برج خنک کننده

برج خنک کننده فایبرگلاس | کولینگ تاور

با توجه به اینکه اکثر مناطق ایران در ناحیه بیابانی و نیمه بیابانی واقع شده است، بنابراین استفاده بی رویه از آب جهت خنک کردن فرآیند با مشکل مواجه خواهد بود. از این رو استفاده از برج خنک کننده فایبرگلاس جهت خنک کردن آب خروجی از فرآیندهای مذکور باعث صرفه جویی قابل توجه در مصرف آب خواهد شد.

 برج خنک کننده فایبرگلاس فایبرگلاس دستگاهی است که بر اساس انتقال جرم بین دو فاز مایع و گاز و تبخیر بخشی از مایع که منجر به گرفتن انرژی قابل ملاحظه ای از جریان مایع می شود، کار می کند.


در واقع جریان هوای خشک در اثر عبور ازروی جریان آب، بخشی از آب را تبخیر کرده و باعث خنک شدن جریان آب می گردد.نظر به اینکه گرمای نهان تبخیر آب در مقایسه با ظرفیت گرمایی ویژه آن بسیار بالا می باشد، تبخیر بسیار ناچیز آب باعث سرمایش نسبتاً بالایی در جریان مایع می گردد( بعنوان مثال تبخیر 1 لیتر آب و ورود آن به جریان هوا می تواند باعث سرد کردن 10 درجه ای حدود 60 لیتر جریان آب گردد).

البته باید توجه داشت که پارامتر محدود کننده انتقال حرارت، رطوبت نسبی هوای ورودی می باشد. از نظر تئوری حداقل دمای قابل حصول برای آب خروجی از برج خنک کننده برابر دمای مرطوب هوای ورودی می باشد ولی در عمل معمولاً این اختلاف دما 2.5 تا 5 درجه سانتیگراد می باشد. دمای مرطوب هوای ورودی را می توان با پیچیدن یک پارچه مرطوب دور حباب دماسنج و دمیدن هوا با آن اندازه گیری کرد.

 

برج های خنک کننده به دو دسته تقسیم می شوند:

    برج خنک کننده فایبرگلاس مدار باز

    برج خنک کننده فایبرگلاس مدار بسته

    برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف (Counter flow ) سری X1

برج خنک کننده فایبرگلاس مدار باز

دراکثر مناطق ایران با توجه به شرایط آب و هوایی، امکان استفاده از این نوع برج ها وجود دارد. پایین بودن رطوبت نسبی هوای ورودی یا به اصطلاح خشک بودنهوا، تبخیر مناسب آب گرم و در نتیجه سرد شدن جریان آب ورودی به برج را میسر می سازد. این برج ها که در مقیاس تجاری و نیمه صنعتی به صورت مخروطی ودر مقیاس صنعتی به شکل مکعبی قابل اجرا می باشد، امروزه به طور چشم گیری مورد استفاده قرار می گیرد. در گدشته بدنه این برج ها از جنس آهن گالوانیزهساخته می شد. بدلیل مشکلات ناشی از خوردگی و عمر پایین و همچنین مشکلات ناشی از انتقال حرارت با محیط، فایبرگلاس جایگزین ورق گالوانیزه گردید. به منظور بالا بردن سطح انتقال جرم بین آب و هوا، از مدیای متراکم (پکینگ) به شکل لانه زنبوری که از جنس پلی اتیلن با استاندارهای صنایع غذایی (Food Grade) است، استفاده شد.

در برجهای مدار باز بدلیل تبخیر بخشی از آب و به منظور تامین آب تبخیر شده از یک جریان تامین کننده (Make Up) استفاده می شود. از طرف دیگر بدلیل افزایش سختی آب که ناشی از تبخیر بخشی از آن می باشد، در صورت لزوم باید از یک سختی گیر رزینی جهت جلوگیری از رسوب گرفتگی (Fouling) مدیای متراکم و سایر تجهیزات برج، استفاده کرد.

برج خنک کننده فایبرگلاس مدار بسته

 در صورتی که رطوبت نسبی هوای ورودی بالا باشد، راندمان برج خنک کننده فایبرگلاس کاهش قابل توجهی پیدا خواهد کرد. به منظور مرتفع کردن این مشکل استفاده از برج های خنک کننده مدار بسته مورد توجه خواهد بود. در بعضی از موارد نیز سیال خنک کننده آب نیست. در این صورت نیز اجباراً باید از برج خنک کننده مدار بسته استفاده نمود.

اساس کار این نوع برج ها، سرمایش تبخیری (Evaporative cooling) می باشد. در این برج ها سیال خنک کننده با دمای بالا وارد لوله های پره دار مبدل حرارتی برج خنک کننده فایبرگلاس می گردد. آب از بالای برج خنک کننده فایبرگلاس روی پره های مبدل اسپری می شود و هوا نیز از پایین برج خنک کننده فایبرگلاس دمیده می شود. در نتیجه این فرآیند، مقداری از آب با گرفتن دمای سیال مبرد، تبخیر شده و با توده هوای ورودی از بالای برج خنک کننده فایبرگلاس خارج می شود و باعث سرد شدن سیال مبرد می گردد.

برج خنک کننده فایبرگلاس تولیدی   از نظر نوع کاربری و شکل ظاهری به سه دسته تقسیم می شوند:

1-      برج خنک کننده فایبرگلاس مخروطی که ظرفیت حرارتی آنها حداکثر 1.250 تن تبرید است.

2-      برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی که ظرفیت حرارتی آنها حداکثر 1.800 تن تبرید است.

3-      برج خنک کننده فایبرگلاس صنعتی که برای ظرفتیهای بیش از 2.000 تن تبرید مورد استفاده قرار می گیرد.

بدنه همه برجهای خنک کنندهاز الیاف فایبرگلاس با رزین وارداتی کره جنوبی که از استحکام فوق العاده ای برخوردار است، ساخته شده است و برای مقاومت بیشتر در مقابل اشعه ماوراء بنفش(UV)دارای روکش مقاوم بوده که عمر قطعات را افزایش می دهد. پنل های بدنه برج خنک کننده بوسیله پیچ های از نوع گالوانیزه ضدزنگ به یکدیگر متصل می گردند.سطوح تبادل حرارت داخل برجخنک کننده، مدیای متراکم از جنس پی وی سی بسیار سبک با گرید مواد غذایی می باشد.

جریان در داخل برج خنک کننده بصورت متقابل (Counter Flow) بوده و بر اساس آخرین تکنولوژی روز دنیا ساخته شده است.  جریان هوا در داخل برج خنک کننده بوسیله یک فن محوری (Axial) برقرار می شود که نوع جریان از نوع اجباری می باشد ولی جریان آب به صورت ثقلی بر روی سطوح خنک کننده برقرار می شود.

الکتروموتور ساخت شرکت زیمنس و دارای کلاس حفاظتی IP55 و کلاس حرارتی F و دارای مقاومت بسیار زیاد در مقابل رطوبت می باشد.

کلیهفن های بکار رفته از نوع محوری و پروانه های توخالی از جنس آلومینیوم یا فایبرگلاس مقاوم بوده که بدلیل سبکی و بالانس بسیار مناسب، فاقد هرگونه لرزش و بسیار کم صدا می باشد. در صورت لزوم و بنا به درخواست، استفاده از فن های فایبرگلاس ایروفویل باعث کاهش فوق العاده صدای ایجاد شده خواهد شد.

سیستم توزیع آب از نوع پاششی (Sprinkler) بوده و طوری طراحی گردیده که حداقل افت فشار را بوجود می آورد، بنابراین هزینه تعمیرات و نگهداری آن بسیار پایین است.

قطعات فلزی مانند پایه ها و تکیه گاهها از جنس گالوانیزه داغ آبکاری شده و ضدزنگ می باشد.

استفاده از لوور (Louver) مانع از تراوش آب از قسمت چاهک به اطراف برج خنک کننده می شود و باعث کاهش اتلاف آب و نشت آب به فضای اطراف می گردد.

در برج خنک کننده مکعبی، حذف کننده قطرات رانشی (Drift Eliminator) جهت ممانعت از خروج آب با جریان هوا تعبیه شده است، ولی در برج خنک کننده مخروطی بدلیل افزایش افت فشار از نصب آن صرف نظر شده است.


برجهای خنک کننده بر مبنای جهت برخورد جریان آب گرم با هوای سرد به دو دسته تقسیم می‌شوند :

 

1 - برج خنک کننده فایبرگلاس با جریان هوای متقاطع
دراین نوع از برج خنک کننده فایبرگلاس، هوایی که از محیط بیرون از طریق لوورها وارد برج خنک کننده می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند.
 

    نحوه عملکرد کولینگ تاور و بررسی اجزای کندانسور

برج خنک کننده فایبرگلاس با جریان هوای مخالف
در این نوع از برجهای خنک کننده، جریان هوا مکیده شده از طریق لوورها، بصورت مخالف با جریان آب برخورد می‌کند.

 

    مقاله بهبود عملکرد سه برج خنک کن هلر با استفاده از تزریق دود و دیوارهای بادشکن در جهات وزش باد

 

 بدنه برج خنک کننده فایبرگلاس،از جنس فایبر گلاس با کیفیت بالا و ضخامت مناسب، و پکینگ ها از جنس PVC میباشند. فن برج خنک کننده فایبر گلاس نیز نوع ملخی بوده، و انتقال قدرت از الکتروموتور به فن توسط پولی، فلکه یا گیربکس انجام می گیرد. الکتروموتور مورد استفاده در برج خنک کننده فایبر گلاس، از مارکهای معتبر اروپای غربی و ترجیحا زیمنس آلمان  با درجه حفاظتی IP55 تهیه می شوند.

وزن برج خنک کننده فایبر گلاس ، حدود 20% برجهای فلزی بوده که برای نصب در بام ساختمانهای بزرگ و کوچک ایده آل می باشد. برج خنک کننده فایبرگلاس، با دو نوع کاربری صنعتی و تهویه مطبوع ساخته می شوند.
 امکان تولید برج فایبرگلاس،در تناژهای کمتر از 40 تن و بیشتر از 500 تن نیز وجود دارد. در صورت درخواست مشتری، تجهیزات اضافی مثل اینورتور و یا صداگیر نیز قابل نصب بر روی برج خنک کننده فایبرگلاس وجود دارد.

منبع : برج خنک کن فایبرگلاس