برج خنک کننده چیست؟
به عبارت ساده، برج خنک کننده یا کولینگ تاور وسیله برای دفع حرارت آب است. این دستگاه با افزایش سطح و تبخیر آب باعث می شود که آب یا سیال خنک شود و در جریان سیستم قرار گیرد.
آب داغ وارد برج خنک کننده می شود و بر روی سطح پکینگ های برج می ریزد و به صورت قطرات ریز وارد حوضچه می شود. در همین حین فنی که در بالای برج خنک کننده قرار دارد هوای داغ را مکش کرده و از بالای برج خنک کننده خارج می کند.
الان آب خنک آماده است از خروجی حوضچه به سیستم بر می گردد.
انواع برج خنک کننده بر اساس شکل ظاهری
برج خنک کننده مکعبی بهتر است یا گرد؟
با مقایسه کامل ویزگی های برج خنک کننده مکعبی نسبت به برج خنک کننده گرد، واضح است که کدام کولینگ تاور بهتر می باشد. مواردی که مورد بررسی قرار گرفته است به شرح زیر می باشد:
سیستم توزیع آب در برج های خنک کننده گرد از سیستم پاشش آب استفاده شده که یک سیستم محرک بوده و معمولا دچار مشکلات متعددی همانند؛ گرفتگی سوراخ های لوله و همچنین جام کردن به دلیل خرد شدن بلبرینگ ها می باشد. با توجه به این که شاخک های جانبی فقط قسمت زیرین خود را خیس می نمایند، در صورت حرکت نکردن اسپرینکلر قسمت زیادی از پکینگ خشک مانده و راندمان دستگاه به شدت کاهش می یابد.
در برج های خنک کننده مکعبی از سیستم نازل های ضد رسوب مربع پاش استفاده می شود که یک سیستم ثابت بوده و به بهترین حالت ممکن آب بر روی پکینگ ها توزیع می شود.
سیستم کاهش سرعت در برج های خنک کننده گرد از سیستم کاهش دور تسمه و پولی استفاده می شود که این امر باعث افزایش لرزش سیستم و اتلاف راندمان می شود.
برخی از ویژگی های برج خنک کننده گرد یا برج خنک کننده گرد را می توان به این شکل بر شمرد:
- نوع رنگ
- سبک و مقاوم
- مونتاژ سریع و دقیق
- کم مصرف و کم صدا
- پوشش ویژه مقاوم در برابر اشعه یو وی
- ظاهری زیبا و مکمل معماری ساختمان
مدار های آب چگالنده خاص انواع برج خنک کننده
پیدایش پمپ های سرعت متغیر موجب معرفی روش های جدید و خلاقانه پمپاژ چگالنده های چیلر گردید. مشکل عمر طولانی چیلر و انواع برج خنک کننده در نرخ جریان مطلوب آن ها از طریق استفاده از روش که به پمپاژ اولیه – ثانویه مشهور شده است، رفع می گردد.
روش های دیگری نیز وجود دارد که از پمپ های سرعت ثابت برای انواع برج خنک کننده و پمپ های سرعت متغیر برای چگالنده استفاده می شود. پمپ های سرعت ثابت برج خنک کننده، فشار آب تغذیه پمپ هاس سرعت متغیر چگالنده را افزایش داده در نتیجه مشکل مربوط به NSPH برای پمپ های چگالنده رخ نمی دهد. این آرایش پمپ ها باعث می شود که تمامی هد استاتیکی برج خنک کننده بر عهده پمپ های برج گذاشته شده و پمپ های سرعت متغیر با یک هد کاملا اصطکاکی عمل نمایند.
در نتیجه راندمان کلی سیستم به آب برای پمپاژ چگالنده افزایش یافته و برج خنک کننده در نرخ جریان بهینه کار کند زیرا جریان آب درون چگالنده تغییر می یابد.
برج های خنک کننده مکعبی مدار باز
جنس بدنه این مدل از برج های خنک کننده همانند برج های با جریان هوای متقاطع و مخروطی از فایبرگلاس ساخته شده و عملکرد و نحوه فعالیت دستگاه به نحوی همانند برج های خنک کننده مخروطی و گرد است ولی تفاوت هایی با یک دیگر دارند.
قطعات به کار رفته در برج های خنک کننده مکعبی مدار باز متفاوت است به طوری که این بار بر خلاف استفاده از کلگی توزیع آب یا اسپرینکلر هد، از شبکه ای که در آن از نازل های آبپاش به کار رفته استفاده می شود. در واقع مقدار آب در گردش با استفاده از یک سری لوله ها و فلنج های ورود و خروج از طریق این نازل ها بروی پکینگ های کولینگ تاور ریخته می شود و عملیات خنک سازی و تبادل حرارتی و گرمایی صورت می پذیرد.
برج های خنک کننده مکعبی مدار بسته
با توجه به نامی که برای این دسته از برج های خنک کننده در نظر گرفته شده است، گردش آب و سیکل تبرید در مدار بسته ای انجام می شود، به طوری که یک سری کویل در میانه برج خنک کننده نصب شده است و آب بدون تماس مستقیم با هوا در گردش است و تبادل حرارتی انجام می شود و خنک سازی انجام می شود.
حتی در این دسته از برج های خنک کننده مقداری آب که در قسمت پایین برج که بیسن نام دارد توسط یک پمپ و شبکه نازل های آبپاش بر روی این کویل ها ریخته می شود و راندمان دستگاه را افزایش داده و به امر خنک سازی کمک به سزایی می کند.
در برج های خنک کننده مدار بسته راندمان دستگاه نسبت به برج های خنک کننده دیگر بالا تر است و در مصرف مقدار آبی که نیاز به خنک سازی دارد صرفه جویی می شود و توجیه اقتصادی دارد، ولی این نکته را باید در نظر گرفت که هزینه نگهداری و خرید این برج های خنک کننده بالا است و بهتر است که در مناطق کم آب و خشک استفاده شوند.
علاوه بر آن، مشکلاتی که در برج های خنک کننده مدار باز و مخروطی وجود دارد همانند رسوب گذاری، در برج های خنک کننده مدار بسته دیده نمی شود.
انواع برج خنک کننده بر اساس متریال ساخت
- برج خنک کننده فایبرگلاس
- برج خنک کننده چوبی
- برج خنک کننده گالوانیزه
علت استفاده از انواع برج خنک کننده؟
همان طور که می دانید تجهیزات صنعتی و ماشین آلات در طی فرآیند کاری گرم می شوند و می بایست به طریقی این گرما کاهش یابد معمولا از آب برای کاهش دمای تجهیزات استفاده می شود. در اینجاست که وجود یک دستگاه خنک کننده آب، که بتواند به طور مدام آب را به دمای مورد نظر برساند اهمیت پیدا می نمایید. انواع برج خنک کننده دقیقا همین خواسته را برای شما انجام می دهد و با توجه به دما و حجم آب مورد نظر یکی از انواع مختلف این دستگاه قابل استفاده در سیستم شما می باشد. همان گونه که عنوان شد برج خنک کننده مدار باز از طریق تبادل حرارت بین آب و هوا موجب سرد شدن آب تا دمای نزدیک به دمای مرطوب محیط می شود. به طور معمول برج های خنک کننده از ظرفیت 20 تن تبرید تا 700 تن تبرید به صورت تک سلول و یکپارچه قابلیلت تولید را دارند.
کاربرد انواع برج خنک کننده در صنایع مختلف
انواع برج خنک کننده در صنایع مختلف کشور همچون پتروشیمی، صنایع فولاد، صنایع چوب، صنایع رنگ و رزین، صنایع غذایی و تزریق پلاستیک به عنوان واحد مرکزی تولید آب سرد مبدل های حرارتی ایفای نقش می نماید. انواع برج خنک کننده در کاربری صنعتی خود تحت عنوان یک منبع سرمایشی گاه می تواند در صنایع ذوب فلزات دمای یک کوره القایی را بعد از فرآیند ذوب کاهش دهد و گاه نیز می تواند قطعات تزریق شده توسط دستگاه های تزریق پلاستیک را توسط آب سرد، خنک نماید. انواع برج خنک کننده صنعتی در زمان های گذشته به صورت بتنی و فلزی تولید و عرضه می شد و امروزه به دلیل معایب فراوان سازه بتنی (وزن زیاد، ابعاد زیاد، رشد جلبک و رسوب، راندمان پایین) تولید و طراحی برج خنک کننده بتنی منسوخ شده است.
نحوه انتخاب و خرید و نگهداری انواع برج خنک کننده
در گزینش صحیح دستگاه برج خنک کننده متناسب با مقتضیات یک پروژه معین باید چند عامل اصلی را ملحوظ قرار داد، توانایی خنک کردن، مسايل اقتصادی، سرویس های مورد نیاز و شرایط طبیعی. این عوامل اغلب به یک دیگر بستگی متقابل دارند، اما هر یک باید جداگانه بررسی و ارزیابی شوند.
از آنجا که ممکن است انواع زیادی از دستگاه ها توانایی تامین مقصود را داشته باشند عواملی همچون؛
ابعاد دستگاه، مساحت محل نصب، حجم هوای جریانی، میزان مصرف انرژی بادزن و پمپ، مواد به کار رفته در ساخت دستگاه، کیفیت آب و سهولت یافتن دستگاه در بازار، در انتخاب نهایی تاثیر خواهند گذارد. گزینش مطلوب بعد از ارزیابی اقتصادی صورت می گیرد.
انواع برج خنک کننده در اندازه های مختلف برای دفع حرارت از یک تا چند هزار تن تبرید ساخته می شوند. برج های بزرگ برای کاربرد های معین ساخته می شوند و معمولا از چندین سلول تشکیل می شوند که هر یک اجزاء خاص خود را دارند. برج های خنک کننده معمولا به سه دسته تقسیم می شوند:
برج های خنک کننده اتمسفریک با فشار طبیعی هوا، برج های خنک کننده با جریان هوای فشاری و برج های خنک کننده با جریان هوای کششی. برج های خنک کننده اتمسفریک فاقد بادبزن بوده و معمولا فقط در اندازه های کوچک طراحی و تولید می شوند.
برج خنک کننده چیست؟
به عبارت ساده، برج خنک کننده یا کولینگ تاور وسیله برای دفع حرارت آب است. این دستگاه با افزایش سطح و تبخیر آب باعث می شود که آب یا سیال خنک شود و در جریان سیستم قرار گیرد.
آب داغ وارد برج خنک کننده می شود و بر روی سطح پکینگ های برج می ریزد و به صورت قطرات ریز وارد حوضچه می شود. در همین حین فنی که در بالای برج خنک کننده قرار دارد هوای داغ را مکش کرده و از بالای برج خنک کننده خارج می کند.
الان آب خنک آماده است از خروجی حوضچه به سیستم بر می گردد.
انواع برج خنک کننده بر اساس شکل ظاهری
برج خنک کننده مکعبی بهتر است یا گرد؟
با مقایسه کامل ویزگی های برج خنک کننده مکعبی نسبت به برج خنک کننده گرد، واضح است که کدام کولینگ تاور بهتر می باشد. مواردی که مورد بررسی قرار گرفته است به شرح زیر می باشد:
سیستم توزیع آب در برج های خنک کننده گرد از سیستم پاشش آب استفاده شده که یک سیستم محرک بوده و معمولا دچار مشکلات متعددی همانند؛ گرفتگی سوراخ های لوله و همچنین جام کردن به دلیل خرد شدن بلبرینگ ها می باشد. با توجه به این که شاخک های جانبی فقط قسمت زیرین خود را خیس می نمایند، در صورت حرکت نکردن اسپرینکلر قسمت زیادی از پکینگ خشک مانده و راندمان دستگاه به شدت کاهش می یابد.
در برج های خنک کننده مکعبی از سیستم نازل های ضد رسوب مربع پاش استفاده می شود که یک سیستم ثابت بوده و به بهترین حالت ممکن آب بر روی پکینگ ها توزیع می شود.
سیستم کاهش سرعت در برج های خنک کننده گرد از سیستم کاهش دور تسمه و پولی استفاده می شود که این امر باعث افزایش لرزش سیستم و اتلاف راندمان می شود.
برخی از ویژگی های برج خنک کننده گرد یا برج خنک کننده گرد را می توان به این شکل بر شمرد:
- نوع رنگ
- سبک و مقاوم
- مونتاژ سریع و دقیق
- کم مصرف و کم صدا
- پوشش ویژه مقاوم در برابر اشعه یو وی
- ظاهری زیبا و مکمل معماری ساختمان
مدار های آب چگالنده خاص انواع برج خنک کننده
پیدایش پمپ های سرعت متغیر موجب معرفی روش های جدید و خلاقانه پمپاژ چگالنده های چیلر گردید. مشکل عمر طولانی چیلر و انواع برج خنک کننده در نرخ جریان مطلوب آن ها از طریق استفاده از روش که به پمپاژ اولیه – ثانویه مشهور شده است، رفع می گردد.
روش های دیگری نیز وجود دارد که از پمپ های سرعت ثابت برای انواع برج خنک کننده و پمپ های سرعت متغیر برای چگالنده استفاده می شود. پمپ های سرعت ثابت برج خنک کننده، فشار آب تغذیه پمپ هاس سرعت متغیر چگالنده را افزایش داده در نتیجه مشکل مربوط به NSPH برای پمپ های چگالنده رخ نمی دهد. این آرایش پمپ ها باعث می شود که تمامی هد استاتیکی برج خنک کننده بر عهده پمپ های برج گذاشته شده و پمپ های سرعت متغیر با یک هد کاملا اصطکاکی عمل نمایند.
در نتیجه راندمان کلی سیستم به آب برای پمپاژ چگالنده افزایش یافته و برج خنک کننده در نرخ جریان بهینه کار کند زیرا جریان آب درون چگالنده تغییر می یابد.
برج های خنک کننده مکعبی مدار باز
جنس بدنه این مدل از برج های خنک کننده همانند برج های با جریان هوای متقاطع و مخروطی از فایبرگلاس ساخته شده و عملکرد و نحوه فعالیت دستگاه به نحوی همانند برج های خنک کننده مخروطی و گرد است ولی تفاوت هایی با یک دیگر دارند.
قطعات به کار رفته در برج های خنک کننده مکعبی مدار باز متفاوت است به طوری که این بار بر خلاف استفاده از کلگی توزیع آب یا اسپرینکلر هد، از شبکه ای که در آن از نازل های آبپاش به کار رفته استفاده می شود. در واقع مقدار آب در گردش با استفاده از یک سری لوله ها و فلنج های ورود و خروج از طریق این نازل ها بروی پکینگ های کولینگ تاور ریخته می شود و عملیات خنک سازی و تبادل حرارتی و گرمایی صورت می پذیرد.
برج های خنک کننده مکعبی مدار بسته
با توجه به نامی که برای این دسته از برج های خنک کننده در نظر گرفته شده است، گردش آب و سیکل تبرید در مدار بسته ای انجام می شود، به طوری که یک سری کویل در میانه برج خنک کننده نصب شده است و آب بدون تماس مستقیم با هوا در گردش است و تبادل حرارتی انجام می شود و خنک سازی انجام می شود.
حتی در این دسته از برج های خنک کننده مقداری آب که در قسمت پایین برج که بیسن نام دارد توسط یک پمپ و شبکه نازل های آبپاش بر روی این کویل ها ریخته می شود و راندمان دستگاه را افزایش داده و به امر خنک سازی کمک به سزایی می کند.
در برج های خنک کننده مدار بسته راندمان دستگاه نسبت به برج های خنک کننده دیگر بالا تر است و در مصرف مقدار آبی که نیاز به خنک سازی دارد صرفه جویی می شود و توجیه اقتصادی دارد، ولی این نکته را باید در نظر گرفت که هزینه نگهداری و خرید این برج های خنک کننده بالا است و بهتر است که در مناطق کم آب و خشک استفاده شوند.
علاوه بر آن، مشکلاتی که در برج های خنک کننده مدار باز و مخروطی وجود دارد همانند رسوب گذاری، در برج های خنک کننده مدار بسته دیده نمی شود.
انواع برج خنک کننده بر اساس متریال ساخت
- برج خنک کننده فایبرگلاس
- برج خنک کننده چوبی
- برج خنک کننده گالوانیزه
علت استفاده از انواع برج خنک کننده؟
همان طور که می دانید تجهیزات صنعتی و ماشین آلات در طی فرآیند کاری گرم می شوند و می بایست به طریقی این گرما کاهش یابد معمولا از آب برای کاهش دمای تجهیزات استفاده می شود. در اینجاست که وجود یک دستگاه خنک کننده آب، که بتواند به طور مدام آب را به دمای مورد نظر برساند اهمیت پیدا می نمایید. انواع برج خنک کننده دقیقا همین خواسته را برای شما انجام می دهد و با توجه به دما و حجم آب مورد نظر یکی از انواع مختلف این دستگاه قابل استفاده در سیستم شما می باشد. همان گونه که عنوان شد برج خنک کننده مدار باز از طریق تبادل حرارت بین آب و هوا موجب سرد شدن آب تا دمای نزدیک به دمای مرطوب محیط می شود. به طور معمول برج های خنک کننده از ظرفیت 20 تن تبرید تا 700 تن تبرید به صورت تک سلول و یکپارچه قابلیلت تولید را دارند.
کاربرد انواع برج خنک کننده در صنایع مختلف
انواع برج خنک کننده در صنایع مختلف کشور همچون پتروشیمی، صنایع فولاد، صنایع چوب، صنایع رنگ و رزین، صنایع غذایی و تزریق پلاستیک به عنوان واحد مرکزی تولید آب سرد مبدل های حرارتی ایفای نقش می نماید. انواع برج خنک کننده در کاربری صنعتی خود تحت عنوان یک منبع سرمایشی گاه می تواند در صنایع ذوب فلزات دمای یک کوره القایی را بعد از فرآیند ذوب کاهش دهد و گاه نیز می تواند قطعات تزریق شده توسط دستگاه های تزریق پلاستیک را توسط آب سرد، خنک نماید. انواع برج خنک کننده صنعتی در زمان های گذشته به صورت بتنی و فلزی تولید و عرضه می شد و امروزه به دلیل معایب فراوان سازه بتنی (وزن زیاد، ابعاد زیاد، رشد جلبک و رسوب، راندمان پایین) تولید و طراحی برج خنک کننده بتنی منسوخ شده است.
نحوه انتخاب و خرید و نگهداری انواع برج خنک کننده
در گزینش صحیح دستگاه برج خنک کننده متناسب با مقتضیات یک پروژه معین باید چند عامل اصلی را ملحوظ قرار داد، توانایی خنک کردن، مسايل اقتصادی، سرویس های مورد نیاز و شرایط طبیعی. این عوامل اغلب به یک دیگر بستگی متقابل دارند، اما هر یک باید جداگانه بررسی و ارزیابی شوند.
از آنجا که ممکن است انواع زیادی از دستگاه ها توانایی تامین مقصود را داشته باشند عواملی همچون؛
ابعاد دستگاه، مساحت محل نصب، حجم هوای جریانی، میزان مصرف انرژی بادزن و پمپ، مواد به کار رفته در ساخت دستگاه، کیفیت آب و سهولت یافتن دستگاه در بازار، در انتخاب نهایی تاثیر خواهند گذارد. گزینش مطلوب بعد از ارزیابی اقتصادی صورت می گیرد.
انواع برج خنک کننده در اندازه های مختلف برای دفع حرارت از یک تا چند هزار تن تبرید ساخته می شوند. برج های بزرگ برای کاربرد های معین ساخته می شوند و معمولا از چندین سلول تشکیل می شوند که هر یک اجزاء خاص خود را دارند. برج های خنک کننده معمولا به سه دسته تقسیم می شوند:
برج های خنک کننده اتمسفریک با فشار طبیعی هوا، برج های خنک کننده با جریان هوای فشاری و برج های خنک کننده با جریان هوای کششی. برج های خنک کننده اتمسفریک فاقد بادبزن بوده و معمولا فقط در اندازه های کوچک طراحی و تولید می شوند.
سردخانه صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟