برج خنك كننده
نحوه كار برج خنك كننده بسيار ساده و قابل توضيح ميباشد. زيرا آنچنان پيچيده نميباشد. اما نحوه توليد و ساخت اين دستگاه بسيار بسيار پيچيده است. در بسياري از فرآيندها گرما از محيطي گرفته شده و به محيط ديگري دفع مي شود. براي مثال در سيستم يخچال خانگي لازم است گرمايي كه مبرد از محتويات داخل يخچال دريافت ميكند را به محيط بيرون يخچال بدهد. در بسياري از فرآيندهاي صنعتي نيز دفع گرما جزئي از چرخه ميباشد. در گذشته اين مهم با دفع حرارت به رودخانه‌ها محقق مي‌شد اما با پيشرفت علم و صنعت و توجه به عواقب زيست محيطي و افزايش هزينه آب مصرفي، روش‌هاي ديگري اتخاذ شد. يكي از راه‌هاي دفع گرما استفاده از برج خنك كننده (Cooling Tower) ميباشد. برج خنك كننده در تهويه مطبوع، پالايشگاه، نيروگاه، پتروشيمي و ... استفاده ميشود. برج‌هاي خنك كننده در انواع مختلف وظيفه انتقال گرما از سيال خنك شونده به سيال خنك كننده را دارند.
برج خنك كننده چيلر
چيلر دستگاهي است كه با گرفتن گرما، جريان آب را سرد ميكند. آب سرد شده براي كاربردهاي تهويه مطبوع، وارد دستگاه هواساز، فن‌كوئل و غيره شده و هواي سرد را به محيط اتاق تحويل مي‌دهد. در كاربرد صنعتي نيز، آب سرد شده توسط چيلر، براي سرد كردن ماشين آلات يا محصولات توليدي، استفاده ميشود. گرمايي كه گاز مبرد چيلر در دستگاه اواپراتور از آب گرفته و آن را سرد ميكند بايستي به محيط ديگر منتقل شود. اين انتقال گرما در كندانسور اتفاق افتاده و در كندانسور آبي، مبرد گرماي خود را به جريان آب ديگري انتقال مي‌دهد. اين جريان آب به برج خنك كننده منتقل شده و در آنجا گرماي خود را از دست داده و دوباره به كندانسور بر مي‌گردد. در كندانسور هوايي، برج خنك كننده استفاده نشده و مبرد در كندانسور با جريان هوا خنك مي‌گردد. برج خنك كننده چيلر از جنس فايبرگلاس يا فلزي (گالوانيزه) ساخته شده و عرضه مي‌گردد.
برج خنك كننده را بر اساس معيارهاي زير دسته بندي مي‌كنند:
نحوه اننقال حرارت
نوع جابجايي هوا
جريان هوا
در ادامه، هر كدام از اين دسته ها به صورت كلي توضيح داده ميشوند.
نحوه اننقال حرارت
انواع برج خنك كننده بر اساس نحوه انتقال حرارت عبارتند از:
برج خنك كننده تر يا مدار باز
ساختمان و نحوه انتقال حرارت در اين برجها در شكل زير ديده ميشود. سيال خنك شونده كه معمولا آب است به بالاي برج پمپاژ شده و از آنجا توسط پاشنده يا اسپرينكلر (Sprinkler) به پايين پاشيده ميشود. هوا بسته به نوع برج بصورت طبيعي يا توسط فن از پايين وارد برج خنك كننده شده و بالا ميرود. با تماس قطرات آب با جريان هوا گرما از اين قطرات به هوا دفع ميشود. علاوه بر اين به سبب وجود اختلاف فشار بخار، مقداري از آب نيز تبخير ميشود. بدين منظور گرماي نهان تبخير آب از هوا و قطرات آب جذب شده و سبب كاهش دماي آب ميشود. از معايب اين روش نيز هدر رفت آب در اثر تبخير ميباشد. آب جبراني (Makeup)، كمبود ناشي از تبخير آب را تامين ميكند. به سبب تبخير آب، غلظت مواد معدني در آب افزايش مي يابد. لذا بايد سيستم پيش تصفيه و سختيگير تعبيه شود.
برج خنك كننده تر با جريان اجباري هوا
برج خنك كننده مدار بسته
آب به بالاي برج پمپاژ شده و سيال خنك شونده در لوله هاي مبدلهاي حرارتي جاري است. پاشش آب روي اين لوله ها سبب كاهش دماي آن ميشود. مزيت اين روش عدم تماس سيال خنك شونده با محيط و آلودگي ميباشد.
برج خنك كننده خشك
در برج خنك كننده خشك، سيال خنك شونده در لوله هاي مبدلهاي حرارتي جاري است و عبور جريان هوا از روي اين لوله ها سبب كاهش دماي آن ميشود. برج خنك كننده خشك از نوع مدار بسته است كه انتقال حرارت فقط به سبب اختلاف دماي سيال خنك شونده و هوا و بصورت محسوس ميباشد.
برج خنك كننده هيبريد
برج خنك كننده مدار بستهاي كه امكان تغييرعملكرد آن از خشك به تر يا بالعكس وجود دارد هيبريد ناميده ميشود. مزيت اين روش امكان تغيير عملكرد به منظور صرفه جويي در هزينه و مصرف انرژي است.
نوع جابجايي هوا
به لحاظ جابجايي هوا دو نوع برج خنك كننده وجود دارد:
جابجايي طبيعي
هوا از پايين برج وارد شده و با افزايش دما چگالي آن كاهش مييابد و جاي خود را به هواي خنك سنگين تر داده و به سمت بالاي برج حركت ميكند. استاندارد ديواره هاي برج در اين نوع هذلولوي (هايپربوليك) ميباشد تا هم به لحاظ استحكام سازه و استفاده از مواد مورد نياز مطلوب باشد و همچنين اين كار باعث افزايش شتاب هوا به سمت بالا خواهد شد.
برج خنك كننده تر با جريان طبيعي هوا
جابجايي اجباري
در اين نوع از يك فن براي ايجاد جريان هوا در برج استفاده ميشود. اين فن ميتواند در بالاي برج به عنوان مكنده يا در پايين آن به عنوان دمنده نصب شود.
جريان هوا نسبت به جريان آب
جريان متقاطع
در برج خنك كننده با گردش متقاطع، آب بصورت عمودي و از بالا روي فينها جاري ميشود، در حالي كه هوا به صورت افقي نسبت به آب در حال ريزش جريان مييابد.
جريان معكوس
در اين نوع جريان هوا از پايين برج و به سمت بالا ميباشد و قطرات آب از بالاي برج به پايين پاشيده ميشوند.
برج خنك كننده با جريان متقاطع و معكوس هوا
اجزاي اصلي برج خنك كننده
سيستم توزيع آب
لوله ها، رايزر، پمپ سيركولاسيون، اسپرينكلر و نازلها از اجزاي اصلي سيستم توزيع آب ميباشند.
پكينگ يا فيلينگ خنك كننده
در داخل برج، پكينگ خنك كننده با افزايش سطح و همچنين زمان تماس بين هوا و آب ، سبب انتقال بهتر گرما ميشود. راندمان برج به نوع و ميزان سطوح خنك كننده بستگي دارد. دو نوع پكينگ خنك كننده وجود دارد كه ممكن است مورد استفاده قرار گيرد:
نوع فيلمي: باعث ميشود آب به شكل يك فيلم نازك روي سطوح پخش كننده جاري شود.
نوع پاششي: آب با برخورد به اين پركنندهها تبديل به قطرات ريزتري ميشود.
در گذشته سطوح خنك كننده از جنس پوشال، سفال يا بتن بودند اما امروزه از جنس پي وي سي، پلي اتيلن يا سراميك ساخته ميشوند.
پكينگ برج خنك كننده
فن يا دمنده
ميزان جريان هوا در برج خنك كننده كم ارتفاع و كوچك با جريان طبيعي در بيشتر موارد مطلوب نميباشد. در بسياري از كاربردها نيز فن يا دمنده ميتواند هواي مورد نياز را تامين كند. فنها در بالا يا پايين برج نصب ميشوند و به كمك الكتروموتور بصورت مستقيم يا همراه گيربكس چرخانده ميشوند.
قطره گير
مقداري از قطرات آب توسط بخار از بالاي برج خارج شده و در واقع هدر ميروند. با استفاده از تجهيزاتي كه قطره گير نام دارند ميزان آب اتلافي كمتر ميشود. با افزايش دماي هواي ورودي در برج خنك كننده، ميزان اتلاف نيز كاهش مييابد.
لوور
لوور برج خنك كننده به عنوان مانعي براي نور خورشيد، پاشش آب به بيرون و در عين حال عاملي براي بهبود و يكنواخت سازي جريان هواي ورودي به برج عمل ميكند. لوورها معمولا از جنس فايبرگلس يا پلي اتيلن ساخته ميشوند.
لوور برج خنك كننده
تعمير و نگهداري برج خنك كننده
توجه به تعميرات و نگه داري با حفظ جريان مناسب آب و هوا وهمچنين جلوگيري از خوردگي در برج خنك كننده ميتواند از افت كارايي و همچنين افزايش هزينهها جلوگيري كند. اين عمليات شامل موارد زير ميباشد:
بررسي تجهيزات پيش تصفيه آب مثل سختي گير
تميز كردن نازلها و اسپرينكلرها
تميز كردن سطوح خنك كننده و ديواره و زدودن خوردگي و آلودگيها
بررسي تجهيزات مكانيكي و الكتريكي اعم از پمپ، فن، تسمه، الكتروموتور و...
در كل برج خنك كننده امروزه نقش كليدي در تنظيم دماي صنعت به خود ايجاد كرده است به طوري كه حتي در ساختمان هاي مسكوني نيز گاهي از اين برج خنك كننده براي خنك كردن سيالات مختلف بكار گرفته ميشود. برج خنك كننده در حين ساده بودن روند كار اما بسيار پيچيده ميباشد كه شما عزيزان مي‌توانيد با مراجعه ب سايت https://613058554436b.site123.me/ اطلاعات كامل را در اين باره كسب كنيد.