب هدر رفته بوسيله بـاد)، تبخيـر سطحـي و يا آب‌هاي دورريـز (Blow down) باشد. در نتيجه غلظت نمك ها بايد در سطح معقولي حفظ شوند. براي اينكار  مقداري از آب تغليظ شده را از سيستم خارج و آب تازه (Make up) را جايگزين آن مي‌كنند از طرفي مواد شيميايي استفاده شده در اين سيستم‌ها به رودخانه‌ها و درياچه‌ها ريخته مي شود. لذا ضروري است كه مواد شيميايي مصرفي با محيط سازگاري داشته باشد. 

سيستم بسته آب خنك كننده گردشي Recirculating  Cooling   System ) close (

در اين نوع سيستم آب با محيط خارج تماس نداشته و در يك سيستم بسته در حال گردش مي‌باشد آب گرم خروجي از مبدلها يا تجهيزات ديگر يک فرآيند، در يك مبدل ثانويه با استفاده از آب دريا، هوا يا از آب خنك سيستمهاي آب خنك كننده باز گردشي خنك مي شوند.

معمولاً در اين سيستم‌ها مقدار هدر رفتن آب پايين است (آب تبخير نمي‌شود، بنابراين مقدار آب تأميني خيلي كم و قابل صرف نظر کردن مي‍باشد). براي جلوگيري از تشكيل رسوب در اين سيستمها از آب تصفيه شده و يا آب كندانس استفاده مي‌كنند. از اين روش اصولاً در مورد خنك كردن انواع موتورها و انواع Bearing و همچنين سيستم‌هاي تهويه استفاده مي‌گردد.

سيستم آب خنك كننده يكبار گذر )Through Once Cooling water System(

در این سیستم، آب مصرفي پس از اينكه حرارت را جذب نمود بدون اينكه دوباره به سيستم برگردد از سيستم خارج ميگردد. دراين روش مقدار آب مصرفي بسيار زياد بوده و در بيشتر مواقع از آب دريا استفاده ميگردد. از اين روش براي نيروگاههایي كه نزديك دريا هستند كمك گرفته مي شود. غالباً از اين سيستم ها در مناطقي استفاده مي شود كه اولا" به منابع عظيم آب نزديک بوده و ثانياً به لحاظ شرايط آب و هوايی مثل رطوبت بالاي هوا نتوان از سيستم هاي خنك كننده تر و يا خشک با راندمان بالايی استفاده کرد.

به طور کلی اساس کار اين گونه ازسيستم هاي خنك كننده به اين صورت مي باشد كه آب خنک از اعماق دريا وارد سيستم شده ودر يک سری مبدلهای حرارتی آب گرم خروجي از واحد ها ي مختلف را خنك مي سازد. سپس آب خنك، گرفته شده از دريا پس از تبادل حرارت و افزايش دما دوباره به دريا بازگشت داده مي شود. همچنين آب گرم خروجي از واحدها بعد از خنک شدن، بارديگر جهت مصارف سردسازی به واحد ها بر می گردد.

از اين جهت به اين سيستم ها  " يک بار گذر " گفته می شود که آب جهت خنک سازی مجدد، توسط سيستمی مثل برج خنك كننده، حرارت خود را از دست نمی دهد و سپس در گردش مكرر و مداوم قرار نمي گيرد و پس از يك بار عبور و خنك نمودن سيال گرم حاصل از عمليات واحدها مجدد به دريا بازگردانده می شود.

برای دريافت آب خنک از اعماق دريا از يک کانال طويل که در زير آب نصب مي شود و طول آن گاهي به بيش از 1 کيلومتر هم می رسد، استفاده می گردد. آب ورودی به سيستم پس از گذراندن چندين مرحله آشغال زدايي و فيلتراسيون وارد مبدلهای حرارتی شده و آب گرم موجود را خنك مي سازد. آنگاه پس از تبادل حرارت، از طريق يك مجراي ديگر كه در حدود m 400- 300 دارد و اصطلاحا به آن " "out fallگفته مي شود به دريا بازگشت داده مي شود.