برج خنک کننده

 برج خنک کننده مداربسته دستگاهیست که در آن سیال خنک کننده با خنک شونده تماس مستقیم ندارد.در این نوع برج آب گرم در داخل یک کویل فلزی حرکت می کند و با کاهش سرعت آن زمان برای خنک کاری پیدا می کند.این نوع برج خنک کننده دارای محاسن و معایب بسیاری است. که در ادامه آن ها را شرح خواهیم داد.

مزایای برج خنک کننده مدار بسته

1. عدم کاهش کیفیت آب برج خنک کننده و افزایش رسوب آب به دلیل تبخیر
2. عدم تبخیر آب با توجه به بسته بودن سیکل
3. کاهش خرابی دستگاه ها به دلیل با کیفیت بودن آب خنک کاری

معایب برج خنک کننده مدار بسته

1. گران بودن این نوع برج نسبت به برج خنک کننده مدار باز
2. بازدهی کمتر دستگاه به دلیل خشک بودن آن
3. هزینه تعمیر و نگهداری بالا به دلیل وجود پمپ و کویل 

برج خنک کننده مدار بسته در محل هایی که امکان تامین آب به سختی وجود دارد کاربرد دارد.مصرف آب در برج خنک کننده مدار بسته صفر است زیرا سیکل بسته است و تبخیری وجود ندارد.کویلی که در این نوع برج استفاده می شود معمولا از جنس مس است.زیرا مس دارای ضریب انتقال بالایی است و به همین دلیل برای استفاده در کویل بسیار مناسب است.در برخی برج های خنک کننده مدار بسته برای بالابردن بازدهی از سیستم آبریز نیز بصورت کمکی استفاده می شود.این نوع برجخنک کننده ها به برج خنک کننده هیبریدی معروف هستند.در این برج ها آب بر روی یک لایه پکینگ ریخته می شود و پس از مقداری خنک شدن بر روی کویل ریخته می شود و با تبادل حرارتی بین آب و مس آب داخل کویل خنک می شود.کویل مدار بسته برج خنک کننده بسته به نوع طراحی دارای ردیف های متغیری است.

• کویل 4 ردیفه
• کویل 6 ردیفه
• کویل 8 ردیفه
• کویل 10 ردیفه
• کویل 12 ردیفه

ضخامت لوله ها نیز در میزان خنک کاری و تناژ تبرید و بازدهی دستگاه تاثیر گذار است.خرید برج خنک کننده مدار بسته مقداری سخت تر از مدار باز است.زیرا در برج خنک کننده مدار باز ابعاد برج تقریبا نشانگر میزان بازدهی آن است.ولی در برج خنک کننده مدار بسته پارامتر های بیشتری وجود دارد.در خرید برج خنک کننده مدار بسته برای مقایسه قیمت باید المان های زیادی را در نظر گرفت.میزان متراژ لوله مسی ، ضخامت لوله مسی ، تعداد ردیف های کویل و... در قیمت برج خنک کننده مدار بسته تاثیر گذار هستند.هرچه در یک دستگاه مقدار بیشتری لوله مسی کار شده باشد قیمت برج خنک کننده مدار بسته نیز افزایش می یابد.

 طراحی برج خنک کننده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.زیرا هرچه یک برج خنک کن با کیفیت ساخته شود اگر طراحی درستی در رابطه با ظرفیت آن انجام نشده باشد بی فایده است.در رابطه با طراحی برج خنک کن ما با آیتم های زیادی روبرو هستیم.گاها مشاهده می شود که نرم افزار هایی برای طراحی برج خنک کننده طراحی می شود.نرم افزار های طراحی کولینگ تاور بر اساس یک سری پارامتر ثابت مانند اختلاف دما و دبی آب ورودی ساخته می شوند.در صورتی که در طراحی برج خنک کن ما با بی شمار دیتا سر و کار داریم.از جمله پارامتر هایی که در طراحی برج خنک کن تاثیر دارند شامل : دمای ورودی ، دمای خروجی ، دبی آب ورودی ، دمای مرطوب یا دمای شبنم ، نوع سیال ، نوع دستگاه و سیستم و....هر کدام از مواردی که گفتیم تاثیری زیاد یا گاها کم در طراحی و عملکرد دستگاه برج خنک کننده دارند.نمی توان در طراحی برج فقط به یک پارامتر توجه کرد.

تاثیر دما درطراحی برج خنک کننده

طراحی برج خنک کننده معمولا توسط کارشناسان مکانیک سیالات انجام می شود.دمای ورودی و خروجی در طراحی کولینگ تاور نقش مهمی دارد.در مورد برج خنک کننده دو نکته را باید بدانید :

1. برج خنک کننده تا نزدیک به دمای مرطوب محیط می تواند آب را خنک کند.حدودا دو درجه بالاتر از دمای شبنم یا همان وت بالب (wet bulb)
2.  در هر سیکل گردش آب در داخل برج خنک کن آب می تواند بین 7 تا 9 درجه کاهش دما داشته باشد.پس در صورتی که اختلاف دمای ورودی و خروجی دستگاه بیش از 10 در جه است ظرفیت دستگاه نسبت به دبی آب افزایش پیدا خواهد کرد.
   

رعایت این دو نکته در طراحی کولینگ تاور صنعتی بسیار اهمیت دارد.گاها ما با افرادی مواجه می شویم که با دریافت اطلاعات غلط از شرکت های نامعتبر دچار سردر گمی شده اند. به طوری که مثلا انتظار دارند برج خنک کننده ای که در تهران کار می کند در فصل تابستان دمای آب را تا 22 درجه برساند در صورتی که وت بالب تهران 28 درجه است.این نکته نیز شایان ذکر است که وت بالب را ما با پیک گرمای مرداد در نظر می گیریم.

نوع سیال چه تاثیری در طراحی کولینگ تاور صنعتی دارد؟

تاثیری که نوع سیال بر طراحی ما دارد قابل چشم پوشی نیست زیرا ظریب تبادل حرارتی مواد مختلف با هم متفاوت است.ما با پارامتر هایی مانند ضریب تبادل حرارتی ، دمای نقطه جوش ، دمای تبخیر و... در برج خنک کن سر و کار داریم.سیالی که در داخل برج گردش می کند ممکن است روغن یا یک ماده شربتی یا الکل باشد.در مواردی که برج خنک کننده مدار بسته قرار است ساخته شود نوع سیال بسیار اهمیت دارد.اگر سیال نیازمند رعایت پروتکل بهداشتی داشته باشد باید حتما از کویل استیل استفاده نمود.

دبی آب ورودی و تاثیر آن در طراحی کولینگ تاور

هر چه دبی آب ورودی در برج خنک کننده بیشتر باشد نیاز به سطح تماس بیشتری برای خنک کاری آب داریم.پس در نتیجه باید از برج خنک کننده بزرگ تری نیز استفاده کنیم.در برج های خنک کننده مدار باز سطح تبادل حرارتی پکینگ ها هستند.این پکینگ ها که عمدتا از جنی پی وی سی هستند دارای سطح ویژه مشخصی هستند .هرچه ما برج خنک کننده بزرگتری داشته باشیم متراژ پکینگی که استفاده می کنیم نیز بیشتر می شود و در نتیجه برج راندمان بالاتری خواهد داشت و می تواند آب بیشتری را خنک کند.هرچه دبی آب بالاتر باشد نیاز به دستگاه بزرگتری داریم و در نهایت قیمت برج خنک کننده گران تر خواهد بود.

جهت طراحی اصولی و مهندسی برج خنک کننده مورد سفارش خود و خرید برج خنک کننده می توانید با کارشناسان شرکت هلدینگ صنایع برتر تماس حاصل نمایید.

برج خنک کننده مدار باز ساده ترین شکل از این دستگاه است.کمتر شرکتی وجود دارد که درتاسیسات خود حداقل یک دستگاه برج خنک کننده مدار باز نداشته باشد.برج های مدار باز جهت خنک کاری آب چیلر تراکمی بسیار کاربرد دارد.برای سیستم هایی که سیال خنک کننده آن آب است و نیاز نیست که حتما از آب مقطر در آن ها استفاده نمود برج خنک کننده مدار باز مناسب ترین گزینه است.

مکانیسم عملکرد برج خنک کننده مدارباز

مکانیسم عملکرد برج خنک کننده مدار باز بسیار ساده است و طی یک گردش کاملا طبیعی آب را خنک می کند.آب در این برج ها از قسمت بالای برج به سمت پایین شاور می شود و بر روی پکینگ ها که از جنس پی وی سی هستند و نقش خنک کننده را دارند ریخته می شود.پکینگ ها سطوحی شیار دار هستند که علاوه بر تبدیل آب به قطرات ریز سرعت آن را نیز کاهش می دهند.آب بر روی پکینگ ها می لغزد و به سمت پایین حرکت می کند.این اتفاق همراه با برخورد قطرات آب با هوا اتفاق می افتد.هوای خنک و تازه که از طریق فن به داخل دستگاه مکش می شود با آب برخورد کرده و آّ را خنک می کند.در همین حین مقداری از آب تبخیر می شود و این فرآیند گرماگیر قسمت مرکزی برج خنک کننده را کاملا خنک می کند.در نهایت باطی مسیر شیار های پکینگ آب خنک شده در قسمت تشتک برج خنک کننده مدار باز جمع می شود.در تصویر مکانیسم این دستگاه قابل مشاهده است.

انواع برج خنک کننده مدار باز

برج خنک کننده مدار باز از لحاظ شکل ظاهری به دو شکل مکعبی و مدور یا مخروطی تقسیم می شود.این دو برج به لحاظ ظاهری و نوع پخش کننده آب با هم متفاوت هستند در برج خنک کننده مخروطی یا باتل سیستم توزیع آب به صورت یک آب پخش کن مرکزی است. به این آب پخش کن مرکزی اسپرینگلر نیز می گویند که از جنس برنج یا آلومینیوم است .امروزه جهت ارزان شدن اسپرینگلر از جنس پلاستیک نیز تولید می شود.این سیستم توزیع آب موجب میگردد که دریفت آب به سمت خارج از برج خنک کن زیاد باشد و دستگاه بازدهی مناسبی نداشته باشد.ولی در برج خنک کننده مدار باز مکعبی از نازل های مربع پاش یا دایره پاش برای توزیع آب استفاده می شود.این نازل ها مانند دوش عمل کرده و آّ را بدون کوچکتری دریفت یا پرتابه بر روی پکینگ ها شاور می کنند.همین مسئله باعث می شود که هدر رفت آب در برج خنک کننده مدارباز مکعبی 50 درصد کمتر از نمونه مخروطی آن باشد.

تولید برج خنک کننده مدار باز

در بحث تولید برج خنک کننده مدار باز ما با آیتم های فراوانی سرو کار داریم. همانطور که می دانید برج خنک کن نیز مانند هر دستگاه صنعتی دیگر دارای اجزای مختلفی است.تعدادی از تجهیزات برج  در شرکت های تولید کننده برج خنک کننده تولید می شوند و بسیاری از این تجهیزات نیز از تولید کنندگان خریداری می شود. شرکت هلدینگ صنایع برتر در تولید برج های خنک کننده خود بدنه فایبر گلاس ، پروانه آلومینیوم یا فایبر گلاس ، پکینگ ها و استراکچر فلزی دستگاه را تولید می نماید.مابقی تجهیزات مانند نازل و الکتروموتور نیز خریداری می شود و بر روی دستگاه اسمبل می شود.بدنه برج خنک کننده مدار باز از چند لایه الیاف فایبر ساخته می شود این الیاف به صورت لایه لایه ب روی هم قرار می گیرند و ما بینشان رزین زده می شود. رزین باعث می شود که فایبر مقاومت بالای داشته باشد و همچنین آب به آن نفوذ نکند.

خرید برج خنک کننده مدار باز

برج خنک کننده مدار باز پر مصرف ترین نوع از کولینگ تاور های صنعتی است.خرید برج خنک کننده مدار باز معمولا توسط کارشناسان تاسیسات شرکت ها انجام می شود.این افراد معمولا اطلاعات خوبی در رابطه با کیفیت و آیتم های تاثیر گذار بر روی قیمت برج خنک کننده مدار باز دارند.هر چه یک دستگاه برج خنک کننده از متریال بهتری ساخته شده باشد مسلما گران تر خواهد بود.ولی بعضی مسائل در مورد برج خنک کننده و عوامل تاثیر گذار بر قیمت کولینگ تاور صنعتی وجود دارد که حتی کارشناسان نیز از تشخیص آن عاجزند.راه حل چیست؟

ما مناسب ترین راه حل برای خرید برج خنک کننده مدار باز را خرید از شرکت های معتبر  می دانیم.که به صورت گستره برج خنک کننده مدار باز تولید می کنند.فراموش نکنید هیچ گرانی بی علت و هیچ ارزانی بی حکمت نیست.برای خرید برج خنک کننده با قیمت پایین تر به کارگاه های کوچک که خدمات پس از فروش نمی توانند ارائه کنند مراجعه نکنید. 

 برج خنک کننده دستگاهیست که با استفاده از جریان هوای طبیعی یک سیال را خنک می کند.معمولا سیال خنک شونده در برج ها آب است.هر چه آب در گردش برج خنک کن بیشتر باشد ابعاد آن نیز افزایش می یابد.این دستگاه در جای جای صنعت به وفور کاربرد دارد.در هر نقطه از کشور که با تولید و کار سرو کار داشته باشیم تولید گرما نیز وجود دارد.اما این گرما که توسط دستگاه های تولیدی صنعتی و یا دستگاه های تهویه مطبوع مانند چیلر تولید می شود برای دستگاه ها زیان آور است.بدیهی است که مناسب ترین سیال برای خنک کاری دستگاه های صنعتی آب است.چون ارزان ، فراوان و پر بازده است.اما اگر بخواهیم در یک مجموعه صنعتی دستگاه ها را با آب خنک کنیم و سپس آب گرم شده را رهاسازی کنیم چه اتفاقی پیش می آید.اولا اینکه باید به منبع نامحدودی از آب متصل شویم و ثانیا اینکه آب گرم رها شده بسیار مضر برای طبیعت است.کما اینکه در گذشته همین امر اتفاق می افتاد و آب از یک طرف وارد چرخه تولید می د و از طرف دیگر با گرفتن گرما به سمت محیط زیست رها می شد.همین امر موجب تجمیع کارخانه ها در حاشیه رودخانه ها و منابع طبیعی آب مانند دریا می شد.ولی امروزه برج های خنک کننده خیال تمام صنعت گران را راحت کرده اند.به طوری که مشاهده می کنید کارخانه های تولید فولاد که به آن حجم عظیم از آب احتیاج دارند در دل بیابان و کویر ساخته می شوند.مانند کارخانه فولاد کویر فرآب یزد.ظهور تولید برج خنک کننده موجب این گردید که آب در یک سیکل بسته دستگاه های صنعتی را خنک کند و با گردش داخل کولینگ تاور - cooling tower - گرمای گرفته شده را به هوا منتقل کند و مجدادا خنک شده و آماده ورود به سیکل شود.

برج خنک کننده چگونه کار می کند؟

برج خنک کننده چگونه کار می کند و مکانیسم عملکرد آن چگونه است؟این سوالی است که ممکن است برای شما و تمامی خریداران برج خنک کننده پیش بیاید.زیرا برای خرید هر دستگاه صنعتی ابتدا باید از چگونگی عملکرد آن اطلاعات کسب نمود.آب گرم خروجی از دستگاه ها توسط پمپ به سمت بالای برج خنک کننده هدایت می شود.سپس آب به صورت متوازن توسط نازل ها و یا آب پخش کن در داخل دستگاه شاور می شود.آب شاور شده با پکینگ هایی که در داخل برج خنک کننده تعبیه شده اند برخورد می کن که با این کار دو اتفاق رخ می دهد:

1. سرعت حرکت آب به سمت پایین کاهش می یابد
2. سطح تماس آب با هوا به شدت افزایش می یابد
   

از طرفی فنی که در بالای برج خنک کننده وجود دارد با مکش هوا ، هوای تازه را از طریق لوورها به سمت بالای برج هدایت می کند.با برخورد هوا با قطرات آب مقداری از گرمای آب به هوا انتقال پیدا می کند.مقداری از آب به دلیل پدیده تبخیر سطحی تبخیر می شود.تبخیر سطحی یک واکنش گرماگیر است و موجب می گردد مرکز برج خنک کننده کاهش دما داشته باشد و آب بهتر خنک شود.در نهایت آبی گرمای خود را از دست داده است در قسمت تشتک برج خنک کننده که به BASIN  نیز معروف است جمع می شود.آّ خنک آماده است تا دستگاه صنعتی را خنک کند.مطمئنن ما در این سیستم که وضیح داده شد مقداری هدر رفت آب داریم.زمانی که فن هوا را به سمت بالا می کشد همراه با هوا قطرات آب نیز به سمت بالا حرکت می کنند.این پدیده که به دریفت DRIFT در برج خنک کننده معروف است.دو مشکل را بوجود می آورد 1- هدر رفت آب بیش از استاندارد جهانی CTI خواهد بود 2-در دراز مدت به مکانیسم فن آسیب های جدی وارد خواهد کرد.البته این مسئله در برج های استاندارد توسط قطره گیر برطرف می شود.قطره گیر در برج خنک کننده به صورت تله عمل می کند و قطرات حاصل از دریفت یا پرتابه در آن به دام افتاده و دوباره به داخل برج باز می گردند.در شکل زیر شماتیک کلی از عملکرد برج خنک کننده را مشاهده می کنید.

اجزای برج خنک کننده:

برج خنک کننده نیز مانند هر دستگاه صنعتی دیگری از اجزای مختلفی تشکیل می شود.اختلال در عملکرد هر کدام از این اجزا می توان در بازدهی و توان دستگاه تاثیر منفی بگذارد.هر چه کیفیت قسمت های مختلف یک برج خنک کن بهتر باشد مطمئنا کیفیت دستگاه بالاتر رفته و قیمت برج خنک کننده نیز افزایش می یابد.در ادامه بخش های مختلف برج خنک کننده را ذکر خواهیم کرد.

• بدنه
• تشتک BASIN
  
• نازل یا آبگردان
• پکینگ یا سطوح خنک کننده
• تنوره فن FAN STACK
• استراکچر نگهدارنده پکینگ
• مکانیسم فن که خود شامل الکتروموتور ، تسمه پولی و پروانه فن می باشد
• اتصالات ورودی و خروجی
• قطره گیر
  

برج خنک کننده فایبرگلاس

در برج خنک کننده فایبرگلاس که به برج خنک کننده FRP معروف است.قسمت های تشتک ، بدنه و فن استک از الیاف فایبر و رزین ساخته می شود.الیاف فایبر به صورت لایه لایه بر روی هم قرار می گیرند و لابه لای آن ها رزین زده می شود.بهترین نوع رزین برای برج های خنک کننده رزین ایزوفتالیک است زیرا دارای انعطاف و مقاومت مناسبی هستند.از طرفی باید یک یا چند لایه اپوکسی براق بر روی برج خنک کننده زده شود تا بدنه خاصیت آنتی یووی پیدا کند.برج خنک کننده معمولا در فضای آزاد قرار می گیرد و به همین دلیل باید در برابر گرد و قبار و باران های اسیدی و اشعه آفتاب مقاوم باشد.داخل برج خنک کننده که در ارتباط با آب است حتما باید دو یا سه لایه ژلکت با رزین ونیل استر زده شود.این رزین در مقابل نفوذ آب بسیار مقاوم بود و استحکام بالایی دارد ولی به شدت گران است.

قیمت برج خنک کننده

قیمت برج خنک کننده همانطور که دربالا نیز گفته شد به متریال و کیفیت استفاده شده در ساخت دستگاه بستگی دارد.هرچه دستگاه از متریال مرغوب تری ساخته شود طبیعتا قیمت بالاتری نیز خواهد داشت.البته ناگفته نماند که ظرفیت برج خنک کننده نیز در تعیین قیمت آن نقش مهمی را ایفا می کند زیرا هرچه برج خنک کننده دارای ظرفیت بالاتری باشد مطمئنن بزرگتر خواهد بود.متریال بیشتری در آن به کار می رود و قیمت برج خنک کن نیز افزایش می یابد.