برج خنک کن چگونه عمل می کند
تاریخچه برج خنک کننده
کاربرد برج خنک کننده به قرن نوزدهم باز می گردد. زمانی که از موتور بخار استفاده می شده، برای این که بتوانند حرارت ایجاد شده را تبخیر و دفع نمایند کولینگ تاور ایجاد نمودند. ماشین های صنعتی اصولا در حین کار حرارت بسیار زیادی تولید می کنند و برای این که در عملکرد آنها اختلالی پیش بیاید باید دمای ایجاد شده در محیط ماشین های صنعتی کاهش یابد. «برج خنک‌کننده» (cooling tower) نوع خاصی از «مبدل حرارتی» (heat exchanger) است. برج خنک کننده وظیفه ی کاهش دما در محیط این ماشین های صنعتی را بر عهده دارد. قیمت کولینگ تاور در طول زمان با توجه به تکامل تجهیزات و کارایی دستگاه رشد داشته است.
برج خنک کن یا برج خنک کننده چیست؟
در یک جمله مختصر باید برج خنک کننده را منبع تولیدکننده آب خنک مورد نیاز در هر صنعتی دانست. آب سرد تولید شده توسط این منبع برودتی مجدداً انرژی اضافی تجهیزات را جذب و آن را به هوا انتقال می‌دهد. این فرآیند تبادلی یک سیکل تکراری است که دمای کاری ماشین‌آلات صنعتی را دائماً ثابت نگه می‌دارد. چگونگی عملکرد برج خنک کننده بر اساس تبخیر بوده که وابسته به نوع کولینگ تاور، نحوه کارکرد آن تفاوت دارد و با طرز متفاوتی آب را خنک می‌کند. برج های خنک کننده وسیله ایست که برای خنک کردن آب ایجاد شده و گرمایی که توسط کندانسور تولید می شود را به محیط آزاد منتقل می نماید. طرز کار برج های خنک کننده از طریق ارتباط بین آب و هوا صورت می‌پذیرد و نحوه تماس این دو سیال وجه تمایز نحوه کارکرد برجهای خنک کن است.
نحوه عملکرد فن در کولینگ تاور
اساس عملکرد فن ها در کولینگ تاور همانند یک مبدل حرارتی است؛ به این طریق که چرخش پره های فن، زمینه را برای انتقال حرارت میان هوا و قطره های آب در برج های خنک کننده فراهم می سازد. فن های نصب شده برای خنک سازی و انتقال حرارت، در بالاترین قسمت دستگاه قرار گرفته اند. فن نصب شده در کولینگ تاور به گردش جریان هوا در داخل برج کمک می کند؛ به این ترتیب، انتقال حرارت میان آب و هوا با بالاترین کیفیت انجام خواهد شد.
انواع برج خنک کن براساس مکش
براساس مکش برجهای خنک‌کن به صورت مکش طبیعی و مکش مکانیکی طراحی می‌شوند.
چگونگی کارکرد انواع برج های خنک کننده
1-مقایسه کارکرد انواع برج خنک کن بر اساس نوع جریان هوادهی
در این قیاس برجهای خنک کن به سه دسته اتمسفریک، جریان اجباری محوری و جریان القایی حلزونی تقسیم می شوند. برج های خنک کننده امروزه نسبت به نحوه چگونگی انجام کار خنک کاری آب توسط هوا به دسته بندی هوای اجباری و هوای طبیعی تقسیم می شوند. در واقع اگر یک کولینگ تاور با جریان طبیعی هوای اتمسفر محیط آب را سرد کند به آن اتمسفریک می گویند.
2-مقایسه کارکرد برج های خنک کننده بر اساس نوع زاویه جریان هوا
در این تمایز کولینگ تاورها با توجه به نوع نحوه برخورد هوا با آب به دو دسته کانترفلو و کراس فلو تقسیم می گردند. برجهای خنک کن کانترفلو که به آنها جریان مخالف نیز گفته می شود امروزه بیشترین کاربرد را در میان انواع این منبع برودتی پیدا کرده است.
3-مقایسه کارکرد انواع برج خنک کننده بر اساس نوع مدار گردشی آب
چنانچه قصد کنیم به طور خلاصه کولینگ تاورها را بر اساس طرز خنک کردن آب دسته بندی کنیم دو ساید مدار باز و مدار بسته را سریعاً می توان انتخاب کرد. برج های خنک کننده مدار بسته با تماس غیر مستقیم بین آب گرم با هوای خشک و سرد موجب کاهش دمای آب درون کویل می گردد.
مزایای انواع برج خنک کننده
در حقیقت انواع برج خنک کننده آنچنان دارای ویژگیها و مزایای قدرتمند و متنوعی هستند که مدتهاست همواره به انتخاب اول صاحبان صنایع جهان تبدیل شده اند. چه به لحاظ قیمت و تنوع در ساختار و چه به لحاظ مانایی و قدرت خنک سازی و افزایش راندمان، این تجهیزات بدون شک بی‌نظیرند و گوی رقابت را از دیگر تجهیزات خنک ساز ربوده اند.
در رابطه با مزایای این تجهیزات خنک سازی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
تنوع در ساختار:
برای انواع محیط های خشک، مرطوب و همینطور نیمه خشک و نیمه مرطوب، انواع دستگاه های خنک ساز «مدارباز»، «مداربسته» و همچنین «نیمه خشک و مرطوب یا هیبریدی» طراحی شده است. این دستگاه‌ها مطابق با هر یک از شرایط محیطی مذکور، اقدام به خنک سازی آب میکنند.
سازگار با تمامی اقلیمها:
برج خنک کننده ها در مدلهای مختلف مدار باز، مدار بسته و هیبریدی در دسترس هستند. بنابراین صاحبان صنایع می توانند بسته به شرایط متفاوت اقلیمی (دما، شرایط جوی متنوع و …) تاور مورد نظر خود را انتخاب نمایند.
تنوع قیمت:
به لحاظ تنوع قیمت برج خنک کننده، مطمئناَ با آرامش کامل دست کارفرمایان باز خواهد بود. چرا که در کنار تنوع ساختاری این دستگاه ها، عوامل مختلفی مانند ظرفیت تبرید، مارک قطعات، سیستم های بکار رفته و … نیز در قیمت نهایی برج خنک کننده موثر خواهد بود.
مقرون به صرفه:
اما در بحث تعیین قیمت نهایی، در مجموع می توان گفت که با توجه به ویژگیها و خدمات گسترده و طول عمر مناسب تاورهای خنک ساز، بطور کلی قیمت این دستگاه‌ها مقرون به صرفه می باشد.
صرفه جویی در مصرف آب:
خنک سازی دائمی آب بوسیله ی برج خنک کن، منجر به این مسئله میشود که آب مصرفی سرد شده، دوباره در پروسعه فعالیت صنعتی قرار گیرد. در نتیجه فشار و آسیب بسیار کمتری به شبکه تأمین آب کشور و سفره‌های زیرزمینی آب وارد می شود.
قدرتمند در عملیات خنک سازی:
برج خنک کننده ها قوی ترینند. بله! نتایج تمامی تحقیقات علمی و عملی نشان داده است که برجهای خنک ساز نسبت به تمامی دستگاه های دیگر، از قدرت خنک سازی بیشتری برخوردار هستند.
انواع برج خنک کن بر اساس ساختار
برج های خنک کننده از لحاظ مکانیزم انتقال حرارت به دو گروه برج های مرطوب (مدار باز) و برج های خشک(مداربسته)تقسیم می شوند.
الف) برج های مرطوب (مدار باز) Wet Cooling Tower
آب گرم از بالای برج با عبور از پکینگ ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن یا به صورت طبیعی وارد برج می شوند ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین می شود. مهمترین عیب این سیستم پاشیدن حرارت آب به اطراف و همچنین تبخیر بیش از حد آب می باشد.
ب) برج های خنک کن خشک (مدار بسته)
در مناطقی که به علت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کننده های خشک استفاده می گردد. در این دسته آب گرم (یا روغن) بجای عبور از پکینگ ها از لوله های پره دار که با هوای سرد در تماس می باشد عبور کرده و خنک میگردد. از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف می باشد. مکانیزم چرخش آبگرم (روغن) در این سیستم مانند مکانیزم عملکرد یونیت هیترها می باشد.
نشانی :
آرژانتین خیابان بیهقی خیابان هشتم شرقی پلاک ۳ طبقه دوم