انواع برج خنک کننده

کاربرد انواع برج خنک کننده چیست؟

همانطور که مطلع هستید یکی از تجهیزات مهم در امر خنک کاری ماشین آلات مختلف و سیستم های تهویه مطبوع کولینگ تاور یا همان برج خنک کن آب می باشد.  استفاده از یک سیستم خنک کننده در فرآیندهای صنعتی حیاتی هستند. این سازه‌های مخروطی، یا مکعبی شکل، وظیفه خنک‌کردن آب تولید شده از جریان هوای خنک‌کننده راحت صنعتی یا HVAC را بر عهده دارند. دسته بندی کلی انواع برج خنک کننده بر اساس نوع کشش (طبیعی یا مکانیکی) و جهت جریان هوا (مخالف یا متقاطع) طبقه بندی می شوند.

برج خنک کننده یا کولینگ تاور مدار باز می تواند برای خنک کردن آب تا نزدیک حباب تر محیط مورد استفاده قرار گیرد در بهترین حالت اختلاف دمای 3 تا 5 درجه ای برای طراحی یک کولینگ تاور مناسب می باشد.

 دسته بندی بر اساس نوع کشش :

1-برج خنک کننده طبیعی پیش نویس

شاید شما هم بدانید که این نوع برج های خنک کننده عموماً برای نیروگاه های حرارتی و کارخانه های بزرگ با جریان بی پایان آب خنک کننده استفاده می شوند. این برج با حذف گرمای اتلاف با بالا آمدن هوای گرم کار می‌کند که سپس در جو منتشر می‌شود. این برج ها بلند و هزلولی شکل هستند تا جریان هوای مناسبی ایجاد کنند. هزینه ساخت و قیمت برج خنک کننده صنعتی  هذلولی بسیار بالا است.در زیر یک نمونه از برج های خنک کننده هذلولی را مشاهده میکنید.

2-برج خنک کننده جریان مکانیکی

در این مدل از برج خنک کننده، هوا توسط یک فن مکانیکی در داخل برج به گردش در می آید، هوای تازه از سازه عبور کرده و از قسمت کوره برج به جو بیرون هدایت می شود. معمولا ساختار و شکل طراحی فن برج خنک کننده  شامل فن های محوری و فن های گریز از مرکز -سانتریفیوژ می باشد. تیغه های فن برج خنک کننده از الیاف شیشه یا مان فایبر گلاس، آلومینیوم و پلاستیک فشرده یا پلی آمید ساخته شده اند. اگر چه برج خنک کننده مکانیکی کارایی بیشتری نسبت به برج های بتن آرمه دارند، اما از نظر انرژی کارآمدتر هستند و در نتیجه کارکرد آنها گران تر است. البته به غیر از هزینه بالا، کیفیت یکسانی دارند.

دسته بندی انواع برج خنک کننده بر اساس پاشش آب و جریان هوا:

1-سیستم های برج خنک کننده متقاطع -کراس فلو (Cross Flow)

کولینگ تاور ابارا یا کراس فلو دارای طراحی است که اجازه می دهد هوا به صورت عمودی از طریق پلنوم و ساختار برج در یک محیط کاملا باز جریان یابد. آب گرم از حوضه های توزیع به پایین ریخته می شوند. با این حال، فن ها و درایوهای موتور باید از آب و هوا در برابر رطوبت محافظت شوند، که می تواند منجر به یخ زدگی و کاهش عملکرد شود. معمولا در طراحی برج جریان مخالف در دو طرف دستگاه پکینگ چیده می شود و در قسمت وسط فن قرار میگیرد. پکینگ های شانه تخم مرغی مخصوص این نوع از برج ها می باشند.

2-سیستم های برج خنک کننده ضد جریان- کانتر فلو( Counter Flow Cooling tower)

یکی از پر طرفدارا ترین و کارامد ترین برج ها همین کولینگ های جریان مخالف می باشد.آنها طرحی دارند که در آن هوا از پاینه و قسمت لوور ها به سمت بالا حرکت می کند و جریان معکوس آب گرم برای خنک کردن هوا پایین می آید. این امکان حداکثر عملکرد را از هر منطقه طراحی فراهم می کند و نیاز به فشار پمپ را کاهش می دهد. از طرفی برج خنک کننده ضد جریان در شرایط آب و هوایی سرد کمتر یخ می زند و می تواند در دراز مدت در مصرف انرژی صرفه جویی کند. تمام برج های خنک کننده آذین تهویه این مزیت را دارند و غالبا از نوع برج خنک کن جریان مخالف هستند. سیستم پاشش آب این دستگاه توسط نازلهای مربع پاش یا افشانک های چپقی انجام می شود که آب گرم ورودی به برج خنک کننده را به خوبی بر روی پکینگ های فیلمی تقسیم می نماید.

3-سیستم های برج خنک کننده پیش نویس القایی

آنها معمولا در بالای برج خنک کننده با یک فن قرار می گیرند که اجازه می دهد هوای گرم خارج شود و هوا را بکشد. سرعت بالای هوای خروجی امکان گردش مجدد را کاهش می دهد. برای جلوگیری از به دام افتادن قطرات آب در جریان هوای خروجی استفاده می شود. دکل های جفت شده القایی کارآمدتر هستند زیرا 30 تا 75 درصد انرژی کمتری نسبت به کشش اجباری مصرف می کنند.

پروژه اجباری سیستم های برج خنک کننده گالوانیزه :

سیستم برج خنک کننده مشابه فن القایی است، اما تفاوت اصلی این است که فن هوای متحرک در پایین برج خنک کننده قرار می گیرد که به هوا اجازه عبور از پایین را می دهد. استفاده از آنها به دلیل چالش های توزیع آب، فن های اسب بخار بالا و امکان گردش مجدد محدود است. معمولا برج خنک کننده گالوانیزه با فن سانتریفیوژ فوروارد در کاربری خاص استفاده می شود و شاید بتوان گفت به نوعی منسوخ شده اند.

بهترین متریال برای ساخت برج خنک کننده چیست؟

سیستم های آب خنک ( کولینگ تاور )عمدتاً از سه ماده ساخته می شوند: فلز، فایبرگلاس و پلاستک فشرده. همانطور که می دانید، برج خنک کننده فلزی می تواند زنگ بزند و خورده شود، و هر چیزی که در داخل آن است می تواند به مرور زمان شروع به نشت کند. جای تعجب نیست که یک برج خنک کننده گالوانیزه فقط تا 10سال عمر مفید دارد و نیاز به نگهداری  با رنگ اپوکسی، درزگیرها و موارد دیگر دارد. این تعمیر و نگهداری می تواند منجر به خرابی کسب و کار شما شود. به همین دلیل است که فلز در حال حاضر با تکنولوژی بهتر جایگزین شده است. تولید کنندگان برج خنک کننده فایبر گلاس ، اگرچه جایگزین بهتری برای فلز هستند، اما همچنان مستعد ترک و سایش هستند که می تواند منجر به هزینه های نگهداری طولانی مدت شود.  البته در صورتی که برج خنک کننده فایبر گلاس از مواد مرغوب و رزین مناسب استفاده شود و ضخامت تشت برج و پنل ها رعایت شوند مشکلات کمتری در آینده خواهیم داشت.

در برج های خنک کننده آذین تهویه که با متریال فایبر گلاس ساخته می شوند از 7لایه الایف ترکیبی از نوع حسیری و سوزنی استفاده می شود و از رزین ایز فتالیک جهت تولید قطعات استفاده می گردد.در نهایت برای مقاومت بیشتر ژلکت رویه  و آبند تشت برج خنک کننده نیز صورت می پذیرد.

مزایای استفاده از پلاستیک مهندسی شده چیست؟

یک برج خنک کننده پلاستیکی مهندسی  شده به گونه ای طراحی شده است که  در برابر فرسودگی مقاوم باشد. زنگ نمی زند و یا خرد نمی شود - و می تواند شرایط محیطی سخت را تحمل کند. همچنین نیاز به تعمیر و نگهداری تقریباً صفر دارد.  پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) ، بهترین پلاستیک مهندسی شده در کلاس که توسط Delta Cooling Systems استفاده می شود، برخلاف برج های خنک کننده فلزی یا فایبرگلاس، بدون درز و مقاوم در برابر خوردگی ناشی از محیط است . با امید به زندگی بیش از 20 سال، می توانید یک بار آن را نصب کنید و بدانید که بعد از آن دیگر نگران آن نخواهید بود.

پیشرفت در ساخت و طراحی برج های پلاستیکی امروزی، استفاده از برج خنک کننده را از یک ابزار کاربردی با ارزش به برج خنک کننده با بهره وری و صرفه جویی در هزینه تبدیل کرده است. برج‌های خنک‌کننده تجاری مونتاژ شده در کارخانه نسبت به مدل‌های فلزی گالوانیزه که زمانی با پلاستیک قالب‌گیری شده بر صنعت غالب بودند، محبوب‌تر شده‌اند. دلایل مختلفی وجود دارد که چرا ممکن است یک برج خنک کننده پلاستیکی مهندسی شده را برای کاهش هزینه ها و پاسخگویی بهتر به نیازهای فرآیند خود در نظر بگیرید:

معایب برج خنک کننده گالوانیزه چیست؟

یک برج خنک کننده فلزی معمولی با یک ورق نازک سقف فولادی پوشیده شده است. این صفحات اغلب حاوی جوش هایی هستند که ممکن است در عرض یک سال خراب شوند و برای جلوگیری از نشتی نیاز به شارژ مجدد، تعمیر یا وصله دارند. علاوه بر این، آب مقطر تمایل به حمله به فلز گالوانیزه دارد و در مدت زمان کوتاهی بسیار آسیب می بیند. شرایط محیطی مانند نور خورشید، آلودگی، هوای نمک و مواد شیمیایی خشن در مرگ چدن نقش دارند. حتی آلودگی اتمسفر نیز می تواند بر فولاد گالوانیزه تأثیر بگذارد و منجر به خرابی زودرس شود. از آنجایی که فلز با گرما منبسط و منقبض می شود، پردازش مکرر استرس ایجاد می کند که می تواند زنگ زدگی، خوردگی و نشت را تسریع کند. تنها راه حل مناسب برای ساخت برج خنک کننده فلزی استفاده از متریال استنلس استیل 316 می باشد که هزینه ساخت برج خنک کننده را بسیار بالا می برد.

عوامل موثر بر قیمت برج خنک کننده

هزینه یک سیستم خنک کننده آب توسط عوامل مختلفی تعیین می شود. هر یک از این پارامترها می تواند به میزان خاص خود (کم یا زیاد) بر قیمت نهایی این دستگاه ها تأثیر بگذارد. عواملی مانند:

• ظرفیت برج خنک کننده ( تناژ 20 تن تا 5000 تن تبرید)
• انواع انتقال حرارت، جریان و تنظیم مکانیکی (برج مدار بسته، مدار باز، هیبریدی، جریان متقاطع و غیره)
• ابعاد فیزیکی ساختار تجهیزات
• جنس بدنه کولینگ واتر (بتن، گالوانیزه، فایبرگلاس، فولاد و غیره)

• نوع، تعداد و مارک فن برج خنک کن (گریز از مرکز یا محوری)
• نوع و مواد بسته بندی (گریدهای مختلف فیلم یا مدل های مختلف بسته بندی اسپلش) یا نوع و مواد رول
• ویژگی های قطعات اروپایی یا ایرانی و کیفیت قطعات مورد استفاده در ساخن کولینگ واتر
• لایه های رزین مصرفی و ضخامت پانل و تشتک برج
• اتصالات و قطعات کوچک و بزرگ دستگاه-گالوانیزه گرم-استیل -آهن سیاه
• استفاده یا عدم استفاده از قطره گیر برج خنک کننده Drift Eliminator (dropper)
• 

  آشنای با قسمتهای مختلف برج خنک کننده:

• بدنه: این قسمت ورق یا پوسته ظاهری دستگاه است که وظیفه حفاظت از تمام اجزای داخلی (پنکه، موتورهای الکتریکی، سیستم های الکتریکی و ...) برج خنک کننده را بر عهده دارد.
• قطره گیر کولینگ تاور : قطره گیر از نشت و هدر رفتن آب جلوگیری می کند و مصرف آب را کاهش می دهد. قطره گیر برج خنک کننده نوعی تیغه ساخته شده از فلز، پلاستیک و چوب است. قطره گیر های برج در دو مدل لانه زنبوری و قطره گیر تیغه ای ساخته می شوند. علاوه بر کولینگ تاور در کندانسور و ایرواشر نیز از قطره گیر استفاده می شود.
• نازل آبپاش: به افانک نیز معروف است و وظیفه توزیع یکنواخت آب در سینی ها یا ظروف را بر عهده دارد.
• پورت آب آرایشی (مسئول تزریق آب آرایشی به سیستم های تبخیر برج خنک کننده)
• سوراخ تخلیه آب (تخلیه آب مایع یا کثیف از داخل تابه)
• پکینگ برج خنک کننده: عمدتا در دو مدل ساختاری بسته بندی اسپلش و فیلم تولید می شود و سطح تماس آب و هوا را افزایش می دهد.
• فن برج خنک کننده: در حالت دمشی یا مکشی عملکرد ایجاد ارتباط بین هوا و آب را دارد و منجر به خنک شدن آب می شود. فن ها عمدتا در بدنه برج خنک کننده نصب می شوند.
• اتصال ورودی آب گرم
• خروجی درگاه آب سرد
• گیربکس و موتور الکتریکی

• ورودی هوا: در پایین یا بالای دستگاه نصب می شود.
• حوضچه خنک کننده: تقریباً در تمام مدل های برج خنک کننده، زیر قوطی و بسته بندی یک حوض خنک کننده وجود دارد. مخزن آب خنک کننده وظیفه جمع آوری آبی است که در طول فرآیند خنک سازی از سطح پایین می آید.

• لوورها: این قسمت ها که به فلپ ها نیز معروف هستند، نقش توزیع یکنواخت جریان هوا را بر روی ستون های برج خنک کننده دارند. با حفظ آب، باله ها همچنین تماس بیشتری بین هوا و آب را تضمین می کنند.
• پورت آب سرریز (برای تخلیه آب اضافی داخل تشت)
• اتصالات، سایر قطعات کوچک و سیستم های الکتریکی