menu
هلدینگ برتر
برج خنک کننده

به بیان بسیار ساده میتوان گفت برج خنک کننده (Cooling Tower) دستگاهی است که به منظور خنک کردن آب به کار می رود. با استفاده از این دستگاه دمای آب مورد استفاده در فرآیندهای خنک کاری در صنایع مختلف با جذب گرما، افزایش می یابد. جهت جلوگیری از هدر رفت آب و صرفه جویی و بهینه سازی مصرف آب، با استفاده از برج های خنک کن یا کولینگ تاور ، دمای آب کاهش یافته و مجدداً به چرخه خنک کاری بازگردانده می شود.

این دستگاه یکی از واحد های بسیار مهم در اکثر کارخانجات شیمیایی می باشد. همانطور که گفته شد وظیفه اصلی این سیستم انتقال گرما به اتمسفر می باشد . آب گرم خروجی از مبدل حرارتی به برج خنک کن منتقل می شود. آب بعد از خنک شدن در برج به مبدل های حرارتی یا سایر واحدها جهت سرمایش بیشتر منتقل می شود.

انواع برج خنک کننده

دسته بندی برج خنک کننده به چند صورت انجام می گیرد. بر اساس سیکل گردش آب، این برج ها را به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم می کنند. در برج های خنک کن مدار باز، آب از طریق نازلها بر روی سطوح خنک کننده توزیع می شود و در مجاروت با هوا خنک می شود. در برجهای مدار بسته، آب از داخل کویل جریان پیدا می کند و هوا بر روی کویل دمیده می شود. جهت افزایش راندمان در بعضی مواقع نیاز به پاشش آب بر روی سطح کویل نیز می باشد.

انواع برج خنک کننده

بزرگترین مزیت برج های مدار بسته کم بودن مصرف آب می باشد. در مناطق خشک و کم آب، استقاده از کولینگ تاور های مدار بسته، علیرغم سرمایه گذاری اولیه بیشتر، نسبت به مدل مدار بسته ارجحیت دارد.

تماس با هلدینگ برتر

021-86127232

 

در دسته بندی دیگر میتوان آنها را به دو گروه عمده تقسیم کرد : مکش طبیعی و مکش مکانیکی.

1 – برج های خنک کننده مکش طبیعی از یک  تنوره بتنی بسیار بلند برخوردارند که هوا از داخل آن عبور می کند. به دلیل سایز بزرگ این مدل، آنها عمدتآ برای دبی های آب بالاتر از 45.000  m3/hr  کاربرد دارند. این نوع باز برج ها تنها برای نیروگاه ها استفاده می شود.

2 – برج های خنک کننده مکش مکانیکی از فن های بزرگ جهت مکش هوا از داخل برج بهره گیری می کنند. آب از روی سطوح خنک کننده که باعث برقراری تماس بهتر بین آب و هوا می شود، به سمت پایین حرکت می کند و باعث انتقال حرارت حداکثری می شود. نرخ سرمایش در مدل مکانیکی به قطر فن و سرعت چرخش آن بستگی دارد. چون برج های مکانیکی دامنه کاربرد وسیعی دارند، بنابراین تمرکز این مقاله بیشتر بر این نوع می باشد.

شکل ها مختلف برج خنک کننده

بر اساس شکل ظاهری، برج های خنک کننده به دو شکل مخروطی یا گرد و مکعبی تقسیم می شوند . در کولینگ تاور مخروطی توزیع آب توسط آب پخش کن یا اسپرینکلر صورت می گیرد. در مدل مکعبی ، توزیع آب توسط نازلهای ثابت انجام می شود . با توجه به توزیع مناسب آب در برج خنک کن مکعبی ، راندمان این نوع برج ها بیشتر از مدلهای مخروطی می باشد. مشکل عمده مدلهای مخروطی ، رسوب گرفتگی اسپرینکر می باشد که نیاز به تعمیرات و نگهداری بیشتری دارد .

شکل های برج خنک کن

 

اجزای تشکیل دهنده کولینگ تاوربرج خنک کننده

  1. بدنه : که وظیفه آن نگهداری و محافظت از اجزای برج خنک کن و برقرار سطح تماس مناسب بین آب و هوا می باشد.
  2. سیستم توزیع آب و نازلها
  3. سطوح خنک کننده: که آب بر روی آنها به صورت یک لایه نازک پخش می شود و به سمت پایین حرکت می کند. هوا نیز از فضای خالی به سمت بالا حرکت می کند. بهترین سطوح خنک کننده آنهایی هستند که علاوه بر داشتن بیشترین سطح تماس، باعث سهولت حرکت جریان آب به سمت پایین و هوا به سمت بالا گردند.
  4. تشتک: که محل تجمع آب خنک شونده جهت استفاده در فرآیند خنک کاری می باشد.
  5. تنوره فن (فن استک): که باعث تسهیل فرآیند مکش هوا از داخل برج به سمت بالا می شود.
  6. فن: که به صورت چند پره ساخته می شود و باعث مکش هوا از داخل برج به سمت بیرون می گردد.
  7. الکتروموتور: که توان مورد نیاز جهت حرکت فن را تامین می کند.
  8. تسمه و پولی ها: که باعث انتقال توان موتور به فن و تنظیم دور فن می شوند.
  9. لوورها: که باعث تنظیم هوای ورودی به برج و ممانعت از پاشش آب به فضای اطراف می گردند.
  10. قطره گیر: که جهت حذف قطرات آبی که در هوای خروجی از برج گیر افتاده است می گردد.
  11. نردبان دسترسی
  12. اتصالات و لوله ها

برج خنک کننده فایبرگلاس

بدنه برج های خنک کننده از مواد و مختلفی نظیر آهن گالوانیزه ، فایبرگلاس و یا بتن ساخته می شود . به دلیل مشکلات ناشی از خورندگی آب ، استفاده از فولاد گالوانیزه در تولید این برج ها تقریبا منسوخ شده است .

اجرای مدل بتنی نیز بسیار زمان بر می باشد . امروزه متداول ترین روش ساخت این محصول استفاده از مواد فایبرگلاس می باشد . سبکی، مقاومت شیمیایی بالا، زمان بری خیلی کم، استحکام و سهولت در اجرا از مهم ترین مزایای اجرای برج خنک کننده فایبرگلاس می باشد.

اساس کار برج خنک کننده چیست

کولینگ تاور ها بر اساس انتقال گرمای نهان تبخیر آب کار می کنند. در دمای محیط که فشار جزیی بخار آب در هوا کمتر از فشار اشباع می باشد، جهت برقراری تعادل، آب شروع به تبخیر شدن می کند. این فرآیند تا زمانی ادامه دارد که در مجاورت آب، هوا از بخار آب اشباع شود. گرمای مورد نیاز جهت تبخیر آب از جریان مایع اخذ می شود. بنابراین لایه آبی که در مجاور هوا قرار دارد به مرور زمان دچار کاهش دما می گردد. از این مکانیزم جهت خنک کاری آب در برج خنک کننده، تهویه مطبوع هوا و خنک سازی هوای محیط بهره گیری می شود. هر چه فشار جزیی آب در هوا کم تر باشد و یا به اصطلاح هوا خشک تر باشد، میزان تبخیر بیشتری صورت گرفته و میزان کاهش دمای آب بیشتر می باشد.

برج خنک کننده فایبرگلاس

 

دمای هوای مرطوب چیست و چه تاثیری بر راندمان خنک کاری برج های خنک کن دارد؟

هوای خشک همزمان با جذب رطوبت دچار کاهش دما می شود. این کاهش دما تا زمانی ادامه دارد که فشار جزیی بخار آب در هوا با فشار اشباع بخار آب در هوا در دمای محیط برابر شود، هر چند از نظر عملی این فرآیند نیازمند زمان بی نهایت است. حداقل دمای قابل حصول در این شرایط را به اصطلاح دمای هوای مرطوب (Wet Bulb Temperature) می گویند. دمای هوای محیط را نیز دمای خشک هوا می گویند.

اختلاف دمای هوای خشک و هوای مرطوب نشانگر میزان رطوبت موجود در هوا می باشد. هرچه اختلاف این دو بیشتر باشد، راندمان خنک کاری آب بیشتر خواهد بود. از لحاظ عملی با پیچیدن پارچه خیس دور مخزن جیوه دماسنج و دمیدن هوا بر روی آن، می توان دمای هوای مرطوب را اندازه گیری کرد .

قیمت برج خنک کننده

برای استعلام قیمت برج خنک کننده میتوانید با کارشناسان فنی هلدینگ برتر تماس بگیرید.

این برج ها در ابعاد مختلف ساخته میشود : 100 تن تبرید با بدنه فایبرگلاس – 150 تن تبرید – 200 تن تبرید – 300 تن تبرید فایبرگلاس – 350 تن تبرید  و … که هر کدام قیمت خود را دارد. هم چنین به دلیل نوسانات قیمت و مواد اولیه در بازار ، قیمت برج خنک کن در وب سایت قرار نگرفته است. لذا از طریق تماس و مشاوره با کارشناسان ما میتوانید از آن مطلع شوید.

استعلام قیمت

021-86127232

 

 

قیمت برج خنک کننده

استفاده از مواد شیمیایی در برج خنک کننده

املاح آب در گردش برج های خنک کن در اثر تبخیر به مرور زمان افزایش می یابد. از طرفی ورود گرد و غبار و سایر مواد آلی و معدنی از طریق هوا و حل شدن آنها در آب در گردش باعث بروز مشکلات عدیده ای در این دستگاه می گردد. رسوب گرفتگی سطوح خنک کننده و رشد میکروارگانیسم ها بر روی آنها از مهم ترین معضلات ناشی از افزایش املاح آب می باشد. تجمع رسوبات و جلبک بر روی سطوح خنک کننده باعث کاهش سطح انتقال حرارت پکینگ و کاهش راندمان کولینگ تاور می گردد. از طرفی امکان مسدود شدن مجاری عبور آب از داخل پکینگ ها را افزایش می دهد.

به منظور جلوگیری از رسوب گرفتگی در برج ها می توان از آب بدون املاح جهت تامین آب جبرانی استفاده کرد. استفاده از مواد ضد رسوب نیز می تواند باعث ناپایداری نمک های کلسیم و منیزیم شود و رسوب گذاری در آنها را کاهش دهد. برقراری مداوم جریان زیرآب یا تخلیه دوره ای آب داخل تشتک برج خنک کننده و ممانعت از افزایش املاح، می تواند در جلوگیری از رسوب گرفتگی بسیار موثر باشد.

به منظور جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها و خصوصاً جلبک ها می توان از کلر و یا نمک های مس استفاده کرد. سولفات مس دو ظرفیتی یا کات کبود و هیپوکلریت سدیم در غلظت های خیلی کم، باعث ممانعت از رشد انواع میکروارگانیسم ها و جلبک ها می گردد.

برج خنک کن در سیستم های تهویه مطبوع

در طراحی سیستم های تهویه مطبوع برج خنک کننده گرمای جذب شده در فرآیند خنک کاری ساختمان را در هوای محیطی دفع می کند . به عبارتی دقیق تر چیلرهای آب خنک گرمای گرفته شده از محیط طراحی را توسط کولینگ تاور به محیط بیرون هدایت می کنند . عدم عملکرد صحیح برج سبب می شود که کندانسور چیلر به خوبی گرما از دست ندهد و در نتیجه چیلر آبی گرمای مطلوب را نتواند از محیط طراحی دریافت نماید . نه تنها برج بلکه کلیه سیستم های مرتبط با کندانسور چیلر آب خنک از اهمیت بالایی در راندمان یا Efficiently چیلر خواهد داشت.

کولینک تاور در تهویه مطبوع

سیستم کندانسور آب چیلر

همانطور که می دانید سیستم کندانسینگ چیلر آب خنک از اجزای مختلفی تشکیل شده است که شاید بتوان با قاطعیت اعلام کرد که برج خنک کننده مهمترین بخش در سیستم خنک کاری چیلر می باشد .

اجزای سیستم کندانسور چیلر آب خنک

  1. کندانسور :  گندانسور معمولا به صورت یک جزء یکپارچه چیلر آبی می باشد ( در معدود موارد کندانسور مجزا می باشد ) . کندانسورهای چیلر آبی عموما در دو تیپ مبدل صفحه ای یا مبدل پوسته-لوله ای ارائه می گردد . در سیستم کندانسور مبدل پوسته-لوله مبرد داخل لوله های مبدل جریان می یابد و آب سرد خروجی برج خنک کن نیز در پوسته مبدل جریان پیدا می کند .
  2. پمپ مدار گردش آب : این سیستم جهت تامین فشار لازم جهت گردش آب از کولینگ تاور به قسمت کندانسور چیلر آبی را برعهده دارد.
  3. لوله کشی ارتباطی و شیرآلات و اتصالات : این مجموعه هدف ارتباط دادن بین برج خنک کننده و کندانسور چیلر آب خنک را برعهده دارد . از بسیاری از شیرهای گیت ولو یا شیرفلکه ها جهت تخلیه آب کندانسور چیلر استفاده می شود . زیرا که عدم تخیله آب درون کندانسور چیلر در فصولی که چیلر خاموش می باشد سبب رسوب گذاری و یخ زدگی مبدل می گردد.
  4. برج خنک کن :  این بخش با یک گردش هوا عموما از آب برگشتی از کندانسور چیلر گرمای لازم را دریافت می نماید تا گرمای جذب شده مبرد از محیط توسط آب به هوای محیط اطراف هدایت شود . انواع مختلف برج ها جهت سیکل کندانسور مورد استفاده قرار می گیرد که در این بین بیشتر کاربرد را نوع مداربسته و مکعبی دارد .

بخشهای تشکیل دهنده برج خنک کننده

بدنه و فریم

برج های خنک کننده دارای یک فریم هستند که موتور ، فن و سایر قطعات را نگهداری می کند. در سایر برج ها مخصوصا نوع فایبر گلاس ، بدنه نقش چهارچوب را ایفا می کند.

سطوح خنک کننده

اکثر کولینگ تاورها دارای پر کننده هایی از جنس پلاستیک یا چوب هستند که انتقال حرارت بین آب و هوا را از طریق افزایش سطح تماس ، افزایش می دهد . پرکننده یا پکینگ مدیا می تواند از نوع فیلمی یا اسپلش باشد . استفاده از پکینگ اسپلش باعث ریزش بهتر آب بر روی لایه های زیری می شود و آب به قطرات ریزتر تبدیل می شود که در نتیجه موجب تر شدن کامل پکینگ می گردد. پکینگ های اسپلش پلاستیکی راندمان بهتری نسبت به چوبی دارند.

پکینگ فیلمی از سطوح نازک پلاستیکی که در فاصله بسیار کمی نسبت به هم دیگر قرار دارند تشکیل شده است . آب با عبور از روی این سطوح به صورت یک لایه نازک به سمت پایین حرکت می کند و در تماس با هوا قرار می گیرد . این سطوح می توانند صاف ، کاروگیت ، لانه زنبوری یا به اشکال دیگر باشند . پکینگ فیلمی دارای راندمان بهتری است و در حجم کم تر نسبت به نوع اسپلش ، انتقال حرارت بهتری را موجب می شود.

اجزای برج خنک کننده

تشتک

تشتک در پایین برج خنک کننده نصب می شود و آب سرد شده که از داخل پکینگ ها به سمت پایین حرکت می کنند را در خود جمع آوری می کند . معمولا تشتک دارای سامپ یا گودی جهت تخلیه آب می باشد . در اکثر طراحی ها ، تشتک دقیقا زیر پکینگ ها قرار می گیرد.

در برخی دیگر از برج ها، آب خروجی از ته پکینگ ها از طریق لوله کشی به یک مخزن که نقش تشتک را ایفا می کند منتقل می شود . در این نوع طراحی برج روی پایه هایی قرار می گیرد که دسترسی به فن و الکتروموتور آسان باشد .

قطره گیر 

قطره های آب که همراه با هوا از بالای برج خنک کن خارج می شود در برخورد با قطره گیر به دام می افتد و مانع از خروج آنها به سمت اتمسفر می گردد.

ورودی هوا

نقطه ای است که هوا از آن وارد برج می گردد . ورودی های هوا می توانند مانند مدل جریان متقاطع از تمام سطوح جانبی برج باشد و یا مانند برج های جریان مخالف در قسمت پایینی سیستم قرار داشته باشد .

لوور

عموما برج های خنک کننده جریان متقاطع دارای لوور می باشند . هدف از نصب لوور متعادل سازی هوای ورودی و ممانعت از نشت آب به بیرون از دستگاه می باشد . برخی از برج های جریان مخالف نیاز به لوور ندارند .

نازل ها

نازل ها باعث اسپری شدن آب و تر شدن پکینگ ها می گردند . لازمه ی تر شدن صحیح سطوح خنک کننده این است که آب در بالای کولینگ تاور بصورت یکنواخت توزیع شود . نازل ها می توانند ثابت باشند و به صورت مربعی یا دایره ای چیده شوند و یا مانند مدلهای مدور نازل ها همراه با لوله های اسپرینکلر چرخش کنند .

فن

هر دو نوع فن آکسیال ( پروانه ای ) و سانتریفیوژی در برج های خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند . عمدتا در مدلهای مکش اجباری از نوع پروانه ای و در نوع دمش اجباری از نوع پروانه ای یا سانتریفیوژی استفاده می شود . بسته به سایز ، فن های پروانه ای می توانند دارای گام ثابت یا متغیر باشند. فنی که دارای تیغه های با گام ثابت نباشد می تواند برای دامنه وسیعی از هوادهی و توان مصرفی مورد استفاده قرار گیرد به نحوی که با تنظیم میزان هوای مورد نیاز دارای کم ترین مصرف انرژی باشد. تیغه هایی که دارای گام متغیر خودکار می باشند توانایی تنظیم هوای مورد نیاز بر اساس بار حرارتی را دارند.

انواع برج خنک کننده براساس نوع گردش آب

همانطور که در ابتدا ذکر شد نوعی از دسته بندی برج های خنک کننده براساس سیکل گردش آب در آنها شکل میگیرد. در ادامه به معرفی آنها پرداخته شده است.

برج خنک کننده مدار باز

در این نوع کولینگ تاور، آب توسط یک پمپ به بالای برج منتقل میشود و توسط نازلها بر روی سطوح خنک کننده پاشیده می شود. هوایی که از پایین به داخل برج خنک کن وارد می شود، توسط مجموعه فن و الکتروموتور که در بالای برج قرار دارد، از میان سطوح خنک کننده عبور میکند و به سمت بالا مکیده می شود. با انجام این کار و بر اثر تماس مستقیم آب و هوا، طبیعی است که قسمتی از آب تبخیر می شود.

از آنجا که تبخیر آب یک فرآیند گرماگیر است، گرما از جریان آب داخل برج خنک کننده جذب می شود. برج های خنک کننده مدار باز برای محیط هایی که از رطوبت نسبی کمی برخوردار هستند یا به اصطلاح هوا خشک است بسیار مناسب است. شاید بتوان گفت بزرگترین ایراد این مدل از کولینگ تاور هدررفت بیش از حد آب به دلیل تبخیر است.

مزایای کولینگ تاور مدارباز

  1. راندمان بالای حرارتی.
  2. کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای مرطوب محیط.
  3. قیمت تمام شده پایین نسبت به برج های مداربسته.

معایب برج خنک کن مدارباز

  1. رسوب و گرفتگی در قسمت های مختلف.
  2. رسوب و گرفتگی شدید در لوله های کندانسور دستگاه های خنک شونده.
  3. رسوب و گرفتگی در لوله های ارتباطی بین کولینگ واتر و کندانسور.
  4. قابلیت نصب فقط در محیط بیرون.
  5. تعمیر و نگهداری سخت مدل مدارباز به لحاظ تامین آب جبرانی ، رسوب زدایی و غیره.

برج خنک کننده مدار بسته

در این نوع برج خنک کننده تماس مستقیم بین آب و هوا برقرار نمی شود. آب یا هر سیالی که قرار است در برج سرد شود از داخل یک کویل حرکت می کند. هوا نیز توسط مجموعه فن و الکتروموتور از پایین به بالا مکیده می شود.
در اثر برخورد هوا با سطح بیرونی کویل، حرارت از کویل و در نتیجه از سیال داخل کویل جذب می شود و توسط جریان هوا به محیط اطراف منتقل می شود.  برج خنک کننده مدار بسته برای خنک کردن آب با دمای بالا و یا محیط  دارای هوا سرد بسیار مناسب است.

برج خنک کننده مکعبی

مزایای برجهای مداربسته

  1. کاهش مصرف انرژی و بهینه بودن عملکرد مصرف آب.
  2. کاهش رسوب و خوردگی ناشی از تبخیر آب در برج خنک کن مدارباز و ایجاد گرفتگی در مسیر ناشی از افزایش املاح محلول آب بر اثر تبخیر.
  3. حذف تجهیزات مورد نیاز جهت تامین آب جبرانی کولینگ تاور از جمله منبع آب جبرانی یا استخر ، سختی گیررزینی و …
  4. عملکرد قوی در فصول سرد همچون اواخر پاییز و زمستان و اوایل فصل بهار.
  5. قابلیت نصب در محیط بسته و باز (محیط بیرون).

معایب برج های مداربسته

  1. راندمان حرارتی پایین.
  2. قیمت اولیه بالاتر نسبت به انواع برج های مدارباز.
  3. کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای خشک محیط.
  4. عملکرد ضعیف در فصل تابستان.

برج خنک کننده هیبریدی

با ترکیب دو مدل برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته، شکل سومی از این سیستم به نام کولینگ تاور هیبریدی ساخته خواهد شد. در این مدل ها، آب یا سیال خنک شونده از داخل کویل حرکت می کند و بر روی کویل توسط مجموعه نازل آب پاشیده می شود. مزیت برج های خنک کن هیبریدی بهینه سازی مصرف آب است.

در ساعات شب و زمانهایی که دمای هوا پایین است، برج خنک کننده صرفا خشک کار می کند. اما در زمانهایی که هوا گرم است، آب بر روی کویل پاشیده می شود. و از هر دو نوع انتقال پنهان و محسوس جهت سرمایش سیال خنک شونده استفاده می شود.

برج خنک کن هیبریدی

خلاصه نحوه کارکرد برج خنک کننده

عملکرد برج خنک کننده بر اساس شرایط سایکرومتریک محیط در شرایط فصلی مختلف (زمستان یا تابستان) متفاوت است. در کولینگ تاور ها آب در مرحله اول با فشار متناسب از انشعابات طراحی شده به قسمت پاشش آب و نازل ها وارد می شود . با ورود به قسمت نازل سرعت آب افزایش پیدا کرده و البته قسمتی از فشار جریان در هنگام گذر از نازل کاهش پیدا میکند. در نهایت آب که حالا سرعت بالا و فشار نسبی کمتری دارد بر روی سطوحی به نام پکینگ مدیا پاشیده میشود.

عملکرد برج خنک کننده

در این مرحله همزمان با گذر آب از سطح پکینگ مدیا در تماس با هوا قرار میگیرد و بخشی از فلو (دبی / جریان) اصلی آب تبخیر و وارد هوا می شود. رطوبت هوا با تماس با این بخارات متصاعد شده از آب افزایش پیدا می کند. این روند تا جایی ادامه پیدا می کند که هوای خروجی از دستگاه در حدود هوای اشباع، رطوبت نسبی 100 درصد، قرار می گیرد.

آب خروجی از پکینگ مدیا نیز در قسمتی تحت عنوان تشتک جمع آوری می شود و جهت ارسال به فرآیند مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد.

رای کاربران
[در کل: 4 میانگین: 5]
اشتراک گذاری در : share   share   share   share   share  
پیشنهاد به شما

منبع کویل دار | منبع کویلی

یخساز صنعتی

لوله پلی اتیلن

ماشین ظرفشویی صنعتی