برج خنک کننده

nasim 
  بازدید : 8
پنجشنبه 25 فروردين 1401 زمان : 22:42 


1
2
3
4
5

برج خنک کننده

برج خنک کننده (در اصطلاح عامیانه برج خنک‌کن) یا کولینگ تاور (cooling tower)، استوانه ای گرد بصورت مخروطی و یا مکعبی است شبیه به یک برج که وظیفه دریافت گرما از سیال فرآیندی به روش طبیعی و یا مکانیکی از طریق مکش یا دمش با فن و خنک کاری تا نزدیک دمای مرطوب هوا بصورت تر یا خشک و در دو مدل مدار بسته یا باز و انتقال گرمای زائد به اتمسفر یا جو را بر عهده دارد

مزایای برج خنک کننده

این تجهیزات به طور مستمر آبهای مصرفی در فرآیند تولیدی صنایع و نیروگاه ها را خنک می کند. بنابراین دغدغه‌ی کمبود آب خنک را برای استفاده دائمی در چرخه تولید را برطرف می سازند.

این خنک سازی مستمر موجب می شود که به طور چشمگیری در مصرف آب صرفه جویی شود؛ در نتیجه آسیب کمتری به محیط زیست و سفره های آب زیرزمینی وارد شود.

با وجود دائمی آب خنک در چرخه تولید، راندمان تولید نیز افزایش چشمگیری می یابد.

همچنین از منظر نگهداری و مراقبت سیستماتیک نیز، آب خنکسازی شده موجب می شود تا هیچگونه رسوب گذاری و نهایتاَ آسیب به تجهیزات صنعتی و ماشین آلات وارد نشود.

معایب برج خنک کننده

1-رسوب گرفتگی پکینگها، نازلهای دوش، لوله های توزیع آب و بخش های مختلف داخلی کولینگ تاور در تماس با آب

2-یخ زدگی تشتک ذخیره آب سرد در زمستان بدلیل کاهش دمای محسوس محیط

3-دشواری تامین آب جبرانی در مناطق خشک و بیابانی که امروزه در کشور ایران بسیار زیاد می باشد.

4-خرابی قطعات هوادهی بدلیل تماس دائم با رطوبت و پاشش قطرات آب

چرا از برج خنک کننده استفاده می کنیم؟؟

شاید این سوال پیش بیاید که چرا از برجهای خنک کننده استفاده می کنیم. همانطور که میدانیم اغلب تجهیزات صنعتی و غیر صنعتی در چرخه کاری خود پس از مدتی گرم می‌شوند. درصد کمی از این ماشین آلات یا تجهیزات گرمای تولید شده را توسط هوای محیط به اطراف دفع می‌کنند. دسته اعظمی از این تجهیزات نیز برای دفع گرمای مازاد تولیدی خود از آب گردشی استفاده می‌نمایند. آبی که گرمای این ماشینها را جذب کرده دچار افزایش دما شده و به سمت مبدل های حرارتی هدایت خواهد شد. از طرفی دیگر آب سرد تولیدی از برج خنک کننده در مبدل این انرژی گرمایی را به طور کامل دفع میکند

انواع برج خنک کننده

برج خنک کننده به انواع مختلفی تقسیم بندی می شود. ساختار کولینگ تاور با توجه به نیاز سیستم متفاوت است، در کولینگ تاور های معمولی آب در گردش در برج خنک کن به دلیل تماس با هوا تبخیر می شود، بنابراین میزان املاح و ناخالصی ها به طور مداوم در حال افزایش می باشد. در نتیجه رسوب شروع به شکل گیری می کنند، این رسوب می تواند از طریق آب به کل مدار لوله کشی و تجهیزات اصلی منتقل شود و آسیب جدی برساند. بر همین اساس، سیستم جدیدی طراحی شد به نام برج خنک کننده مدار بسته ، در این سیستم آب فرآیند یعنی همان آب گرم در مسیر کاملا بسته حرکت می نماید و به صورت مستقیم با هوا تماس پیدا نمی کند، بنابراین از این جریان آب تبخیر صورت نمی گیرد و در نتیجه رسوب نخواهیم داشت و دستگاه های مصرف کننده محافظت خواهد شد، در برج خنک کن بسته آب در مدار دیگری بروی کوئل ها پاشیده می شود و همزمان هوا بوسیله فن از روی کوئل ها عبور داده می شود که باعث خنک شدن لوله ها و در نهایت خنک شدن آب مدار اصلی می شود.

دمای خروجی آب در برج خنک کننده به چه میزان است؟

آب سرد خارج شده از یک کولینگ تاور همواره دمایی بالاتر از دمای هوای شرجی در آن محیط را داراست. دمای هوای شرجی یا اصطلاحاً "دمای حباب تر" یک فاکتور تعیین کننده در پارامتر دمای آب سرد محسوب می شود. برای شهرهای مختلف دمای حباب تر یا وت بالب (wet bulb temperature) از 15 الی 35 درجه متفاوت است. برای محیطهای شرجی با رطوبت بالای 70 درصد میزان دمای وت بالب بالاتر بوده و کولینگ تاور محدودیت زیادی در خنک کردن آب در تابستان خواهد داشت.

البته میزان دمای حباب تر اعلام شده صرفاً در فصل تابستان و در بدترین شرایط اقلیمی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نکته دیگری که باید عرض کنیم این است که یک برج خنک کننده قادر نخواهد بود که آب را دقیقاً تا دمای مرطوب محیط کاهش دهد. آب سرد خنک شده در این تجهیز همواره 3 الی 5 درجه بالاتر از دمای محیط بوده و افت دمای ایجاد شده در انواع کولینگ تاور با قانون بیان شده سنجیده می شود.

محاسبه برج خنک کننده

چهار پارامتر اندازه برج خنک کن را تعیین می کنند، یک، مقدار دبی در گردش ، بدین معنی که چه مقدار آب در واحد زمان بایستی خنک شود، دو، مقدار دمای آب گرم ورود ، سه، مقدار دمای آب سرد خروج از دستگاه و چهارم محل نصب.
عملکرد کولینگ تاور وابسته به شرایط آب و هوای منطقه نصب دستگاه می باشد، به طور مثال در شهر هایی که در ارتفاع قرار دارند و هوا خنک تر است آب گرم بسیار سریع تر خنک می شود پس نیاز به دستگاه کوچک تر است، در شهر هایی که نزدیک به دریا هستند و هوا گرم و شرجی است نیاز به برج خنک کن بزرگتر و با فن های قوی تر است.
انتخاب برج خنک کن بوسیله نرم افزار انجام می شود و همینطور نمودارهایی وجود دارد که می توان با دنبال کردن خطوط مقدار ظرفیت را انتخاب کرد

کمیت‌های مهم و نحوه طراحی برج‌های خنک‌کننده :

موارد مهم در طراحی یک برج خنک کننده وابسته به شرایط کمی برای خنک کردن آب مصرفی در یک چرخه و شرایط محیطی محل قرار گرفتن برج می‌باشد .
– محیط خارج از ورودی به برج
– آرام آب از برج
– محیط حباب تر
– محیط حب خشک
– و نیز دبی جرمی آب کمی‌هایی هستند که مشخصه برج بر اساس آنها تعیین می‌شود .

اختلاف بین دمای آب ورودی و دمای آب خروجی را بازدهی و اختلاف بین دمایی و دمای حباب تر را در شرایط دمایی می کند .
مشخصه برج خود یک کمیت مهم در طراحی حرارتی برج است. این کمیت معرف میزان انتقال حرارت لازم به ازای نسبت شار جرمی آب و هوای مشخص است .
کمیت مهم دیگر مخصوص حرارتی هسته خنک کننده است .
که این مشخصه نیز توان تبادل حرارتی هسته خنک کننده را به نسبت شار جرمی آب به هوای مشخص نشان می دهد .

این کمیت تعیین کننده میزان انتقال حرارت بین آب و هوا می باشد. بنابراین اولین قدم در طراحی یک برج خنک کننده تعیین سطح تبخیر می باشد .

افت فشار نیز در طراحی برج خنک کننده به منظور تعیین و توان و یا تعیین ارتفاع کولینگ با جریان طبیعی دارای اهمیت است

ملاحظات تعیین قیمت کولینگ تاور

برخی از مشتریان با توجه به محدودیت بودجه و یا غیر دائم بودن پروژه خود قصد خرید آن را با بالاترین کیفیت را ندارند. چرا که بطور مثال برج در تجهیز کارگاه مورد استفاده قرار خواهد گرفت و بعد از اتمام پروژه میتوان برج خنک کننده را از مدار خارج نمود. از این رو ما نیز به هنگام ارائه پیش فاکتور فروش در چندین مدل پیشنهاد فنی و قیمت برج را ارائه می نمائیم تا بتوانیم نظر تمامی مشتریان با سطح بودجه‌های متفاوت را تامین نمائیم .