بد نیست بدانید که دسته‌بندی برجهای خنک‌کن بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت میگیرد و همچنین باید گفت که متداول‌ترین گونه‌های برج خنک‌کن بر اساس مکانیزمهای جابه‌جایی طبیعی و جابه‌جایی اجباری تقسیم‌بندی میشوند. از نظر ابعاد و اندازه، برجهای خنک‌کن در مدل‌های کوچک پشت‌بامی برای ساختمان‌های مسکونی تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل (مانند برجهای خنک کننده نیروگاه‌ها که ارتفاعشان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یکصد متر میباشد)، طراحی و تولید میشوند.
اجزای اصلی تشکیل دهنده برج خنک کننده
- فن کولینگ تاور: مکانیزمی جهت جابجایی اجباری هوا درون برج خنک کننده میباشد که:
- یا از نوع محوری (مکنده) است و در بالای برج قرار میگیرد
- و یا از نوع سانتریفیوژ (دمنده) که در جلوی برج تعبیه میشود.
استفاده از فن محوری و فن سانتریفیوژ در برج خنک کننده یا کولینگ تاور رواج دارد.
- نازل های آب پاش: نازلهایی نصب شده در کلکتور آب ورودی به برج هستند که جریان آب داغ واردشده را بر روی پکینگ ها توزیع میکنند. اتمیزه شدن آب توسط نازلها، علاوه بر پراکندگی بهتر آن روی سطوح پکینگ، منجر به کاهش فشار آب شده که دمای تبخیر آن را پایین می‌آورد. ضمن آنکه با تبدیل شدن آب به قطرات متعدد، سطح تماس میان آب و هوا نیز افزایش می‌یابد.
- پکینگ: نوعی مبدل حرارتی یا عاملی است جهت افزایش سطح تماس میان آب و هوا که منجر به تشدید فرایند تبخیر میشود؛ بطوریکه پس از پاشش آب توسط نازلها، آب به صورت لایه های نازک در سطوح پکینگ، کاملاً پخش شده و از همین رو، در تماس با هوای بیشتری قرار میگیرد. علاوه بر این، بواسطه به تله افتادن آب درون پکینگ، زمان بیشتری برای تبخیر آن بوجود خواهد آمد.
- قطره گیر: قطره گیر برج خنک کننده یا دیریفت الیمیناتور، در اصلاح به بخشی از برج خنک کننده اتلاق میشود که وظیفه جلوگیری از دریفت یا پرتاب قطرات آب به بیرون کولینگ تاور را بر عهده دارد. البته بایستی بدانید که آب جبرانی برج خنک کننده از سه بخش اصلی تشکیل میشود.
- پورت آب جبرانی: این بخش متصل به شناوری است که با پایین آمدن سطح آب درون تشتک برج (ناشی از تبخیر و تخلیه آب)، آب جبرانی را تغذیه میکند. اساس کار شناور متصل به این پورت، دقیقا مشابه شناور در کولرهای آبی است. زمانیکه سطح آب داخل تشتک کاهش می‌یابد، شناور به سمت پایین حرکت میکند و آب بیشتری به داخل کولینگ تاور وارد میگردد و البته حالت بالعکس...
شناور بر اساس قانون شناوری پاسکال، به سمت بالا حرکت کرده و مسیر آب ورودی به داخل تشتک را محدودتر میکند. درواقع وظیفه شناور و پورت آب جبرانی اینست که سطح آب داخل تشتک برج خنک کننده را در سطح بهینه‌ای حفظ کنند.
- پورت آب سر ریز: در صورت خرابی شناور و عمل نکردن آن هنگام پر شدن تشتک برج، از طریق این پورت، آب اضافی از تشتک سرریز میشود؛ چراکه در صورت تجمع بیش از حد آب برج و رسیدن سطح آب به پکینگها، عملکرد برج خنک کننده مختل میشود.
- پورت آب تخلیه: با توجه به ارتباط مستقیم آب با هوا و در نتیجه کثیف شدن آن، آب آلوده شده از طریق این پورت تخلیه شده و بوسیله پورت آب جبرانی، آب تمیز جایگزین میشود. پورت آب تخلیه همواره در پایینترین بخش تشتک کولینگ تاور نصب میشود.
۸.پورت آب داغ ورودی: محل ورود آب داغ به برج خنک کننده میباشد. این آب داغ میتواند از خروجی کندانسور چیلر تراکمی آب خنک و یا خروجی کندانسور یک چیلر جذبی باشد که حامل گرمای جذب شده از داخل ساختمان هستند.
۹.پورت آب سرد خروجی: محل خروج آب سرد از برج خنک کننده میباشد و درواقع آب سرد شده مجدداَ در دستگاه یا سیستم مورد نظر، مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع کولینگ تاور صنعتی
- کولینگ تاور مرطوب مدار باز:
انواع برج خنک کننده مرطوب، حرارت تلف شده دستگاه را از طریق مکانیزمهای زیر به محیط انتقال می‌دهند:
- افزایش حرارت هوای اطراف
- بوسیله تبخیر بخشی از آب در حال گردش در سیستم
- و افزایش دمای مخزن طبیعی آب جمع آوری سرد شده
انواع برج خنک کننده یا کولینگ تاور، یک سیستم توزیع و پخش آب گرم دارند که آب را بصورت یکنواخت، روی یک شبکه مشبک از تختههای افقی نزدیک به هم (شبکه آکنه)، به گردش درمی‌آورند. آکنه‌ها آب سرازیر شده از بالای برج را با هوایی که از میان آنها حرکت میکند، کاملاً مخلوط میکنند؛ بطوریکه آب بصورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود میریزد. هوای بیرونی نیز از طریق منافذی که بصورت میله‌های افقی در اطراف برج قرار دارند، وارد میشوند. این میله‌ها بمنظور نگهداری آب در داخل خود به طرف پائین، مایل هستند.
در اثر اختلاط آب و هوا، انتقال حرارت و انتقال جرم اتفاق افتاده و در نتیجه آب سرد میگردد. آب سرد شده در حوضچه بتنی که در انتهای برج قرار دارد، جمع آوری شده و سپس بطرف کندانسور پمپاژ میشود و سرانجام هوای مرطوب و گرم از بالای کولینگ تاور خارج میگردد. همچنین بایستی بدانید که برجهای خنک کننده مرطوب بصورت:
- برجهای خنک کننده با کشش طبیعی
- و برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی دسته بندی می شوند .
۲- کولینگ تاور خشک مدار بسته:
در مکانهایی که آب کافی برای برج خنک کننده مرطوب وجود ندارد، میبایست از طریق کولینگ تاور خشک مداربسته، از اتلاف آب بر اثر تبخیر حداکثری جلوگیری نمود. درحقیقت در انواع برج خنک کننده خشک، آب در حال گردش از میان لوله‌های پره دار عبور کرده تا هوای سرد از روی آنها بگذرد. در نتیجه حرارت آب در حال گردش از طریق لوله ها خارج شده و جذب هوای سرد میگردد. برجهای خنک کننده خشک میتوانند با کشش طبیعی و یا با کشش مکانیکی عمل نمایند. اما نحوه عملکرد دقیق این مدل به چه شکلی است؟! درواقع:
- یک افشانک هوا که با بخار کار میکند، با خارج نمودن هوا و سایر گازهای غیرقابل تراکم، به برقراری خلا کمک مینماید.
- برای جلوگیری از نشت هوا به داخل دستگاه، پمپ گرادیان اصلی، فشار درون برج را مثبت نگه میدارد. همچنین ممکن است قسمتی از کار پمپ، توسط توربین هیدرولیک بازیابی گردد.
- این عمل پس از خروج آب از برج در مسیر «آب فشانه‌های جتی» انجام میگیرد. فشار متراکم و درجه حرارتهایی که یک برج خنک کننده خشک بکار میبرد، بطور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از برج مرطوب است.
- برای دستیابی به فشار بیشتر، مساحت کوچکتری برای فضای بین دو تیغه آخرین مرحله در بوربین با فشار کم ضروری است. همچنین می توان جریان هوا را با ایجاد کشش القائی یک بادبزن افزایش داد. کشش مکانیکی استفاده شده از یک بادبزن، ابعاد برج را تقلیل داده، اما توجه داشته باشید که باعث اتلاف انرژی بیشتری در دستگاه میگردد!
کولینگ تاور خشک فقط باعث اضافه شدن انتالپی به هوا میگردد؛ در نتیجه مشکلاتی از قبیل یخ زدگی که در برج خنک کننده مرطوب در شرایط خاص جوی با آن مواجه است، ایجاد نمیشود.
۳- کولینگ تاور خشک - مرطوب یا هیبریدی :
با توجه به آشنایی حدودی با دو مدل دیگر، بایستی بدانید که برجهای مرطوب همواره مقداری آب بصورت تبخیر، مکش توسط هوا و نشتی مصرف میکنندو البته در پراکندن ذرات آب نیز دچار مشکل هستند. البته برجهای خنک کننده خشک، مشکلاتی را بر کارکرد و عملکرد نیروگاه، بخصوص در مواقع گرم شدن هوای محیط، تحمیل میکنند!! در چنین مواردی، برای کاهش عوارض حاصل از دو نوع برج ذکر شده، از برجهای خنک کننده خشک- مرطوب استفاده میشود.
همانگونه که از نام این مدل پیداست، یک برج خنک کننده خشک- مرطوب، بوسیله‌ی ترکیبی از برجهای خشک و مرطوب عمل میکند. این سیستم دارای «دو مسیر هوای موازی» و «دو مسیر آب سری» میباشد. قسمت بالای برج، بخش خشک میباشد که شامل لوله‌های پره دار است و قسمت پائین برج که مرطوب میباشد، دارای آکنه‌ها است.
عملکرد برج خنک کننده هیبریدی
در رابطه با عملکرد کولینگ تاور مطوب باید گفت که آب گرم پروسس از قسمت فوقانی برج وارد لوله‌های پره دار شده و ضمن عبور مارپیچ از لوله‌ها، بخش خشک را ترک کرده و تحت اثر نیروی جاذبه از میان آکنه‌ها در قسمت مرطوبریال به حوضچه آب سرد میریزد. همچنین هوای محیط بصورت دو جریان از میان قسمتهای خشک و مرطوب کشیده میشود. این دو جریان بهم پیوسته، قبل از ترک برج، در داخل آن مختلط میشود؛ چونکه اولین جریان بصورت خشک گرم شده و حتی خشک‌تر از هوای محیط میگردد. این در حالیست که جریان دوم بطور معمول اشباع است و بنابراین مخلوط هوای که برج را ترک میکند، زیر اشباع است .
مزایای کولینگ تاور هیبریدی
بطورکلی دو فایده مهم برای کولینگ تاور هیبریدی وجود دارد :
- هوای زیر اشباع، خروجی ذرات آب کمتری نسبت به برج مرطوب ایجاد نموده و شرایط اقلیمی مطلوب آنها را کاملاً حذف میکند.
- چون قبلاَ آب در قسمت خشک، خنک شده است، بنابراین افتهای ناشی از تبخیر در قسمت مرطوب کاهش یافته است و در نتیجه از مصرف آب جبرانی برای جبران تبخیر آب، بطور چشمگیری کاسته خواهد شد. البته که نسبت حرارت گرفته شده در قسمتهای خشک و مرطوب بوسیله دو پارامتر تنظیم می گردد:
برای مثال اگر آب مشکل اصلی باشد، برج را با قسمت خشک بزرگتری نسبت به قسمت مرطوب میسازند. بعلاوه تبخیر را میتوان توسط یک کنترل کننده که جریان هوا را از میان قسمت مرطوب تنظیم میکند، تغییر داد. در آب و هوای سرد زمستان، برای تقلیل اختلاف دمای ورودی و خروجی آب به برج (برای معتدل ساختن دمای آب برگشتی به پروسس)، عبور هوا از میان قسمت مرطوب را قطع نموده و برج را بصورت یک برج خنک کننده خشک تبدیل کرد. از طرف دیگر میتوان زیر فن، یک مانع بصورت یک در تعبیه نمود که میتوان از آن در آب و هوای گرم (که قسمت خشک برج مشکلی برای کارکرد نیروگاهی ایجاد می کند)، برای افزایش دمای محیط استفاده کرد. برجهای خنک کننده هیبریدی در مواردیکه امکان دسترسی به آب وجود دارد و همچنین نیاز به کاهش مؤثر ذرات باشد، مورد استفاده قرار میگیرد.
برج خنک کننده به دو دسته عمده زیر تقسیم میشوند:
- برج خنک کننده با کشش طبیعی هوا
- برج خنک کننده با کشش مکانیکی هوا
که هر یک از این دو دسته به انواع زیر دسته بندی شده و در ادامه به بررسی اجمالی آنها خواهیم پرداخت :
- برج خنک کننده با جریان متقابل (COUNTER FLOW)
- برج خنک کننده با جریان متقاطع (CROSS FLOW)
انواع برج خنک کننده با کشش طبیعی هوا
این نوع برج خنک کننده شامل انواع کلی زیر است :
- استخرهای خنک کننده :
استخر های خنک کننده معمولی،ساده ترین نوع دستگاههای خنک کننده میباشند و عمل خنکسازی در آنها، بوسیله تماس آب با هوا در سطح استخر انجام میگیرد. علاوه بر روش تماس آب با هوا در سطح استخر، بخشی دیگر از خنک شدن نیز بوسیله تبادل حرارت و انتقال آن به دیواره‌ها و کف استخر نیز انجام میگیرد. درواقع آب از یک سوی استخر خارج شده و آب برگشتی از طرف دیگر وارد استخر میگردد. ساختن این نوع دستگاههای خنک کننده بسیار آسان است ولی احتیاج به فضای وسیعی داشته و هزینه‌های زیادی برای عمل حفاری لازم است. میزان انتقال حرارت در این نوع استخرهای خنک کننده بسیار کم بوده و راندمان آن پائین میباشد .
- استخرهای آبپاش :
این استخرها دارای آبپاشهایی هستند که چندین فوت بالاتر از استخر قرار گرفته اند . این استخرها دارای دیواره های روزنه دار کنبدی شکلی هستند که کار این حصارها جلوگیری از انتقال آب توسط جریان هوا میباشد. از مزایای این نوع استخرها نسبت به نوع قبلی اشغال فضای کمتر، مخارج احداث کمتر و زمان تماس کمتر آب وهوا میباشد.
- خنک کننده‌های تزئینی :
در برخی موارد برای سیستمهای کوچک از استخرهای تزئینی استفاده میشود. از معایب این نوع خنک کننده ها، تبخیر زیاد آب در محیط و احتمال حمله بیشتر قارچها و باکتریها و لجن میباشد. از مزایای این نوع خنک سازها، دامنه‌ی خنک کردن بیشتر آن است. از این نوع خنک کننده ها بیشتر در رستورانها و هتلهای بزرگ استفاده میگردد .
۴- برج های جوی :
حرکت هوا در این برجها بستگی به وزش باد دارد. آب از بالای برج بطرف پائین سرازیر میشود؛ بطوریکه جریان هوا بطور افقی جریان عمودی آب را قطع میکند که در این حالت، قسمتی از جریان هوا را جابجایی گرمای حاصل از آب گرم بوجود می‌آورد. این نوع برجها بعلت در دسترس نبودن قطعات یدکی آنها دارای عمر نسبتاً کوتاه و گردش مجدد هوا در آنها بنحوی انجام نمی گیرد. از خصوصیات ویژه این نوع برجها، بلند و کوتاه بودن ساختمان برج است؛ بنابراین پمپهایی با فشار زیاد، برای پمپاژ کردن آب به بالای برج مورد استفاده قرار میگیرد .
در ساخت این نوع برجها میبایست دقت بسیار زیادی بخرج داد تا استحکام و مقاومت آنها در برابر وزش بادهای شدید زیاد باشد. چون این نوع برجها دارای ارتفاع زیادی هستند؛ لذا احتیاج به لنگرهای مناسبی دارند. افت دمایی آب بستگی به سرعت و جهت حرکت باد دارد و مخارج احداث این نوع برجها زیاد است .
- کولینگ تاور با کشش طبیعی :
این نوع برجها ابتدا در اروپا توسعه یافتند. درحقیقت نخستین برج خنک کننده با کشش طبیعی، در ابتدای قرن حاضر در هلند بنا شد که از چوب ساخته شده بود. بعدها جنس این برجها از چوب به استیل تغییر یافت و امروزه این نوع برجها از بتن مسلح ساخته میشوند. همچنین در ابتدا شکل آنها شبیه استوانه‌هایی بود که از وارونه کردن یک مخروط ناقص از طرف دیگر آن بدست آمده و لیکن امروزه شکل آنها بصورت هیپربولیکی است. این نوع برجها بیشتر در انگلستان استفاده میشوند و در ایالات متحده، اولین نوع از این برج در سال ۱۹۷۲ ساخته شده است. یک برج خنک کننده با کشش طبیعی اساساً شامل یک پوسته خالی بشکل دودکش است که ممکن است بالغ بر m ۱۰۰ ارتفاع و m ۹۰ قطر داشته باشد. در حالیکه در دودکش خنک کننده آکنه هایی تعبیه شده که وظیفه پخش بهتر آب را انجام می دهند و ارتفاع بستر آکنه‌ای به ۹ متر میرسد .
در حال حاضر در بالای دودکش خنک کننده معمولاًیک حذف کننده نصب میشود تا از خروج قطره آب توسط هوا جلوگیری نماید. در غیر اینصورت قطرات آب توسط جریان هوا به بیرون منتقل شده و در صورت خروج در اطراف برج ته نشین شده و بصورت باران کثیف در می آیند . پوسته این برجها از بتن آرمه ساخته می شود که شکل آن بصورت هذلولی تغییر یافته است. این پوسته بر روی پایه هایی که بمنظور ورود هوای آزاد ساخته شده است نگاهداشته میشوند. همچنین این پایه‌ها جهت داشتن مقاومت لازم در برابر نیروهای شکننده حاصل از جریان هوا در داخل پوسته بصورت شیبدار ساخته میشود .
چون این نوع از برجها از پروانه یا فن جهت جریان هوا استفاده نمی کنند، میبایست عاملی برای ایجاد جریان هوا وجود داشته باشد. این عامل بصورت فشار توسط اختلاف دانسیته‌های هوای سرد خارج و هوای گرم و مرطوب داخل ایجاد میگردد. شکل خاص هذلولی مانند دودکش این نوع برجها به جریان یافتن بهتر هوا کمک می کند. آب توسط پمپ به دانه های آبفشان که در بالای شبکه ای از چوب قرمز قرار گرفته است، وارد شده و ضمن پائین آمدن از روی شبکه‌های چوب مجددا ًقطرات جدیدی تشکیل میگردد. سپس این قطرات جدید برروی آکنه ها ریخته و این عمل تا پائین برج ادامه می یابد . در اینجا انتقال حرارت بین هوای سرد ورودی از انتهای برج و قطرات آب سرازیرشده صورت میگیرد؛ در نتیجه از حرارت بخاطر گرادیان بین هوا وآب پروسس از آب طرف هوا منتقل میگردد. همچنین اختلاف فشار بخار آب اشباع شده در سطح قطرات با بخارآب، در هوایی که در جهت مخالف آب جریان دارد به تبادل حرارتی کمک میکند .
عملکرد دودکش خنک کننده
کار و وظیفه اصلی دودکش خنک کننده افزایش سطح جانبی بین آب گرم و هوای سرد است که این عمل بوسیله پاشیدن قطرات ریز آب در آکنه های نوع splash یا بوسیله فراهم کردن سطح بزرگی از آب بصورت یک لایه متحرک در آکنه های نوع film صورت می گیرد . همچنین مقطع هیپربولیکی استحکام بیشتری را داراست و در مقایسه با شکلهای دیگر مقاومت بیشتری در برابر جریان باد ایجاد می کند . پس بطور اساسی به مواد کمتری برای ساخت این بدنه ها احتیاج است و می توان ضخامت این دودکش ها را در قسمت میانی به ۶-۷ اینچ رساند . برجهای خنک کننده با کشش طبیعی ممکن است از نوع جریان متقابل (جهت حرکت هوا و قطرات مخالف یکدیگر) و یا از نوع جریان متقاطع (جهت حرکت هوا و قطرات عمود بر یکدیگر) باشند . در برجهای جریان متقابل آکنه ها بصورت یک سطح وسیع گسترده شده اند و در نتیجه دارای ارتفاع کمی هستند. در برجهای جریان متقاطع آکنه ها بر روی حلقه ای که در خارج از برج قرار دارد سوار شده اند . انتخاب بین انواع مختلف از برجهای خنک کننده به عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین عوامل شرایط اقلیمی، اقتصادی و آب و هوایی می باشد.
- انواع کولینگ تاور با کشش مکانیکی هوا:
در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی ،هوا بوسیله یک یا چند باد بزن که بطور مکانیکی عمل می نمایند بحرکت در می آید . بطوریکه در ژنراتورهای بخار ،باد بزنها که از نوع کشش اجباری هستند در سطح زیرین جهت راندن هوا بداخل برج نصب شده اند .از لحاظ تئوری این نوع برج ترجیح داده می شود ،زیرا فن با هوای خنک کننده کار می کنند و بدین جهت نیروی کمتری را تلف می کنند . بهر حال آزمایش و کار با این نوع فن ها دارای بعضی نقطه ضعف ها است که از آنجمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد : پخش وتوزیع هوا ، نشت وتراوش ،برگشت هوای خروجی مرطوب و داغ به برج و جمع شدن شبنم و سرماریزه در ضمن کار در زمستان .
در برجهای کشش مکانیکی، فنها به عنوان جایگزین دودکشها در برجهای کشش طبیعی معرفی میشوند. خصوصیات عمل سرمایش قدری متفاوت است. در شرایط آب وهوایی که رطوبت بسیار پائین است برجهای کشش طبیعی بطور رضایت بخشی عمل می کنند و در برجهای کشش مکانیکی بسیار اقتصادی تر خواهند بود. برای واحدهای کوچک چند سلولی بدون شک برجهای کشش مکانیکی ارزانتر از برجهای کشش طبیعی است ، اما در مورد واحدهای بزرگ که تمایل به زیاد شدن هزینه های اصلی و اولیه وجود ندارد بکار بردن برجهای کشش مکانیکی هزینه توان مورد نیاز بادبزن می بایست مورد بررسی قرار گیرد.
یکی از اشکالات کاربرد برجهای کشش مکانیکی تخلیه ذرات پخش شده از برج در ارتفاع کم میباشد که ممکن است این ذرات بداخل ورودی های هوا کشیده شوند. این برگشت مجدد ذرات می تواند سبب نزول ذرات و بدی عملکرد مجموعه بزرگی از تجهیزات سلولهای برجهای کشش مکانیکی گردد .بعلاوه اگر ذرات بطرف زمین کشیده شوند ممکن است اطراف برج مه آلود شود .
از مزایای اصلی این برجها میتوان موارد زیر را نام برد :
۱- اطمینان از بجریان انداختن هوای مورد نیاز به هر میزان و در شرایط اقلیمی و آب و هوائی
۲- استفاده از پمپهای با فشار کم
۳- اشغال فضای کمتر جهت بهره برداری از این نوع دستگاههای مبرد
۴- تنظیم دقیق دمای آب
۵- سرمایه اولیه کم و هزینه ساخت ناچیز
از معایب این نوع برجها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
۱- قدرت زیاد باد بزنها مستلزم خرج زیادتر است .
۲- ایجاد سروصدا و لرزشهای فراوان حاصل از گردش پروانه ها
۳- خسارات ناشی از خرابی فن ها و فساد الوار
انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری:
- کولینگ تاور مکعبی:
برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی، علاوه بر شکل هندسی چهار وجهی بدنه‌ای، از جنس فایبر گلاس طراحی میشود. برج مکعبی میتواند هم از نوع جریان متقاطع و هم از نوع جریان مخالف باشد. این نوع برج خنک کننده به دلیل «سادگی در طراحی و اجرا»، دارای طرفداران زیادی در بازار است و همچنین تمامی اجزای بدنه برج خنک کننده از جنس فایبرگلاس میباشد که دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی میباشد. این نوع از برجهای خنک کننده از سایزهای کوچک تا تناژهای بالا قابل استفاده است.
- کولینگ تاور مخروطی:
برج خنک کننده فایبرگلاس مخروطی، علاوه بر شکل هندسی خاص، پوشش بدنه‌ای از جنس فایبر گلاس دارد. شکل طراحی این نوع برج موجب میشود که ۳۰% بازدهی خنک سازی این دستگاه با مکش طبیعی متقابل آب و هوا صورت پذیرد. این امر موجب میگردد تا مصرف انرژی تا اندازۀ قابل توجهی کاهش یابد. همچنین تمامی اجزا بدنه این نوع برج خنک کننده نیز از جنس فایبرگلاس میباشد که دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی است.
کولینگ تاور گرد بهتر است یا کولینگ تاور مکعبی؟!
با مقایسه کامل ویژگیهای برج خنک کن مکعبی و برج خنک کن گرد، مشخص میشود که عملاَ کدام کولینگ تاور بهتر میباشد! درحقیقت مواردی که مورد بررسی قرار گرفته است، به شرح زیر میباشد:
- سیستم توزیع آب برجهای خنک ساز:
در برجهای 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 بلبرینگها) میباشد. با توجه به اینکه شاخکهای جانبی فقط قسمت زیرین خود را خیس مینمایند، در صورت حرکت نکردن اسپرینکلر، قسمت زیادی از پکینگ خشک مانده و راندمان دستگاه به شدت کاهش می‌یابد.
همچنین در برج های خنک کن مکعبی، از سیستم نازلهای ضد رسوب مربع پاش Dek Spray (براساس طرح Brentwood آمریکا) استفاده میگردد که یک سیستم ثابت بوده و به بهترین حالت ممکن آب بر روی پکینگها توزیع میگردد .
- 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 استحلاک سریع تسـمه ها شده و سـیستم نیازمند تعویض متـوالی تسمه به عنـوان قـطعه مصرفی میباشد. 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. در برج خنک کن پیشنهادی با سایز بزرگتر این شرکت نیز از سیستم کاهش دور توسط گیربکس استفاده میشود که مزایای قابل توجهی نسبت به سیستم کاهش دور تسمه، پولی دارد.
- سیستم هوادهی
در برجهای خنک کن گرد، از فن‌های ۴ پره استـفاده شده که دارای هوادهـی پایـینی میباشد. در برجهای خنک کن مکعبی این شرکت از فن های ۶ و ۸ پره استفاده شده که دارای حداقل ۵۰% 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 ساخت این شرکت به گونه‌ای طراحی شده که دارای کمترین مقدار سوراخ کاری بوده وکمترین میزان فشار برروی پیچ و مهره های موجود وارد میشود.
همچنین نقاط تمرکزتنش با استفاده از لایه‌های اضافی تقویت می گردد. تمامی لایه های قطعات فایبرگلاس با استفـاده از رزین ایزوفتالیک تولید شده که نسبت به انواع دیگر دارای ۲.۵ برابر استحکام بالاتر می باشد. همچنین ضخامت قطعات فایبرگلاس درستون ها و تشتک برج ها به ۱۲mm میرسد .
- اتلاف آب
در برج های خنک 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 میرسد .
- راندمان ترمودینامیکی
برجهای خنک کن مکعبی با توجه به پاشش آب یکنواخت و سرعت هوای حدود ۳m/s درسطح مقطع یکسان نسبت به برج های خنک کننده گرد دارای میزان خنک کنندگی بیشتری میباشد. ( سرعت طراحی هوا در برج های گرد کمتر از m/s ۸/۱ می باشد)
اصول نگهداری کولینگ تاور در زمستان:
- هرگز برج خنک کننده را بدون بار حرارتی راه اندازی نکنید زیرا بدون بار حرارتی آب به سرعت یخ می زند. در نمودار زیر مشاهده می کنید که آب برج خنک کن به چه صورت با کاهش بار حرارتی دچار یخ زدگی می شود.
- هر گاه نیاز بود از بای پس برای بالا بردن دمای آب استفاده کنید ، اگر دمای آب بسیار پایین رفت برای جلوگیری از یخ زدن آب برج خنک کن با استفاده از طراحی بای پس نشان داده شده در تصویر به سرعت آب گرم را مستقیم به تشت برج خنک کننده وارد کنید. انتخاب نوع و سایز بای پس از جمله اصولی است که باید توسط کارشناس برج خنک کننده طراحی شود ، می توان جهت کنترل اتوماتیک از سنسور دما و شیر برقی استفاده نمود.
- برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان مقدار دبی آب در برج خنک کننده کاهش ندهید و همیشه در محدوده نرمال به روی پکینگ ها توزیع شود. اگر توزیع آب بروی پکینگ کم باشد آب به سرعت دمای خود را از دست داده و یخ می زند. در برج خنک کننده جریان متقاطع هنگامی هم که بار حرارتی ورودی کافی نیست و امکان زیر صفر رفتن آب در قسمت انتهایی پکینگ وجود دارد، می توان محدوده توزیع آب را مطابق شکل کاهش داد تا از یخ زدگی احتمالی جلوگیری کرد.
- میزان دبی هوا در برج خنک کننده کنترل شود و در صورت نیاز فن از مدار خارج شود. در برجهای چند سلولی باید در نظر داشت که اگر فن در هر کدام از سلولها روشن است، دما بیش از اندازه پایین نیاید. بنابراین برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان می توان از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده دور همزمان استفاده کرد تا دما در یک سلول افت نکند و همه سلول ها دارای دمای برابر باشند و یا سیستم اینورتر به صورت تک به تک نصب شده ولی مینیمم دما تعریف شود.
- در هنگامی که فرآیند یخ زدن آب و پکینگ برج خنک کننده آغاز شود باید ابتدا فن برج خنک کننده را خاموش کرد تا دمای آب خروج بالا برود. در حالت فن خاموش جریان هوا با سرعت بسیار اندک برعکس شده بر اثر جریان طبیعی غلبه کرده و به سمت پایین حرکت می کند. اگر که خاموش کردن فن کارساز نشد باید برای مدت محدود و تحت نظارت فن را به صورت برعکس راه اندازی کرد تا با راندن هوای گرم به سمت پایین یخ های ایجاد شده در قسمت پکینگ برج خنک کن ، لوور برج خنک کننده و تشت برج خنک کننده را از بین ببرد.
- برای نگهداری از برج خنک کننده در زمستان می توان از تشت خشک در برج خنک کن استفاده کرد به این معنی که با قراردادن تانک ذخیره برای آب برج خنک کننده می توان تمام آب کولینگ تاور را با گرانش به تانک منتقل کرد. بنابراین تشت خشک بوده امکان یخ زدن آن وجود ندارد و تانک در داخل و محل گرم قرار دارد.
- برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان در حالت عادی بدون تانک مقداری از آب همیشه درون تشت و لوله ها باقی میماند که بعد از خاموش شدن برج خنک کننده دچار انجماد و یخ زدگی می شود. باید بعد از خاموش کردن دستگاه آب جبرانی برج خنک کن قطع شده و آب کل سیستم شامل برج خنک کن و لوله ها تخلیه شود تا امکان یخ زدن و ترکیدگی وجود نداشته باشد.
- اگر در حالتی که آب دورن تشت و لوله های برج خنک کننده قرار دارد و آب تخلیه نشود باید از سیستم پیمایش گرمایی الکتریکی در برج خنک کننده ( Electrical Heat Tracing ) بروی لوله ها و تشت دستگاه استفاده کرد تا امکان پایین آمدن دما بیش از ۴۰ درجه فارنهایت را ندهد. استفاده از هیتر های فلنجی در تشت هم از راه های دیگر بالا نگه داشتن دمای تشت برج خنک کننده می باشد ولی بروی دمای لوله ها کم اثر است و ممکن است دمای لوله ها پایین آمده و دچار یخ زدگی شود.
- برای نگهداری کولینگ تاور در زمستان در شرایط یخ زدگی پایدار نباید دستگاه به مدت چند روز و بدون نظارت زیر بار رود ، نظارت مداوم از جمله نکات مهم نگهداری برج خنک کننده در زمستان می باشد. حتما میزان دمای آب برج خنک کننده را در اتاق کنترل داشته باشید و هر چند ساعت به صورت فیزیکی از برج خنک کننده بازدید داشته باشید تا بخش های آن دچار یخ زدگی نشود.
- جلوگیری از پرتاب آب بیرون از برج خنک کننده زیرا هر سطحی را که خیس کند موجب یخ زدگی می شود.
- برخی یخ زدگی ها در شرایط یخبندان پایدار اجتناب ناپذیر است و تا زمانی که به عملکرد قطعات خسارت وارد نکند قابل تحمل است.
قیمت برج خنک کننده:
قیمت برج خنک کننده یا کولینگ تاور به پارامترهای مهمی از جمله موارد زیر بستگی دارد:
۱- الکترو موتور
۲- نوع رزین مصرفی
۳- تعدادلایه های مصرفی
۴- جنس پروانه
۵- نوع پکینگ
۶- جنس قطره گیر
ناب زیست؛ معتبر، خوشنام و باکیفیت در حوزه آب و فاضلاب
گروه صنعتی قدرتمند و خلاق ناب زیست (naabzist.com) و (naabzist.net) به پشتوانه متخصصین و مهندسین باتجربه، متبحر و کارآزموده، دنیایی از خدمات متنوع را در سطح اول حوزه آب و فاضلاب کشور فراهم نموده است و همواره سعی داشته تا با ارائه‌ی بهترین و باکیفیت ترین محصولاتی چون:
- انواع برج خنک کننده مدار باز، مداربسته و خشک
- سپتیک تانک
- لوله کاروگیت و پلی اتیلنی
- منهول پلی اتیلن
- پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی
- ازن ژنراتور و دیزل ژنراتور
- مخزن پلی اتیلنی تک و دوجداره
و ... تمامی تقاضاهای صاحبان صنایع سراسر کشور را برآورده نماید.
با همه‌ی اینها، مجموعه ناب زیست همواره تمامی مشتریان را به دریافت مشاوره حرفه ای و کسب اطلاعات تکمیلی دعوت مینماید؛ از همین رو میتوانید در هر ساعتی، با پشتیبانان و مشاوران زبده مجموعه ناب زیست تماس گرفته و پاسخ تکمیلی تمامی سوالات تخصصیتان را به بهترین شکل ممکن دریافت نمایید.
نظر شما