برج خنک کننده
برج خنك كننده (Cooling Tower) از بخش هاي مهم و حياتي واحد هاي صنعتي، مجتمع هاي مسكوني، تجاري و اداري و … به شمار مي آيد. وظيفه اين تجهيزات، خنك كردن آبي است كه به خاطر حرارت توليد شده از تجهيزات واحدهاي صنعتي مانند نيروگاه ها، پالايشگاه ها، پتروشيمي ها و … گرم شده است. هدف اصلي برج خنك كننده كاهش دماي آب برگشتي با ايجاد يك فرايند تبخيري در كاربري كاهش دماي آب تا محدوده ي خاص به كار مي رود. اين دستگاه دماي اضافه آب را گرفته و به محيط هدايت مي كند. برج خنک کننده دستگاهي است كه به صورت استوانه اي يا مكعبي به دو صورت مدار باز و مدار بسته و دو چيدمان جريان مخالف و جريان متقاطع كار مي كند به طوري كه با گردش آب در برج خنك كننده، گرماي اضافه از سيال گرفته و به محيط منتقل مي شود.
کاربرد برج خنک کننده
كاربرد برج خنك كننده به اوايل قرن نوزده همزمان با شروع انقلاب صنعتي و اختراع دستگاه موتور بخار بر مي گردد. فرايند خنك كردن اين آب پيچيده و حساس مي باشد و همچنين براي هر واحد با توجه به حجم خنك كاري بايد از انواع مختلف برج هاي خنك كننده استفاده کرد. برج خنک کننده در واحدهای صنعتی، تجاری و مسکونی برای خنک کردن آبی که به خاطر حرارت تولید شده از تجهیزات مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، پتروشیمی ها و غیره گرم شده است، استفاده می شود. هدف اصلی برج خنک کننده کاهش دمای آب برگشتی با ایجاد یک فرایند تبخیری است. با گذراندن آب گرم شده از تجهیزات صنعتی از داخل برج خنک کننده، آب با استفاده از هوا خنک شده و به مجدداً به تجهیزات برگشت داده می شود. این دستگاه به عنوان یکی از اصلی‌ترین و مهم ترین تجهیزات در صنعت و تولید، به منظور کاهش هزینه های مربوط به نیروی کار و افزایش بازدهی در عملیات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
آب براي سردسازي و خنك نمودن تجهيزات در فرايند مورد استفاده قرار مي گيرد اما چگونه و در چه دستگاهي اين آب خنك مي گردد؟ اين عمليات در برج هاي خنك كننده انجام مي پذيرد. يك سيستم خنك كننده آب، به طور كلي شامل قسمت هاي متفاوتي مي باشد كه اجزا و نحوه عملكرد آن به شرح زير مي باشد.
١– حوضچه : محل جمع آوري آب خنك
٢– حوضچه مكش : محل جمع آوري و دخيره سازي آب مورد نياز جهت مكش پمپ ها
٣– پمپ هاي گردش آب در سيستم : اين پمپ ها وظيفه تامين انرژي لازم جهت ارسال آب خنك كننده به واحد هاي مصرف كننده و برگشت آب به سمت برج خنك كننده را بر عهده دارند
٤– سيستم تزريق مواد شيميايي : اين سيستم شامل تانك هاي دخيره مواد و پمپ هاي نزديكي محل نگهداري و تزريق مواد شيميايي كه طبق برنامه زمان بندي مشخص جهت اصلاح شيميايي آب به برج تزريق مي شود
٥– سيستم فيلتراسيون : جداسازي ذرات جامد و مواد خارجي آب
٦– مصرف كننده هاي آب خنك : ساير تجهيزات فرآيندي مثل مبدل ها و غیره كه از آب خنك كننده استفاده مي شود.
انواع برج خنک کننده
برج خنک کننده به دو صورت مدار باز و مدار بسته و با دو چیدمان جریان مخالف و جریان متقاطع عرضه می شود. بر اساس نوع جریان هوا نیز به دو دسته، برج‌های خنک کننده با جریان مستقیم و برج‌های خنک کننده با جریان متقابل تقسیم می شوند.
در برج خنک کننده با جریان مستقیم، هوای سرد و خشک از طریق شبکه لوله هایی که آب داغ در آنها جاری می شود عبور کرده و حرارت آب گرم را به خود می گیرد. این نوع برج خنک کننده در حجم کمتری نسبت به برج خنک کننده با جریان متقابل قرار می گیرد.
در برج خنک کننده با جریان متقابل، هوای سرد از طریق پایین برج خنک کننده و هوای گرم از طریق بالای برج خنک کننده عبور می کند و حرارت آب گرم را به خود می گیرد. این نوع برج خنک کننده در حجم بیشتری نسبت به برج خنک کننده با جریان مستقیم قرار می گیرد.
به علاوه، برج خنک کننده ها به صورت استوانه‌ای و مکعبی نیز ساخته می شوند که هر کدام از آنها برای کاربرد های خاصی طراحی شده‌اند. در کل، انواع برج خنک کننده شامل برج خنک کننده با جریان مستقیم، برج خنک کننده با جریان متقابل، برج خنک کننده مکعبی و استوانه‌ای می شوند. در ادامه به صورت کامل انواع برج های خنک کننده را معرفی می کنیم
برج خنك كن مدار باز
برج خنك كننده مدار باز يا open circuit cooling tower يك نوع مبدل حرارتي مي باشد كه براي كاهش دماي آب از تماس مستقيم هوا و آب استفاده مي كند. آب داغ به وسيله پمپ به بالاي برج خنك كن هدايت مي شود و توسط نازل هاي تعبيه شده در قسمت بالاي برج، به روي پكينگ ريخته شده تا آب به صورت يكنواخت پخش شده و سطح تماس بيشتري با هوا برقرار مي كند. از سمت پايين برج خنك كن توسط فن يا پروانه هواي خنك دميده مي شود تا با آب تماس مستقيم برقرار شود و دماي آب كاهش يابد. از مزاياي برج خنك كننده مدار باز مي توان به راندمان حرارتي بالا، هزينه سرمايه گذاري پايين، عملكرد بهتر در مناطق با رطوبت نسبي پايين اشاره كرد. همچنين معايب برج خنك كننده مدار باز نظير هزينه نگهداري بالا، توان مصرفي بالا، مصرف آب بيشتر، رسوب و گرفتگي بالا مخصوصا در مناطق با سختي آب بالا، آلودگي بالاي آب مي باشد.
برج خنك كن مدار بسته
برج خنك كننده مدار بسته يا closed cricuit cooling tower يك مبدل حرارتي مي باشد كه براي كاهش دماي آب از تماس غير مستقيم آب و هوا استفاده مي كند. آب در اين برج، درون كويل از جنس مس يا فولاد ضد زنگ به گردش مي آيد تا دماي آب كاهش يافته و خنك شود. از مزاياي برج خنك كننده مدار بسته مي توان به هزينه نگهداري پايين ( تنها نيازمند پاك سازي برج خنك كن)، توان مصرفي پايين، مصرف آب كم به دليل عدم تبخير آب در سيستم كويل، بدون آلودگي، عدم رسوب و گرفتگي، قابل استفاده در تمام مناطق كشور، امكان خنك كردن سيال هاي مختلف نظير روغن و اسيد اشاره كرد. همچنين معايب برج خنك كننده مدار بسته نظير افزايش هزينه بهره برداري، راندمان حرارتي پايين مي باشد.
برج خنك كننده هيبريدي
برج خنك كننده هيبريدي يا hybrid cooling tower از تركيب برج خنك كن خشك و تر مي باشد. معمولا قسمت خشك در بالاي دستگاه و قسمت تر در پايين دستگاه تعبيه مي شود. اين برج ها داراي ارتفاع بالاتري نسبت به انواع ديگر مي باشد و سيستم لوله كشي دقيقي دارد. به تركيب دو برج مدار باز و مدار بسته برج خنك كننده هيبريدي مي گويند. از مزاياي بسيار مهم اين نوع برج، مصرف آب بسيار پايين دستگاه مي باشد. عملكرد اين دستگاه به طوري مي باشد كه هنگام شب و يا زماني كه دماي هوا پايين است، به صورت خشك كار كرده و در زمان هايي كه دماي هوا بالا است، آب بر روي كويل پاشيده مي شود. برج خنك كننده هيبريدي تركيب مناسبي از دستگاه خنك كن خشك و تر مي باشد كه تاثير مهمي بر سلامت محيط زيست دارد. در اين برج ها با كاهش تبخير آب و در نتيجه كاهش خروج بخار را به هم اه دارد كه در مناطق سرد و زمستاني از يخ زدگي و آلودگي محيط جلوگيري مي كند.
انواع برج خنك كننده از نظر شكل ظاهر
برج خنك كننده استوانه اي يا گرد
بيشترين سفارش مشتريان برج خنك كننده گرد مي باشد چرا كه از نظر قيمت به صرفه ترين نوع برج خنك كننده مي باشد. داراي ظرفيت حرارتي ماكسيمم ١/٣٠٠ تن تبرين مي باشد. مزاياي برج خنك كننده گرد مي توان به استحكام بالا در برابر شرايط جوي نامناسب، قيمت مناسب، قابل استفاده در ظرفيت هاي پايين و بسيار بالا و كاهش مصرف انرژي مي توان اشاره كرد. و معايب برج خنك كننده استوانه اي يا گرد نظير قابليت رسوب پذيري بالا، تبادل حرارتي كم، ايجاد صدا، راندمان حرارتي پايين، داراي افت فشار زياد مي باشد.
برج خنك كننده مكعبي
شكل ظاهري اين برج به صورت مكعبي است و نسبت به برج گرد قيمت بالاتري دارد. داراي ظرفيت حرارتي ماكسيمم ١/٩٠٠ تن تبريد است. از مزاياي برج خنك كننده مكعبي مي توان به كاهش افت فشار آب به دليل پاشش آب، اشغال فضاي كم به دليل ارتفاع زياد، استفاده از پكينگ هاي سه لايه به جهت انتقال حرارت بيشتر، راندمان حرارتي بالا، راندمان مكانيكي بالا، قطره گير در بالاترين نقطه برج نصب مي شود، اشاره كرد. معايب برج خنك كننده مكعبي نظير قيمت نسبتا بالا، ارتفاع زياد برج مي باشد.
محاسبه ظرفيت برج خنك كننده
ظرفیت برج خنک کننده متفاوت می باشد و برای هر بخشی نیاز به اندازه و یا ظرفیت متناسب با آن باید دستگاهی مناسب طراحی بشود تا از هدر رفت انرژی جلوگیری بشود . برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده نیاز به دانستن چند پارامتر مهم اساسی است که در زیر به آن اشاره می نماییم.
١- دماي آب ورودي به برج خنك كننده
٢- دماي آب خروجي از برج خنك كننده ( دمای آب یا هوای مورد نیاز)
٣- دماي اشباع محيط مكاني كه برج خنك كننده نصب شده
٤- حجم آب در گردش برج خنك كننده
انواع برج خنك كننده از ديد عملكردي
– برج خنك كننده طبيعي : در اين برج ها در اثر تبخير آب دماي هوا بالا مي رود و به صورت طبيعي به سمت بالا مي رود.
– برج خنك كننده مكانيكي : به دو گروه دميدن اجباري و مكش اجباري تقسيم بندي مي شوند. در مدل دمیدن اجباري يك فن در پايين كولينگ تاور نصب شده تا هوا را به طور ناهم سو با آب تماس برقرار كند. در مدل مكش اجباري فن در بالاي برج نصب مي شود و هواي ورودي را به سمت بيرون انتقال مي دهد.
انواع برج خنك كننده از ديد عملكردي
–برج خنك كننده طبيعي : در اين برج ها در اثر تبخير آب دماي هوا بالا مي رود و به صورت طبيعي به سمت بالا مي رود.
–برج خنك كننده مكانيكي : به دو گروه دميدن اجباري و مكش اجباري تقسيم بندي مي شوند. در مدل دمیدن اجباري يك فن در پايين كولينگ تاور نصب شده تا هوا را به طور ناهم سو با آب تماس برقرار كند. در مدل مكش اجباري فن در بالاي برج نصب مي شود و هواي ورودي را به سمت بيرون انتقال مي دهد.
انواع برج خنك كننده از
نظر برخورد جريان آب با هواي ورودي
– برج خنك كننده با جريان هواي متقاطع : اين برج خنك كن از نوع مدار باز قلمداد مي شود. در اين سيستم، آب از بالاي برج به سمت پايين پرتاب مي شود و جريان هوا از طريق فن يا دمنده از قسمت پايين برج خنك كن به سمت آب براي خنك كردن دميده مي شود. از نظر ساختار اين برج ها به صورت مستعطيلي طراحي و ساخته مي شوند و جريان هوا از دو جهت به محفظه برج خنك كن هدايت مي شود.
– برج خنك كننده با جريان هواي مخالف : در اين برج خنك كننده جريان هوا مكيده مي شود و به صورت مخالف با جريان آب برخورد مي كند. يكي از محبوب ترين برج خنك كننده ها در بين مصرف كننده ها كولينگ تاور با جريان هواي مخالف مي باشد. عملكرد اين برج به اين صورت است كه آب از قسمت بالايي برج به سمت پايين پاشيده مي شود و هوا از قسمت پايين توسط فن، دميده مي شود. نتيجه برخورد بين هوا و آب، كاهش دماي آب مي باشد. كولينگ تاور جريان مخالف در دسته بندي برج هاي مدار باز قرار مي گيرند که از راندمان بسيار بالايي برخوردار است.
قيمت برج خنك كننده
قيمت برج خنك كننده به عوامل مختلفي نظير ظرفيت برج خنك كننده كه از ٤ تن تبريد تا ١٠ هزار تن تبريد قابل تغيير مي باشد، نوع سازه شامل مكعبي يا گرد، جنس بدنه ( فايبرگلاس، بتني، گالوانيزه، چوبي)، برند موتور آب، كيفيت قطعات، سيستم خنك كاري برج خنك كننده و … مي توان اشاره كرد. براي استعلام دقيق قيمت و محاسبه ظرفيت برج خنك كننده مي توانيد با كارشناسان گروه صنعتي دپوت تانك تماس حاصل فرماييد.
امتیاز شما به این مطلب :
محصولات مرتبط
