مقدمه :
برج خنک کننده یک مبدل حرارتی ویژه است که در آن هوا و آب به منظور کاهش دمای آب در تماس مستقیم با یکدیگر قرار می گیرند. برج های خنک کننده در کنار چیلرهای تراکمی آبی و چیلرهای جذبی، تشکیل یک سیکل را می دهند که به کمک این دستگاه ها، گرمای آب در گردش سیستم چیلر و فن کویل، به وسیله آبی که در برج خنک کننده در جریان است، گرفته می شود. در واقع هر چیلر تراکمی با کندانسور آبی و چیلرهای جذبی نیاز به نصب این دستگاه دارند. برج های خنک کننده انواعی دارند که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارد.
در ادامه با قطعات اصلی تشکیل دهنده، نحوه عملکرد، و همچنین انواع برج خنک کننده آشنا می شویم:
اجزای اصلی برج خنک کننده چیست؟
۱-اسکلت و بدنه برج:
بدنه این دستگاهها می تواند از جنس های مختلفی تولید شده باشد.
متداولترین نوع آن ها با بدنه گالوانیزه و یا از جنس فایبرگلاس می باشند.
وظیفه این اسکلت و بدنه تحمل تجهیزات و قطعات دستگاه و البته تحمل سازگاری با محیط بیرون می باشد.
۲-الکتروموتور فن ها:
وظیفه مکش هوا به داخل برج و عبور آن از روی آب را دارد.
فن ها می توانند از جنس های مختلف و با تکنولوژی مختلف ساخته شوند.
فن ها معمولا از جنس آلومینیوم، فیبرهای تقویت شده با پلاستیک FPR ، گالوانیزه و … می باشند. پ
پروانه های ساخته شده از FPR به دلیل سبکی به کاهش مصرف انرژی نیز کمک می کنند.
با تغییر زاویه تیغه های فن می توان حجم هوای ورودی به برج را کنترل کرد.
3- پکینگ یا فیلر:
این قطعات در واقع محل در کنار هم قرار گرفتن آب و هوا در برج می باشند که انتقال حرارت بین دو سیال در این قطعات انجام می شود. پ
انواع زیادی از پکینگ ها تولید می شوند که می توان از نوع اسپلش یا فیلمی نام برد.
هرچه سطح تبادل حرارت در این قطعات بیشتر باشد راندمان دستگاه بالاتر می رود، پس شکل این قطعات باید به نحوی باشد که در فضای کم سطح انتقال زیادی داشته باشد.
متداولترین سطوح انتقال حرارت در برج ها، سطوح خنک کننده لانه زنبوری با جنس pvc می باشد.
4- قطره گیر:
به دلیل پاشش آب توسط نازل و وجود قطره های سبک در آن، این آب می تواند توسط هوای عبوری به بیرون منتقل شود و درواقع باعث هدر رفت آب گردد. برای جلوگیری از هدر رفت آب به صورت قطرات همراه هوا، می توان از قطره گیر در بالای نازل های توزیع کننده آب استفاده کرد.
قطره گیرهای لانه زنبوری و تیغه ای دو نوع متداول مورد استفاده در این دستگاهها هستند.
5- لوور:
لوور وظیفه توزیع مناسب و یکنواخت هوا به داخل پکینگ ها و حفظ گردش آب داخل برج را برعهده دارد.
این قطعات در بخش مکش هوا به داخل برج خنک کننده نصب می شوند و معمولا از جنس پی وی سی یا پلی اتیلن می باشند.
6- سیستم‌توزیع آب :
شامل تمامی قطعاتی که در سیستم انتقال آب فعال هستند از جمله لوله کشی ها، رایزرها اتصالات پمپ آب پخش کن و نازل ها، حوضچه آب سرد و…می شود.
حوضچه آب سرد وظیفه جمع آوری آب خنک در کف برج را بر عهده دارد.
برج خنک کننده چگونه کار می کند؟
انواع زیادی از برج های خنک کننده وجود دارند اما اصول کار همه آن ها تقریبا یکسان است. اکثر این برج ها از طریق سرمایش تبخیری کار می کنند.
سرمایش تبخیری چیست؟
سرمایش تبخیری فرایندی است که در آن آب گرم حاصل از یک فرایند صنعتی به بالای برج خنک کننده که سیستم توزیع و پاشش در آن است، پمپ می شود. پس از آن آب توسط نازل ها بر روی پرکن ها پاشیده می‌شود. همزمان هوا از طریق دریچه های ورودی هوا به داخل برج کشیده شده و باعث تبخیر جزئی آب می شود. تبخیر باعث خنک شدن آب می شود. سپس هوای گرم شده از برج خارج می شود.
برج خنک کننده چگونه آب را خنک می کند؟
در جریان تماس آب و هوا ، حجم کمی از آب تبخیر می شود و باعث کاهش دمای آب در گردش از طریق برج خنک کننده می گردد. آب از طریق نازل ها به روی قطعاتی به نام پرکن اسپری می شود. این کار با کاهش سرعت جریان آب و افزایش سطح انتقال حرارت بین آب و هوا می شود. زمانی که آب درون برج خنک کننده پاشیده می شود، در مجاورت هوایی که توسط یک الکتروموتور و فن ، درون برج به گردش درآمده، قرار می گیرد. هنگامی که این دو سیال به یکدیگر می رسند، مقداری از آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن می گردد.
پس از آن آب خنک شده که در کف برج خنک کننده جمع آوری شده به سمت کندانسورهای تهویه مطبوع یا مصرف اصلی پمپ می شود و پس از گرم شدن در آن ها دوباره به برج برمی گردد.
نحوه عملکرد یک نوع از برج خنک کننده
به دلیل عملیات تبخیری در برج معمولا ذرات و مواد معدنی موجود درآب پس از مدتی افزایش می یابد که این موضوع باید مورد توجه قرار بگیرد و برای این امر حتما میبایست از سختی گیر در مسیر آب استفاده کرد تا از مشکلات ثانویه پیشگیری به عمل آورد.
انواع برج خنک کننده چیست؟
برج های خنک کننده را می توان به چند نوع دسته بندی کرد. ما در اینجا به دو دسته بندی مختلف از این دستگاه ها می پردازیم.
دسته اول این دستگاهها را از نظر جهت مجاورت آب و هوا و در دسته دوم برج ها را از نظر نوع عملکرد معرفی می کنیم:
1- انواع برج ها از نظر جهت آب و هوا :
الف) جریان متقاطع (Cross-Flow):
در این دستگاه ها آب به طور عمودی و هوا به صورت افقی با یکدیگر تماس پیدا می کنند. در واقع جهت برخورد این دو سیال با یکدیگر به صورت متقاطع یا عمود بر هم می باشد. آب توسط نیروی جاذبه زمین به سمت پایین ریخته می شود و در جریان تماس با هوا خنک می شود.
ب) جریان ناهمسو (Counter-Flow):
در این دستگاه ها جهت جریان آب و هوا دقیقا مخالف همدیگر می باشد.
در این نوع برج ها آب از بالا به پایین و هوا از پایین به بالای برج عبور داده می شوند. در حین این مجاورت و تماس، آب خنک شده و هوای گرم شده از سیستم خارج می گردد.
2- انواع برج خنک کننده از لحاظ عملکرد:
الف) مدارباز:
در این دستگاه ها آب و هوا به روشی که ذکر شد بدون واسطه در تماس با یکدیگر قرار می گیرند.
آب توسط نازل ها اسپری و هوا از طریق فن ها به داخل کشیده می شود و در جریان این تماس آب خنک می گردد.
بزرگترین مشکل این نوع عملکرد هدررفت زیاد آب می باشد.
ب) مدار بسته:
در این نوع دستگاه ها آب مستقیما با هوا تماس پیدا نمی کند و از طریق یک کویل با هوای عبوری در تماس است.
آب درون یک کویل در گردش است و هوا توسط فن مکنده از روی کویل عبور داده می شود.
انتقال حرارت از روی سطح کویل انجام می شود و هدر رفت آب به حداقل می رسد.
ج) هیبریدی:
در واقع از ادغام دو عملکرد مدار بسته و مدار بسته می توان برج خنک کننده هیبریدی ساخت.
در این دستگاه ها آب داخل کویل جریان دارد و بر روی کویل ها به جای جریان هوا، آب پاشش می شود.
البته در مواردی که به ظرفیت کمتری نیاز است می تواند مانند حالت های قبل هوا از روی کویل عبور داده شود و اصطلاحا دستگاه خشک کار کند.
جمع بندی:
برج های خنک کننده جز دستگاه های متداول در صنعت تهویه مطبوع و در کنار چیلرهای تراکمی با کندانسور آبی و چیلرهای جذبی می باشند.
البته امروزه با توجه به کاهش منابع آب در کشور و سیستم تبخیری این دستگاه ها استفاده از چیلرهای تراکمی هواخنک در پروژه ها بیشتر شده است. با این وجود برج های خنک کننده هنوز هم با تکنولوژی متفاوت ساخته و مورد استفاده قرار می گیرند. جنس و نوع برج خنک کننده و همچنین محاسبات مربوط به ظرفیت آن ها متناسب با نیاز پروژه باید همواره مورد توجه خریداران قرار بگیرد تا از تحمیل هزینه های اضافی به پروژه و همچنین مصرف انرژی زیاد جلوگیری به عمل بیاید.
Trackbacks & Pingbacks
[…] برج خنک کننده چیست؟ […]
Leave a Reply
Want to join the discussion?Feel free to contribute!