شناختی درباره برج خنک کننده (کولینگ تاور)
برج خنک کننده ، دستگاهی برای حذف گرمای زاید آب است که از طریق تبادل حرارتی و انتقال آن به هوا کار می‌کند . درحقیقت یه مبدل حرارتی است که باعث انتقال گرما به بیرون و ایجاد سرما در محیط می شود . تمام برج‌های خنک کننده براساس اصل برطرف کردن گرما از آب عمل می‌کنند و بخش کوچکی از آب را که درون واحد در حال چرخش است را تبخیر می‌کنند . این برج یک دستگاه مهم در بسیاری از سیستم‌های برودتی است که جهت خنک سازی صنایعی مانند نیروگاه‌ها ، فرآوری‌های شیمیایی ، کارخانه‌های تولید فولاد و بسیاری از شرکت‌های تولیدی که در آنها خنک کاری فرآیندی ضروری است ، استفاده می‌شود . همچنین از برج‌های خنک کننده می‌توان برای خنک کاری ساختمان‌های بزرگ تجاری مانند فرودگاه‌ها ، مدارس ، بیمارستان‌ها یا هتلها نیز استفاده کرد. متداول ترین کاربرد برج خنک کننده در داخل سیستم HVAC ( مجموعه فن آوری‌های مربوط به گرمایش ، هوادهی و تهویه هوا ) جهت خنک کاری ساختمان است . برج خنک کننده HVAC برای دفع گرمای ناخواسته از چیلر استفاده می‌شود .
انواع برج خنک کننده
کولینگ تاورها به انواع زیر تقسیم می‌شوند :
- برج خنک کننده مکا نیکی
- برج خنک کننده اتمسفریک
- برج خنک کننده هیبریدی
- برج خنک کننده برای تأمین جریان هوا
- برج خنک کننده از نظر نوع ساخت
- برج خنک کننده از نظر شکل ( مخروطی ، مکعبی )
- برج خنک کننده براساس روش انتقال حرارت
هر یک از برج‌ها می توانند خود به چندین نوع مختلف تقسیم شوند . مثلا طبقه بندی برج‌های خنک کننده از نظر روش انتقال حرارت به سه گزینه : برج‌های خنک کننده خشک ، برج‌های خنک کننده مدار باز و برج‌های خنک کننده مدار بسته محدود می‌شوند.
يک سيستم خنک کننده آب ، بطور کلي شامل قسمتهاي متفاوتي مي باشد که اجزاء آن بشرح زير است :
- حوضچه
- حوضچه مکش
- پمپ هاي گردش آب در سيستم
- سيستم تزريق مواد شيميايي شامل تانکهاي ذخيره مواد و پمپ هاي تزريقي
- سيستم اسيون
- مصرف کننده آب خنک
عملکرد مؤثر برج خنک کننده
برج‌های خنک کننده ممکن است در مقایسه با گزینه‌های دیگر برای سرمایش صنعتی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند .
مزایای استفاده از برج خنک کننده
- کاهش مصرف آب
- ذخیره انرژی
- عمر طولانی تجهیزات
- کاهش هزینه‌های عملیاتی
برای کارآمد نگه داشتن کولینگ تاور، سه عامل مهم است که باید در نظر گرفت :
1- نوع برج خنک کننده مورد استفاده را بشناسید .
2- از مواد شیمیایی به طور کارآمد استفاده کنید .
3- میزان تلفات سیستم را پیگیری کنید .
سیستم برج خنک کننده در بسیاری از صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد . مخصوصا برج‌های خنک کننده در کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی ، پالایشگاه‌های نفت ، کارخانه‌های گاز طبیعی و نیروگاه‌های پتروشیمی رایج هستند . سایر کاربردهای صنعتی :
- کمپرسورهای خنک کننده آب
- دستگاه قالب‌گیری تزریقی و پلاستیک
- ماشین ریخته‌گری
- یخچال و فریزر کارخانه
- نیروگاه تولید برق
- سیستم‌های تهویه مطبوع و دستگاه‌های VAM
بطور کلی برج‌های خنک کننده یک عنصر اساسی در هر ساختمان هستند . بسته به نیاز ساختمان ، این برج‌ها از نظر اندازه ، شکل و نوع متفاوت هستند . تأسیسات بزرگی مانند نیروگاه‌ها ، پالایشگاه‌های نفت و کارخانه‌های تولید فولاد دارای واحدهای هیپربولوئید (هذلولی گون دوارِ یک پارچه) هستند . تعمیر و نگهداری روزانه کولینگ تاورها برای به حداکثر رساندن بهره وری ، بسیار مهم است . از آنجا که این برج‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کنند ، روش‌های مختلفی وجود دارد که می‌توانید در مصرف انرژی آنها صرفه جویی کنید . در این حال ، استفاده از برج‌های خنک کننده در عصر حاضر بعنوان یک ضرورت مهم بشمار می آید ؛ زیرا می‌توانند نیاز بسیاری از صنایع را با بالاترین بهره وری برطرف کنند .
انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهر
کولینگ تاور مکعبی :
برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی علاوه بر شکل هندسی چهار وجهی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد برج مکعبی می تواند هم از نوع جریان متقاطع و هم از نوع جریان مخالف باشد . این نوع برج خنک کننده به دلیل سادگی طراحی و اجرا دارای طرفداران زیادی در بازار می باشد و همچنین تمامی اجزا بدنه برج خنک کننده از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد . این نوع از برج های خنک کننده از سایز های کوچک تا بزرگ با حجمهای متفاوت قابل استفاده است .
کولینگ تاور مخروطی :
برج خنک کننده مخروطی علاوه بر شکل هندسی بدنه ای از جنس فایبر گلاس دارد شکل طراحی این نوع برج موجب می شود 30% بازدهی خنک سازی این دستگاه با مکش طبیعی متقابل آب و هوا صورت پذیرد .
این امر موجب می گردد تا مصرف انرژی تا اندازۀ قابل توجهی کاهش یابد . همچنین تمامی اجزا بدنه ی برج خنک کننده از جنس فایبرگلاس می باشد که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد . این مدل از برج های خنک کننده از سایز های کوچک تا بزرگ با حجمهای متفارت بسته به نوع کاربرد آن ساخته وتولید می شود .
کولینگ تاور گرد بهتر است یا کولینگ تاور مکعبی؟
با مقایسه کامل ویزگی های برج خنک کن مکعبی نسبت به برج خنک کن گرد واضح است که کدامیک بهتر می باشد . مواردی که مورد بررسی قرار گرفته است به شرح زیر می باشد :
سیستم توزیع آب
در برج های خنک کن گرد از سیستم پاشش آب Sprinklerhead استفاده شده که یک سیستم محرک بوده و معمولا دچار مشکلات متعددی مانند گرفتگی سوراخهای لوله و همچنین جام کردن بدلیل خرد شدن بلبرینگ ها می باشد .
با توجه به اینکه 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 کن مکعبی از سیستم نازل های ضد رسوب مربع پاش Dek Spray براساس طرح Brentwood آمریکا استفاده می گردد که یک سیستم ثابت بوده و به بهترین حالت ممکن آب بر روی پکینگ ها توزیع می گردد .
سیستم کاهش سرعت
در برج های خنک کن گرد از سیستم کاهش دور تسمه و پولی استفاده می گردد که این امر باعث افزایش لرزش سیستم و اتلاف راندمان می شود ، ضمن اینـکه کارکرد تسـمه ها در معرض بخـار آب و نور آفتاب باعث استهلاک سریع تسـمه ها شده و سـیستم نیازمند تعویض متـوالی تسمه به عنـوان قـطعه مصرفی می باشد .
در برج های خنک کن مکعبی با سایز کوچک از الکتروموتورهای دور پایین بصورت کوبل مستقیم با فن استفاده شده که دارای کمترین لرزش و بالاترین راندمان می باشد .
سیستم هوادهی
در برج های خنک کن گرد از فن های 4 پره استـفاده شده که دارای هوادهـی پایـینی می باشد . در برج های خنک کن مکعبی از فن های 6 و 8 پره استفاده شده که دارای حداقل 50% هوادهی بالاتر در دورهای یکسان است .
استحکام بدنه
در برج های خنک کن گرد با توجه به تعداد زیاد قطعات و استـفاده از پیچ و مهره های فلزی فراوان ، همـچنین نازک بودن بدنه ، استحکام دستگاه پایین بوده و به مرور زمان و بر اثر لرزش دستگاه قسمت های سوراخ کاری شده ترک برداشته و تبدیل به شکستگی در بدنه شده وآب بندی دستگاه دچار مشکلات عدیده می گردد .
برج های خنک کن مکعبی به گونه ای طراحی شده که دارای کمترین مقدار سوراخ کاری بوده وکمترین میزان فشار برروی پیچ و مهره های موجود وارد می شود . همچنین نقاط تمرکزتنش با استفاده از لایه های اضافی تقویت می گردد . تمامی لایه های قطعات فایبرگلاس با استفـاده از رزین ایزوفتالیک تولید شده که نسبت به انواع دیگر دارای 2.5 برابر استحکام بالاتر می باشد . همچنین ضخامت قطعات فایبرگلاس درستون ها و تشتک برج ها به 12mm می رسد .
اتلاف آب
در برج های خنـک کن گرد با توجه به عدم استـفاده از قطره گیر در اکثر تولیدات ، پرتاب آب از قسمت فن به میزان قابل توجهی اتلاف آب وجود دارد . در برج های خنک کن مکعبی با توجه به وجود قطره گیر میزان پرتاب آب به بیرون به کمترین مقدار خود می رسد .
راندمان ترمودینامیکی
برج های خنک کن مکعبی با توجه به پاشش آب یکنواخت و سرعت هوای حدود 3 m/s درسطح مقطع یکسان نسبت به برج های خنک کننده گرد دارای میزان خنک کنندگی بیشتری می باشد . (سرعت طراحی هوا در برج های گرد کمتر از m/s 8/1 می باشد .)
بنابراین با توجه به تفاسیری که راجع به برج خنک کننده گرد و مکعبی شد می توان گفت که برج خنک کننده مکعبی مقرون به صرفه تر می باشد . درحال حاضربا توجه به پیشرفت تکنولوژی درصنایع وساختمانهای غول پیکر مانند انواع هتلها ، رستورانها و سایر اماکن تفریحی و خدماتی استفاده ازبرج خنک کننده بعنوان یک ضرورت جهت خنک کردن هوای محیط و همچنین راندمان بالای ابزار تولید محسوب می گردد . کارشناسان سازآب جهت راهنمایی و مشاوره برای خرید محصول آماده همکاری با شما مشتریان عزیز می باشد . تلفن تماس 88571656 -021 و 09123837042