دستگاه برج خنک کننده فایبرگلاس

کد خبر: ۶۱۵۹۰۸

تاریخ: ۱۳ ارديبهشت ۱۴۰۰ - ۱۱:۴۶

دستگاه برج خنک کننده یا به اصطلاح عامیانه کولینگ تاور (cooling tower) یکی از تجهیزات سرمایشی در صنایع مختلف به شمار می آید. دراین مقاله محتوایی به بررسی همه جانبه نحوه عملکرد برجهای خنک کننده خواهیم پرداخت بنابراین توصیه می شود با ما همراه باشید.

دستگاه برج خنک کن یا برج خنک کننده یک منبع تولید آب سرد بوده که آب خنک تولیدی خود را در اختیار سایر دستگاه های صنعتی قرار می دهد. بسیاری از صنایع بزرگ و کوچک در طراحی سیستم های تولید خود جهت تداوم فرآیند تولید نیازمند یک دستگاه خنک کننده آب می باشد. برج خنک کننده در واقع دستگاهی است که برای صنعتی قادر خواهد بود تا میزان مشخصی آب سرد را تا دمای معین فراهم کند. در زیر به طرح 10 سوال کلیدی در مورد دستگاه برج خنک کننده می پردازیم که پاسخ آنها میتواند کلید حل معادلات ذهنی شما مخاطب عزیز باشد.

1-محدودیت دمایی تولید آب سرد در برج خنک کننده چه میزان است؟

همانطور که واضح است یک کولینگ تاور هیچگاه نمی تواند آب با هر دمایی را همانند چیلر تولید نماید. به طور ساده تر برج خنک کننده دستگاهی است که با توجه به شرایط اقلیم محیط محل نصب آب را خنک می نماید. دلیل اصلی این موضوع بر می گردد به نحوه عملکرد این دستگاه که در پاراگراف بعدی به توصیف آن خواهیم پرداخت. دمای آب تولیدی از یک برج خنک کننده 3 الی 5 درجه بالاتر از دمای محیط خواهد بود. رعایت این نکته ضروری است که در بسیاری از شهرهای ایران در فصول گرم دستگاه برج خنک کاری قادر به تامین آب با دمای پایین تر از 25 درجه سانتیگراد نخواهد بود.

2-برج خنک کننده چگونه موجب خنک شدن آب می شود؟

شاید کلیدی ترین سوال در ذهن مخاطبان این است که یک دستگاه کولینگ تاور به چه طریق آب را خنک می نماید. قبل از پاسخ به سوال مطرح شده باید عرض کنم که این دستگاه با کمترین میزان مصرف برق و با درصد کمی تبخیر آب را خنک می کند. عدم مصرف بالای برق، مقرون به صرفه بودن نسبت به طرح های جایگزین و میزان مصرف بسیار کم آب و راندمان بالا از مهمترین مزایای این تجهیز برودتی محسوب شده است.

یک دستگاه برج خنک کننده با اسپری کردن آب بر روی پوشالهای خنک کننده (پکینگ) و تماس دائمی آن با سیال هوا آن را سرد می کند. در واقع آب گرم در تماس با هوای خشک دچار تبخیر شده که گرمای حاصل آن از خود سیال آب گرفته می شود. این گرمای دفع شده از جریان اصلی آب سبب تبخیر حداکثر 3 درصد آب گردشی شده و از طرفی آب را تا نزدیکی دمای مرطوب محیط کاهش می دهد. در واقع رطوبت استحصال شده و خارج شده از جریان آب به هوا انتقال یافته و موجب اشباع شدن هوای محیط اطراف می گردد. دلیل فوق می تواند استدلال مستحکمی باشد که محل نصب برج خنک کننده در بهترین شرایط در خارج محیط طراحی گردد.

3-برج خنک کننده چگونه دستگاهی است؟

در پاسخ به این سوال باید عرض کرد که این تجهیز عموماً از ابعاد بزرگی برخوردار بوده است. عملکرد برج خنک کننده به گونه ای است که باید سطح مشخصی از انتقال حرارت را برای تبادل انرژی بین آب و هوا فراهم کند. به همین دلیل است که کولینگ تاورها عمدتاً دارای ابعاد بزرگی بوده که در محیط بیرون نصب می شوند. ظاهر یک دستگاه برج خنک کن میتواند به شکلی بتنی، فایبرگلاس و حتی فلزی بوده و از ابعاد 1 متر در 1 متر تا ابعاد 50 متر در متر نیز وابسته به ظرفیت طراحی تولید شود.

4-چرا از دستگاه کولینگ تاور استفاده می کنیم آیا جایگزین بهتری در دسترس نیست؟

پاسخ به این سوال را دکتر عارف مرادی سرسنگی (مدیریت دپارتمان مهندسی صنعتی) به صراحتاً بیان کرده است. کاربری برجهای خنک کننده در صنعت اگر یک دلیل مهم داشته باشد آن هم هزینه بسیار مقرون به صرفه آن است. به نقل از ایشان کاربرد چیلر در اسکیل بزرگ به هیچ عنوان توجیهی برای یک کارخانه تولیدی نخواهد داشت. مصرف برق بیش از حد دستگاه های جایگزین برج خنک کننده سبب شده تا بیشترین میزان نگاه در منابع برودتی مخصوصاً در اسکیل صنعت به سیستم های تبخیری همچون کولینگ تاور معطوف بماند.

5-بهترین راهکار برای کاهش مصرف آب در برجهای خنک کننده با توجه به صنعت امروز چه می باشد؟

مهندسین سیالات و طراحان کولینگ تاور بر این باورند که نسل جدید برجهای خنک کننده مدار بسته بهترین گزینه برای کاهش میزان مصرف آب در تابستان می باشند. البته شایان به ذکر است میزان کاهش مصرف آب کولینگ تاور بیشتر معطوف به فصول سردتر خواهد بود. در فصول گرم به دلیل بالا بودن دمای خشک محیط عملاً به جز تبخیر میزان مشخصی از آب راهکاری در دسترس جهت خنک کاری آب وجود نخواهد داشت. امروزه سیستم های برج خنک کن هیبریدی با عملکردی دو گانه کمک بسزایی در کاهش مصرف آب برج خنک کننده داشته است. در واقع تغییر ماهیت خنک کاری دستگاه در فصول و ساعتهای خنک سال سبب شده که میزان مصرف آب در این مدت بشدت کاهش یابد.

6-برج خنک کننده هیبریدی چیست و چه کاربردی دارد؟

برج خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی همانطور که از تعریف آن مشخص است ترکیبی است از کولینگ تاور مداربسته و مدار باز که بخشی از سیرکولاسیون آب دریک سیکل بسته سرد می‌شود و بخش دیگری از آب نیز در یک سیکل باز گرما از دست می دهد. برج خنک کننده هیبریدی به لحاظ عملکرد بدین صورت عمل می کند که آب اصلی در یک سیکل بسته وارد بخش کویل سرمایشی کولینگ تاور هیبریدی شده و بواسطه هوا درگردش فن در کویل گرما از دست می دهد و سرد میگردد. حال آنکه هوای در گردش کویل که وظیفه خنک کردن آب در کویل را دارد در فصول گرم ازدمای بالایی برخوردار است از یک سیکل باز نیز جهت باز خنک کردن کویل استفاده می شود. بنابراین کولینگ تاور هیبریدی درواقع عملکردی دوگانه دارد و در فصول سرد هواخنک می باشد و در فصول گرم نیز آب خنک می باشد.

7-انواع برج خنک کننده کدام اند و در چه موقعی کاربری پیدا می کند؟

برج های خنک کننده مدارباز (Open Circuit Cooling Tower):

برج خنک کن مدارباز دارای یک لوپ یا مدارباز (تماس مستقیم) بین آب و هوا می باشد . برج های خنک کننده مدارباز نیز انواع مختلفی دارد . از انواع برج های خنک کننده مدارباز می توان به نوع مکعبی (Cubic Cooling Tower) و مخروطی یا گرد (Round Cooling Tower) نیز اشاره نمود. برج های خنک کننده مدارباز دارای یک سامانه باز (تبادل جرمی و حرارتی) می‌باشد و به همین دلیل به این تیپ، مدارباز نیز گفته می‌شود. برجهای خنک کننده مدارباز دارای انواع دیگری بوده که این نامگذاری به دلیل نوعیت جریان هوا می باشد. در این دسته بندی برج های خنک کننده مدارباز دارای دو نوع جریان مخالف (Counter Flow) و جریان متقاطع (Cross Flow) می باشد .

برج های خنک کننده مداربسته (Close Circuit Cooling Tower):

برج خنک کن مداربسته دارای یک لوپ یا سیکل بسته (تماس غیر مستقیم) بین آب و هوا می باشد . برج های خنک کننده مداربسته انواع مختلفی نیز دارد . از انواع برج خنک کننده مداربسته می توان به برج های خنک کننده مداربسته خشک (Dry Close Cooling Tower) ، برج های خنک کننده مداربسته هیبریدی (Hybrid Cooling Tower) و برج های خنک کننده تبخیری یا کندانسورهای تبخیری (Evaporative Cooling Tower) اشاره نمود .