imenada شرکت ایمن داتیس آسیا

برج خنک کننده تا کولینگ تاور چیست؟

next-01
next 00

برج‌ خنک کننده (کولینگ تاور / Cooling Tower) چیست؟

کولینگ تاور یا برج خنک کننده، یک نوع مبدل انرژی است که وظیفه تولید آب خنک برای ماشین‌آلات صنعتی را برعهده دارد. این برج، به عنوان یک مبدل حرارتی بزرگ بین آب و هوا عمل می‌کند. هدف اصلی این برج، کاهش دمای آب برگشتی از تجهیزاتی نظیر چیلر، بویلر و کوره‌های ذوب فلزات است. با ایجاد یک فرآیند تبخیری، دمای آب به میزان مشخصی کاهش می‌یابد. این تجهیز با استفاده از مایعی مثل آب، حرارت اضافی ماشین‌آلات را جذب کرده و آن را به محیط مناسب هدایت می‌کند.

در برج خنک کننده، گرما از اجزای صنعتی جذب شده و توسط هوای خشک به بیرون منتقل می‌شود. به عبارت دیگر، این برج یک نوع تبادل‌کننده انرژی بین آب و هوا است. در کولینگ تاور، تماس و ارتباط بین دو سیال یعنی آب و هوا، باعث جابجایی انرژی گرمایی و کاهش دمای آب می‌شود. این فرآیند به شدت به شرایط اقلیم محل نصب برج خنک کننده وابسته بوده و دمای آب گرم در این تاور به شکل متغیری در محیط اطراف تنظیم می‌شود.

بسیاری از تجهیزات صنعتی و غیر صنعتی، در حین چرخه کاری خود به مرور زمان گرم می‌شوند. بخش کوچکی از این ماشین‌آلات یا تجهیزات، گرمای تولید شده را از طریق تبادل با هوای محیط به اطراف منتقل می‌کنند. بسیاری از این تجهیزات نیز از آب گردشی برای دفع گرمای اضافی خود استفاده می‌کنند. آب که گرمای این دستگاه‌ها را جذب کرده، دما آن افزایش یافته و به سمت مبدل‌های حرارتی هدایت می‌شود. به همین دلیل، آب سرد تولیدی توسط برج خنک‌کننده به طور کامل این انرژی گرمایی را دفع می‌کند.

کولینگ تاور - Cooling Tower، برج خنک کننده

عناوین اصلی

next 00

کاربرد برج‌ های خنک کننده

کاربری اول:
دفع گرمای دستگاه‌های صنعتی مختلف در تمامی فصول، اغلب ماشین‌آلات صنعتی همچون کوره‌های القایی و قوس، بویلرها و توربین‌ها، در دوره‌های کاری خود مقدار زیادی حرارت تولید می‌نمایند. برج خنک‌کننده با تکمیل این چرخه صنعتی، فرآیند جذب این انرژی حرارتی و دفع آن به محیط مطلوب را انجام می‌دهد. صنایع متنوعی از جمله توربین‌های گازی در پالایشگاه، کمپرسورهای هوا در نیروگاه و دیگ‌های بخار در صنایع مختلف از این تجهیز به عنوان یکی از اساسی‌ترین ابزارها برای دفع حرارت استفاده می‌کنند.

در این مدل کاربری، وظیفه اصلی برج خنک‌کننده استخراج انرژی گرمایشی از هوای بدون رطوبت محیط است. هوای خروجی از گلوی برج با افزودن نسبت رطوبت، باعث می‌شود تا هوای خروجی از برج به حالت اشباع درآید. این بخارات موجود در هوا به طور اصلی باعث تشکیل ابر و مه در بخش بالایی کولینگ تاور خواهد شد.

کاربری دوم:
در راستای افزایش یکتایی، بیشترین ساختمان‌های مسکونی، آپارتمان‌ها، ادارات، بانک‌ها و مراکز خرید با سیستم تهویه مرکزی مجهز هستند. در سیستم‌های سرمایش مرکزی، چیلرهای تراکمی یا جذبی برای خنک‌سازی هوای داخل استفاده می‌شوند. گرمای جذب شده از یک منطقه ساختمان توسط چیلر، باعث افزایش دمای مبرد (گاز کمپرسور) می‌شود.

آب سرد تولید شده از برج در بخش کندانسور چیلر افزایش دمای مبرد را جبران می‌کند. باید ذکر کرد که فقط چیلرهایی با کندانسور آبی از برج خنک‌کن در مدار کندانسور خود استفاده می‌نمایند. این نکته مهم را باید به یاد داشته باشیم که بیشتر چیلرهای تراکمی و جذبی دارای کندانسور آبی هستند.

next 00

ویژگی های برج‌ خنک کننده

انرژی حرارتی که در کولینگ تاورها به محیط اطراف دفع می‌شود، باعث خنک شدن سیال خنک‌کننده می‌گردد و از این جهت، برج خنک‌کننده را می‌توان به عنوان یک نوع سردکننده صنعتی دانست. انتقال انرژی در برج خنک‌کن به وسیله گرمای نهان تبخیر سیال خنک‌کن صورت می‌پذیرد، به همین دلیل درصد کمی از حجم سیال در گردش، تبخیر می‌شود و سپس به هوای محیط بیرونی منتقل می‌شود.

سیال خنک‌کننده باید در گردش خود در یک سیکل گرمازا و در عبور از برج خنک‌کننده، توانایی دریافت میزان قابل توجهی از انرژی را داشته باشد. در واقع، توانایی دریافت انرژی در سیال خنک‌کننده، تحت عنوان ظرفیت گرمایشی ویژه شناخته می‌شود که بهترین سیال در عملیات خنک‌کنندگی در یک چرخه صنعتی، آب است.

انتقال جرمی بخارات حاصل از تبخیر در برج خنک‌کننده در صورتی که سیال در گردش از نوع آب باشد، باعث افزایش رطوبت نسبی محیط اطراف و در نهایت تشکیل مه می‌شود. بنابراین همواره توصیه می‌شود که برج خنک‌کننده در محیط بیرونی نصب شود تا هوای داخل محیط به مرور زمان اشباع نشده و راندمان نهایی عملکرد برج با افت روبرو نشود.

ابعاد برج های خنک‌کننده در واقع عامل اصلی برای ایجاد سطح مبادله انرژی محسوب می‌شود.  هرچه برج خنک‌کن ابعاد بزرگتری داشته باشد، سطح مقطع بزرگتری نیز خواهد داشت که این مسئله در نهایت باعث انتقال حجم بیشتری از حرارت خواهد شد.

ابعاد و اندازه کولینگ تاور تأثیر مستقیمی بر ظرفیت سرمایی یا توان برودتی داردبه نوعی که برج‌های بزرگتر، ظرفیت بیشتری خواهند داشت. امروزه می‌توان در نیروگاه‌ها و همچنین  پالایشگاه‌ها و صنایع به راحتی از نمونه‌های بزرگ بتنی با سازه مستحکم برای خنک‌سازی حجم بسیار زیادی از آب در ساعت استفاده نمود. به عنوان مثال، در ابعاد تقریبی 100 در 100 متر، برج‌های خنک‌کننده غول پیکر در این صنایع به کار گرفته می‌شوند، در حالی که در ابعاد کوچکتر، برج‌های خنک‌کننده در صنایع مانند تزریق پلاستیک، گلاب‌گیری و عرق‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کولینگ تاور - Cooling Tower،برج خنک کننده
next 00

انواع کولینگ تاور از نظر جریان هوا

  • جریان طبیعی
  • جریان مکانیکی
  • جریان اجباری
  • جریان القایی
  • جریان مرکب
next 00

انواع کولینگ تاور از نظر جنس بدنه

  • هریک از مدل های معرفی شده امکان ساخت در جنس های زیر را دارند.

    • برج خنک کننده گالوانیزه: معمولا در ساخت برج های خنک کن بارانی از جنس گالوانیزه استفاده می شود که در مقابل آب و نور خورشید مقاومت بالایی ندارند.
    • برج خنک کننده فایبر گلاس: این مدل بیشتر در ساخت برج های متقاطع و آب گردانی استفاده می گردد که در مقابل گردش آب، تابش دائمی نور خورشیدو پرتو فرابنفش مقاومت بالایی دارند که به آنها برج خنک کن پرتوی نیز می گویند.
    • برج خنک کننده بتنی: کولینگ تاور بینی در ساخت برج های جریان طبیعی نیروگاهی کاربرد دارد.
    • برج خنک کننده چوبی: این مدل منسوخ شده است و دیگر از این جنس استفاده نمی شود.
next 00

برج خنک کننده جریان طبیعی

برج خنک‌کننده جریان طبیعی یا اتمسفری، بدون نیاز به پروانه، تماماً از اسپری کردن آب بهره می‌برد و برای به جریان انداختن هوا از هیچ قطعه‌ای استفاده نمی‌کند. در این نوع برج، آب فقط اسپری می‌شود و هوا به صورت طبیعی در داخل برج جریان پیدا می‌کند.

این برج‌ها به عنوان گزینه‌ای بسیار اقتصادی شناخته می‌شوند، اما عملکرد آن‌ها معمولاً پایدار نیست و به شدت تحت تأثیر باد و شرایط آب و هوایی قرار می‌گیرند. شکل کولینگ تاور اتمسفریک ساده نمایانگر این نوع برج است که آب از طریق نازل‌ها توزیع می‌شود و در همان حین، هوا به صورت طبیعی در داخل برج جریان پیدا می‌کند.

اجزاء  کولینگ تاور جریان طبیعی

  • سازه بتنی و فولادی
  • پکینگ
  • قطره گیر
  • سیستم توزیع آب
  • حوضچه آب
next 00

برج خنک کننده جریان مکانیکی

برج خنک‌کننده جریان مکانیکی متشکل  از یک یا چند پروانه است که  برای به جریان درآوردن هوا استفاده می‌نماید. این نوع دستگاه خنک‌کننده از عملکرد پایداری برخوردار است و کمتر تحت تأثیر باد و شرایط محیطی قرار می‌گیرد.

در این نوع برج خنک‌کننده، از فن به عنوان محرک برای ایجاد جریان هوا استفاده می‌شود. هوا با ورود از دو طرف دستگاه و توسط فن به سمت بالا هدایت می‌شود.

برج خنک‌کننده با جریان مکانیکی، از مزایای منحصر به فردی برخوردار است:

1. سازه بسیار کوچک: دارای ابعاد فیزیکی کوچکی است که امکان نصب و استفاده در فضاهای محدود را بهبود می‌بخشد.

2. اشغال فضای کم: به دلیل ابعاد کم، نیاز به فضای زیادی برای نصب و استقرار ندارد و امکان استفاده در مکان‌های محدود را فراهم می‌سازد.

3. راندمان و عملکرد بالا: با استفاده از جریان مکانیکی و ابزارهای پیشرفته، راندمان بالا و عملکرد بهینه را فراهم می‌کند که در تبدیل حرارت به آب خنک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4. پایداری نسبت به شرایط جوی: به دلیل طراحی منحصر به فرد و ویژگی‌های مکانیکی، پایداری و کارایی خود را در برابر تغییرات شرایط جوی حفظ می‌کند.

اجزای کولینگ تاور مکانیکی

  • الکتروموتور
  • پروانه
  • قطره گیر
  • پکینگ
  • سیستم توزیع آب
  • سازه
  • حوضچه آب
next 00

کولینگ تاور با جریان القایی

برج خنک‌کننده با جریان القایی از نوع جریان مکانیکی، به خصوص به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، از مزایای زیر برخوردار است:

1. دیزاین مبتکرانه: این کولینگ تاور با داشتن پروانه یا پروانه‌ها در بخش خروجی هوا، به خوبی از توربولانس و افزایش سرعت خروج هوا در ناحیه فن بهره می‌برد. این طراحی مبتکرانه سبب بهبود کارایی و عملکرد برج می‌شود.

2. جلوگیری از یخ زدن پروانه:  با قرار گرفتن  پروانه در قسمت خروجی هوای گرم، این برج از مشکل یخ زدن پروانه در فصول سرد جلوگیری می‌کند که این ویژگی، به دوام و عمر طولانی‌تر برج خنک‌کن کمک می‌کند.

3. عدم گردش مجدد هوا: در این نوع برج خنک‌کننده، عدم وجود گردش مجدد هوا اطمینان می‌بخشد که هوا تا حد ممکن به شکل جریان مستقیم از برج خارج می‌شود و از کارایی بهتری برخوردار است.

4. انطباق با ابعاد کوچک: این مدل‌ها به دلیل ابعاد کوچک خود، به راحتی در فضاهای محدود قابل نصب هستند و عملکرد مطلوبی را در فضاهای محدود به ارمغان می‌آورند.

next 00

کولینگ تاور جریان مرکب

برج خنک‌کننده جریان مرکب، یک ترکیب منحصر به فرد از انواع برج‌های خنک‌کننده است که در طراحی و کارکرد خود دارای ویژگی‌های استثنایی می‌باشد:

1. تطابق با کولینگ تاورهای جریان طبیعی: این برج خنک‌کننده با ظاهری شبیه به کولینگ تاور جریان طبیعی طراحی شده است، اما ارتقاع کمتری دارد. از پروانه‌ها برای به جریان انداختن هوا استفاده شده و این نکته از طراحی ابتکاری آن نمایان است.

2. کنترل هوشمند مصرف انرژی: طراحی برج خنک‌کن جریان مرکب به گونه‌ای است که در فصل‌های سرد، پروانه‌ها به طور خودکار می‌توانند خاموش شوند و تنها در شرایط گرمای بیشتر یا بار متفاوت، فن‌ها به کار بروند. این ویژگی به مصرف انرژی صرفه‌جویی بسیاری ایجاد می‌کند.

3. کاربرد انعطاف‌پذیر: برج خنک‌کننده جریان مرکب به دلیل قابلیت تنظیم سرعت پروانه‌ها و همچنین فن‌ها، از انعطاف بالایی در مدیریت دما و بار مصرف برخوردار است. در مواقع نیاز، می‌توان بهینه کردن دور پروانه‌ها و فن‌ها را انجام داد.

4. مدیریت هوا بدون ایجاد توربولانس:  استفاده  از پروانه‌ها در بخش خروجی هوا، جلوی ایجاد توربولانس را می‌گیرد و مدیریت هوا را بهبود می‌بخشد. این ویژگی موجب افزایش کارایی و عملکرد برج خنک‌کن می‌شود.

next 00

انواع برج خنک کننده بر اساس شکل ظاهری

براساس نوع شکل ظاهری و هندسه برج‌خنک‌کننده این تجهیز به انواع کولینگ تاور مکعبی، کولینگ تاور مدور(مخروطی) و کولینگ تاور شش ضلعی تقسیم می شود.

next 00

برج خنک کننده مکعبی

برج خنک‌کننده مکعبی (Cubic Cooling Tower)، یک ساختار با ظاهری منحصر به فرد است که به وسیله‌ی سیستم پاشش آب نازلهای ثابت و سیستم هوادهی مکش القایی عمل می‌کند. این نوع برج خنک‌کن به شکل یک مکعب طراحی شده است و به دلیل این طراحی منحصر به فرد و اشغال کم فضا، در صنعت و سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد زیادی دارد.

در برج خنک‌کننده مکعبی، آب از نازلهای ثابت پاشش داده می‌شود و به سطوح خنک‌کن منتقل می‌شود. در اینجا، آب با هوا در تماس قرار گرفته و حرارت آن به هوا منتقل می‌شود. سپس آب خنک شده به سیستم بازگشتی منتقل می‌شود. برج خنک‌کننده مکعبی به دلیل اینکه امکان تولید چندسلولی دارد و فضای کمی را اشغال می‌کند، به عنوان یک گزینه موثر برای خنک‌کن‌ها در محیط‌های محدود محسوب می‌شود. این ساختار با ادغام سیستم پاشش آب و هوادهی مکش القایی، به بهبود کارایی خنک‌کن و کاهش دمای آب کمک می‌کند.

برج خنک کننده مکعبی، برج خنک کننده
next 00

برج خنک کننده مدور یا مخروطی

برج‌خنک‌کننده مدور یا مخروطی یکی از رایج‌ترین انواع برج‌خنک‌کن با سیستم پاشش آب دوار و دایره‌ای است. این برج‌ها دارای ظاهری استوانه‌ای یا مدور هستند و در خنک‌کاری چیلرهای‌تراکمی در آپارتمان‌ها و سیستم‌های صنعتی با گردش آب کم بیشتر به‌کار می‌روند.

این نوع برج‌خنک‌کن با پاشش آب دوار و دایره‌ای به آب که از چیلر یا سایر سیستم‌های حرارتی به آن وارد می‌شود، اجازه می‌دهد تا در تماس با هوا خنک شده و سپس به دستگاه حرارتی برگردد. مدل مخروطی به دلیل استفاده در مکان‌هایی با گردش آب کم و نیاز به فضای کمتر، در برخی از سیستم‌های خنک‌کاری انتخاب شده است.

برج خنک کننده مدور یا مخروطی، برج خنک کننده
next 00

برج خنک کننده هگزانول یا شش ضلعی

این نوع از کولینگ‌تاور، یک برج خنک‌کن با عمر طراحی محدود، به شکل شش ضلعی ظاهر می‌شود که به دلیل مشکلات و معایب فراوان خود، به‌طور کامل از دسته تولیدات برج‌های خنک‌کن خارج شده است. عدم توزیع مناسب آب، ایجاد حفره‌های هوا در گوشه‌های شش گوشه و کارایی ضعیف از جمله علل اصلی این تصمیم به برکناری تولید این نوع برج خنک‌کن محسوب می‌شوند.

next 00

انواع برج خنک کننده براساس نوع متریال بدنه

کولینگ تاور ها  با توجه به نوع متریال و همچنین  ماده به کار رفته در بدنه به  کولینگ تاور فایبرگلاس ، کولینگ تاور بتنی و کولینگ تاور فلزی تقسیم بندی می شود.

next 00

برج خنک کننده فایبرگلاس

با توجه به رشد چشمگیر صنعت در چند دهه اخیر و نیاز روزافزون به منابع انرژی سرمایشی در صنایع، برج‌های خنک‌کنند بتنی و فلزی در دهه‌های گذشته نسبت به انواع خنک‌کننده فایبرگلاس، معایب گوناگونی را تجربه کرده‌اند. در ادامه به برخی از نقاط ضعف انواع برج‌های خنک‌کن در گذشته اشاره خواهیم کرد.

در فرآیند خنک‌کاری آب‌های صنعتی که شامل سختی بسیار بالایی است، برج‌های خنک‌کننده گالوانیزه با وجود املاح فراوان در آب، با مشکلاتی نظیر رسوب، گرفتگی، و پوسیدگی در بدنه مواجه بودند. از جمله ویژگی‌های بارز برج خنک‌کننده فایبرگلاس، عدم انجام خوردگی و پوسیدگی است و این مزیت به دلیل نوع خاص الیاف مورد استفاده، حصیری و سوزنی، همراه با رزین‌های پلی استر غیراشباع است که به برج خنک‌کن مقاومت و استحکام می‌بخشد. همچنین، اضافه شدن یک یا چند لایه رزین اپوکسی در جداره انتهایی برج، مقاومت بیشتری در برابر تأثیرات نور خورشید ارائه می‌دهد.

برج خنک‌کن فایبرگلاس به دلیل وزن کمتر، اتصالات پیچ و مهره‌ای که اجزای آن به صورت جداگانه و دقیق به یکدیگر متصل می‌شوند، امکان تعمیرات آسان را فراهم می‌سازد.

next 00

برج خنک کننده بتنی

یکی از انواع رایج برج‌های خنک‌کننده در صنعت، مخصوصاً در نیروگاه‌های حرارتی برای خنک‌کاری بخار توربین‌های گازی، برج‌خنک‌کننده بتنی با ساختار هذلولی (به شکل استوانه کمرباریک) است که در دو نوع جریان طبیعی و جریان القایی طراحی می‌شود. این نوع برج خنک‌کننده در حالت جریان طبیعی با نام برج‌خنک‌کن اتمسفریک نیز شناخته می‌شود.

استفاده از سازه‌های بتنی با ابعاد عظیم در ساختار برج‌های خنک‌کن، باعث ایجاد مشکلات متعددی شده است. امروزه، طراحان سیستم‌های خنک‌کاری اغلب از هیچ یک از انواعکولینگ تاور بتنی در پیشنهادات خود استفاده نمی‌کنند به دلیل مشکلات احتمالی.

next 00

برج خنک کننده گالوانیزه

در حال حاضر، به دلیل محدودیت‌های فضایی در برخی از کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی، برج‌های خنک‌کن گالوانیزه به طور گسترده‌تری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تمایل به استفاده از برج‌های خنک‌کن گالوانیزه به عوامل مختلفی برمی‌گردد و یکی از این عوامل، استفاده رایج از فن‌های حلزونی کم‌صدا در ساختار این نوع برج‌های خنک‌کن است.

 برای ایجاد تبرید لازم برای خنک‌کاری و دستیابی به راندمان بالا، از یک تا چهار فن گریزازمرکز در کولینگ تاور گالوانیزه استفاده می‌شود.

یکی از مزایای برج خنک‌کن گالوانیزه، ابعاد کوچک آن است که به ویژه در فضاهای محدود مزیت فراوانی دارد. با این حال، باید توجه داشت که با وجود مزایا، این نوع برج خنک‌کن دارای معایب زیادی نیز می‌باشد. یکی از بزرگترین معایب آن، ایجاد رسوب، خوردگی و رشد انواع میکروب‌های بیولوژیک در دیواره و داخل دستگاه است. همچنین، رسانا بودن فلز در مقابل نفوذ گرما نیز یک عیب اساسی است که در فصول گرم، تأثیر منفی بسزایی بر دمای خروجی کولینگ‌تاور خواهد داشت.

next 00

برج خنک کننده بر اساس نوع زاویه ورود جریان هوا

برج خنک‌کننده مدارباز با توجه به چگونگی ورود هوای‌تازه (Fresh Air) و زاویه بین جریان هوای‌مکشی با جریان آب ریزشی به دو دسته کولینگ‌تاور جریان‌ناهمسو (برج‌خنک‌کن جریان‌مخالف) و کولینگ تاور جریان عمود(برج خنک کن جریان متقاطع) تقسیم می‌شود.

next 00

برج خنک کننده جریان مخالف

برج خنک‌کننده کانترفلو یا جریان مخالف، یکی از انواع برج‌های خنک‌کن مدارباز است که جریان مکش یا دمش‌شده هوا در جهت مخالف جریان ریزش یا پاشش آب جریان دارد. این برج‌ها بر اساس شکل ظاهری به دو دسته مکعبی و مدور تقسیم‌بندی می‌شوند. این نوع برج خنک‌کن بیشتر در مناطقی با اقلیم گرم و خشک کاربرد دارد و در این مناطق بیشترین میزان افت دما و راندمان را ارائه می‌دهد.

با توجه به راندمان بالای این نوع برج‌های خنک‌کن در مناطق گرم و خشک، آنها در بسیاری از مناطق مرکزی کشور که دارای آب و هوای گرم و خشک هستند (مانند یزد، اصفهان، تهران، مشهد، اراک، زنجان، قزوین و غیره) به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند.

next 00

برج خنک کننده جریان متقاطع

برج خنک‌کننده کراس فلو یا جریان تقاطعی (Cross Flow)، یک طراحی خاص از کولینگ‌تاورها است که به نام “طرح ابارا” نیز شناخته می‌شود و توسط شرکت ابارا ژاپن توسعه یافته است. در این مدل از برج‌های خنک‌کن، جریان هوا با زاویه 90 درجه به جریان آب برخورد می‌کند و به صورت تقاطعی عمل می‌کند. این نوع برج خنک‌کن بیشتر در مناطق با اقلیم مرطوب و شرجی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در سالهای اخیر، برج‌های خنک‌کننده کراس فلو در مناطق صنعتی که دارای رطوبت زیادی هستند، استفاده گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. مناطقی مانند شمال و جنوب کشور که در نزدیکی دریا هستند و هوای آن‌ها دارای رطوبت زیادی است، از این نوع برج‌های خنک‌کن به شدت استقبال می‌کنند.

next 00

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده براساس نوع کاربری

برج خنک کاری آب بر اساس نوعی دستگاهی که خنک می‌کند در دو دسته کلی تقسیم می‌شود. اگر دستگاهی که کولینگ تاور وظیفه خنک کردن آن را برعهده دارد در سیستم های تهویه مطبوع(چیلر) باشد در این کاربری به آن برج‌خنک‌کن‌نده یا کولینگ تاور چیلر گفته می‌شود. اگر دستگاهی که کولینگ‌تاور وظیفه خنک‌کاری آن را برعهده دارد از سایر دستگاه‌ها در چرخه صنعت باشد به آن برج خنک کننده صنعتی گفته می‌شود.

next 00

برج خنک کننده چیلر

برج های خنک‌کننده چیلر، یکی از تجهیزات رایج در سیستم‌های تهویه ساختمان‌ها و خنک‌کاری چیلر محسوب می‌شود. چیلر یک نوع خنک‌کننده آب است که با ایجاد یک سیکل در یک سیال گازی (مبرد)، آب را خنک می‌کند. حالا، گرمایی که چیلر از مبرد دریافت می‌کند، باید توسط یک دستگاه دیگر به محیط بیرون منتقل شود.

برج خنک‌کن چیلر، منتقل‌کننده گرمای اضافی چیلر به محیط اطراف است و به آن نیز “برج خنک‌کن چیلر” گفته می‌شود. این برج آب سرد مدار کندانسور (مبدل خنک‌کاری مبرد) را تأمین کرده و گرما را توسط جریان مکانیکی هوا به بیرون هدایت می‌کند. بنابراین، برج خنک‌کن چیلر به عنوان یک برج خنک‌کن با جریان اجباری در نظر گرفته می‌شود.

next 00

برج خنک کننده صنعتی

برج خنک‌کننده صنعتی در فضای بیرون کارخانجات و کارگاه‌های صنعتی نصب می‌شود و آب سرد مورد نیاز دستگاه‌های صنعتی را تأمین می‌کند. برج خنک‌کننده در این حالت به عنوان یک آب سردکن بزرگ صنعتی محسوب می‌شود و به همین دلیل در صنعت به آن “برج خنک‌کن صنعتی” یا “سردکن صنعتی” گفته می‌شود.

دستگاه‌های گرمازا در کارخانجات سیمان، فولاد، نفت و پتروشیمی، و همچنین تمامی کارخانجات تولید مواد غذایی نیاز به خنک‌کاری دارند و برای تأمین آب خنک، از کولینگ‌تاور به عنوان منبع استفاده می‌کنند. با توجه به اهمیت این دستگاه در صنعت، هزینه‌های زیادی برای طراحی و تولید آن صرف می‌شود. به همین دلیل، توصیه می‌شود که در مورد نیازهای خنک‌کنی خود با شرکت‌های معتبری مانند دماگستر تماس بگیرید تا بهترین راهکارها و تجهیزات را برای نیازهای خاص شما پیدا کنید.

next 00

انواع برج خنک کننده براساس تعداد سلول

برج‌های خنک‌کننده بر اساس تعداد سلول‌ها به دو دسته کلی تک‌سلولی و چندسلولی تقسیم می‌شوند. تعداد سلول‌ها نقش مهمی در طراحی و عملکرد این تجهیزات ایفا می‌کند. دلیل اصلی طراحی برج‌های خنک‌کننده به صورت چندسلولی، کنترل مصرف انرژی بهتر و کاهش ابعاد دستگاه است. همچنین، این تجهیزات به صورت مونتاژ در کارخانه تولید می‌شوند که سبب کاهش هزینه‌های مونتاژ در محل پروژه می‌گردد.

در ظرفیت‌های بالاتر از 500 تن برودتی، برج‌های خنک‌کننده چندسلولی برای خنک سازی آب استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها با استفاده از تعداد بیشتری سلول به عنوان یک واحد یکپارچه عمل می‌کنند و از این رو، از مزایای کنترل بهتر و بهره‌وری بالاتر در مصرف انرژی برخوردارند.

next 00

انواع برج خنک کننده براساس تعداد سلول

برج‌های خنک‌کننده بر اساس تعداد سلول‌ها به دو دسته کلی تک‌سلولی و چندسلولی تقسیم می‌شوند. تعداد سلول‌ها نقش مهمی در طراحی و عملکرد این تجهیزات ایفا می‌کند. دلیل اصلی طراحی برج‌های خنک‌کننده به صورت چندسلولی، کنترل مصرف انرژی بهتر و کاهش ابعاد دستگاه است. همچنین، این تجهیزات به صورت مونتاژ در کارخانه تولید می‌شوند که سبب کاهش هزینه‌های مونتاژ در محل پروژه می‌گردد.

در ظرفیت‌های بالاتر از 500 تن برودتی، برج‌های خنک‌کننده چندسلولی برای خنک سازی آب استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها با استفاده از تعداد بیشتری سلول به عنوان یک واحد یکپارچه عمل می‌کنند و از این رو، از مزایای کنترل بهتر و بهره‌وری بالاتر در مصرف انرژی برخوردارند.

next 00

برج خنک کن تک سلولی

سیستم‌های خنک‌کننده تک‌سلولی به عنوان رایج‌ترین و پرکاربردترین انواع ارائه می‌شوند. بیشترین کاربرد برج‌های خنک‌کننده تک‌سلولی به ظرفیت‌های پایین‌تر از 500 تن برودتی مرتبط می‌شود. اگر ظرفیت برودتی مورد نظر به عددی بالاتر از 500 تن برودتی محاسبه شود، توصیه می‌شود از برج‌های خنک‌کننده چندسلولی ماژولار (به هم پیوسته) یا غیرماژولار (جدا از هم) استفاده کنید.

به عنوان یک نکته مهم، استفاده از برج‌های خنک‌کن غیرماژولار نیازمند فضای بیشتری برای نصب است. این نیاز به رعایت فاصله بین دو دستگاه برج خنک‌کنده در محل نصب است که فاصله استاندارد میان دو دستگاه برج خنک‌کننده تک‌سلولی عموماً دو برابر ارتفاع لوور یا کرکره مکش هوا در نظر گرفته می‌شود. این فاصله سبب افزایش فضای مورد نیاز برای نصب برج‌های خنک‌کنده به صورت چندسلولی غیرماژولار می‌شود.

next 00

برج خنک کننده چند سلولی

در ظرفیت‌های برودتی بالا که امکان تولید برج خنک‌کننده با ابعاد همگن با سطح مقطع مربعی وجود ندارد یا به دلیل افزایش عرض دستگاه و عدم امکان بارگیری از برج‌های خنک‌کننده چندسلولی استفاده می‌شود. استفاده از برج‌های خنک‌کننده چندسلولی منجر به کاهش هزینه‌های مونتاژ و هزینه‌های بارگیری و ارسال کالا می‌شود. علاوه بر این، استفاده از برج‌های خنک‌کن چندسلولی می‌تواند سبب افزایش کنترل بر میزان مصرف برق شود؛ به‌طور مثال، با خاموش کردن یک یا چندسلول در فصول سرد.

next 00

نحوه تعیین ظرفیت برج های خنک کننده

در این روزها، با افزایش علاقه مصرف‌کنندگان به سیستم‌های تهویه مرکزی، به ویژه چیلرها، انتخاب برج خنک‌کننده با ظرفیت مناسب به اهمیت زیادی دست یافته است. در صورتی که ظرفیت کولینگ تاور کمتر از ظرفیت مورد نیاز چیلر باشد، علاوه بر کاهش بازدهی سیستم سرمایش ساختمان، می‌تواند خسارات غیرقابل جبرانی در سیستم ایجاد کند. پیش از انتخاب و محاسبه ظرفیت برج خنک‌کن، نیاز است با چند پارامتر مهم در این زمینه آشنا شویم.

1. دبی آب در گردش: دبی آب در گردش به میزان آبی اشاره دارد که توسط پمپ در برج خنک‌کن به گردش در می‌آید. برای محاسبه دبی آب در گردش، سرعت آب را بر حسب متر در ثانیه در نظر گرفته و بین 2.5 تا 3 در نظر گرفته شده و سپس ضربدر سطح مقطع لوله ورودی آب به کولینگ تاور (بر حسب متر مربع) شده و دبی آب در گردش، برحسب متر مکعب در ثانیه به دست می‌آید.

2. منطقه جغرافیایی: یکی از موارد مهم در محاسبه فرمول ظرفیت برج خنک‌کن، منطقه جغرافیایی است. دما و رطوبت نسبی هوای منطقه‌ای که برج خنک‌کن در آن نصب می‌شود، حائز اهمیت است. برای محاسبه ظرفیت برج خنک‌کن، دمای هوای محیط و رطوبت نسبی آن مد نظر قرار می‌گیرد. هرچه دمای هوا بیشتر باشد، باید ظرفیت برج افزایش یابد تا اختلاف دمای مورد نیاز سیستم را فراهم کند. همچنین هر چه رطوبت محیط بیشتر باشد، ظرفیت بیشتری برای عمل تبخیر نیاز است.

3. اختلاف دما: این پارامتر نشان‌دهنده اختلاف دمای مورد نیاز سیستم است که باید توسط برج خنک‌کن ایجاد شود. این اختلاف دمای آبی است که از کندانسور وارد برج خنک‌کننده شده و سپس از آن خارج می‌شود. معمولاً مقدار استاندارد برای این اختلاف دما 10 درجه فارنهایت یا 5 درجه سانتیگراد است.

محاسبه ظرفیت حرارتی کولینگ تاور از طریق فرمول‌های مناسب و با در نظر گرفتن این پارامترها به دست می‌آید.

next 00

نکات تعیین ظرفیت برج خنک کننده

در حال حاضر با توجه به ضریب عملکرد متفاوت در برج‌های خنک‌کننده چیلرهای جذبی و تراکمی (که در چیلرهای جذبی ضریب عملکرد کمتر از 1 و در چیلرهای تراکمی نزدیک به 3 می‌باشد)، پس از محاسبات فوق، باید برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم، عدد به دست آمده را برای چیلرهای جذبی در 2 و برای برج خنک‌کننده چیلرهای تراکمی در 1.3 ضرب کنیم.

در انتخاب نوع برج خنک‌کن، موارد زیر باید در نظر گرفته شوند:

1. نوع برج خنک‌کننده: از کدام برج‌های خنک‌کننده، کروی یا مکعبی، می‌توان استفاده کرد؟

2. میزان هوادهی: برج‌های خنک‌کننده مکعبی از فن‌های قدرتمند با 6 و 8 پره استفاده می‌کنند که حداقل 50 درصد هوادهی بیشتری را فراهم می‌کنند. در مقابل، در برج‌های خنک‌کننده کروی از فن‌های ضعیف‌تر با 4 پره استفاده می‌شود.

3. اتلاف آب: اتلاف آب در برج‌های خنک‌کننده مکعبی به دلیل عدم وجود قطره‌گیر بیشتر است.

4. سیستم کاهش دور الکتروموتور: در برج‌های خنک‌کننده مکعبی برای انتقال قدرت از تسمه استفاده نمی‌شود که باعث افزایش عملکرد می‌شود و ریسک خرابی و پوسیدگی تسمه کاهش می‌یابد.

5. راندمان: در برج‌های خنک‌کننده مکعبی، سرعت جریان هوا معمولاً حداکثر 1.8 متر در ثانیه است در حالی که در برج‌های خنک‌کننده کروی به 3 متر در ثانیه می‌رسد.

6. توزیع آب: در برج‌های خنک‌کننده مکعبی از سیستم پاششی برای خنک‌کردن پکینگ‌ها استفاده می‌شود، در حالی که در برج‌های خنک‌کننده کروی ریزش بارانی آب بر پکینگ‌ها وجود دارد که باعث بهبود توزیع آب و کاهش مشکلات است.

7. بدنه: برج‌های خنک‌کننده مکعبی به علت یکپارچه بودن از حداکثر طراحی بدنه با اتصالات کم استفاده می‌کنند که باعث استحکام و دوام بیشتری می‌شود.

با توجه به تفاوت‌های مذکور، برج‌های خنک‌کننده مکعبی از برتری محسوس و قابل توجهی نسبت به برج‌های خنک‌کننده مخروطی برخوردارند. بنابراین، توصیه ما استفاده از برج‌های خنک‌کننده مکعبی است، با این حال نباید فراموش کرد که برج‌های خنک‌کننده مکعبی هزینه بیشتری نسبت به مخروطی دارند.

سوالات متداول

قیمت برج خنک کن همانند سایر دستگاه‌‌های صنعتی، به پارامترها و شاخصه‌‌های متعددی وابسته است. باید در نظر داشت که هزینه استفاده از کولینگ تاور، فقط هزینه مربوط به خرید آن نیست و هزینه‌ های جانبی دیگری از جمله هزینه طراحی و اجرای لوله‌ کشی، هزینه ساخت فوندانسیون، هزینه تأمین آب را شامل می‌ شود.

  • ذوب آهن
  • پالایشگاه
  • نیروگاه
  • نیروگاه با سیکل ترکیبی
  • کارخانه سیمان
  • توسعه معادن
  • کلیه سیستم های خنک سازی صنعتی
  • درایو دنده (گیربکسی) (Gearbox drive)
  • درایوهای تسمه و پولی (Belt drive)
  • درایو مستقیم یا کوپل مستقیم (Direct drive)
  • الکتروموتور های EC
پمپ های صنعتی، انواع پمپ، پمپ آبرسانی، بوستر پمپ آبرسانی، تجهیزات آتش نشانی، اطفا حریق آبی، انواع پمپ صنعتی، برج خنک کننده
مقاله پیشنهادی :
پمپ صنعتی، پمپ آبرسانی، ابرسانی، پمپ آتش نشانی، انواع پمپ صنعتی، پایپینگ، برج خنک کننده

شرکت ایمن داتیس آسیا با اتکا بر دانش روز، فعالیت مستمر و با همکاری نیروهای فوق تخصص، هم اینک در زمره شرکت های برتر بخش خصوصی در زمینه صنعت ایمنی و آتش نشانی شناخته می شود. این مجموعه همواره در تلاش است که به صورت مستمر و پویا در گسترش زیرساخت های ایمنی و آتش نشانی کشور عزیزمان ایران ایفای نقش نموده و در راستای تحقق اهدافی همچون توسعه و صنعتی سازی فناوری های نوین گام هایی بزرگ بردارد.

5 1 رای
امتیاز
اشتراک در
اطلاع از
نام نام خانوادگی
لطفا شماره تماس خود را وارد نمایید.
لطفا ایمیل خود را وارد نمایید.
0 دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
لطفا دیدگاه خود را با ما درمیان بگذارید.x