سفارش تبلیغ
صبا ویژن

تولید و ساخت انواع برج خنک کننده

 

 برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده یا برج خنک کن همانطور که از اسمش معلوم هست یک مبدل حرارتی است که از آن برای دفع گرمای تولید شده درمحیط و خنک کردن محیط استفاده می‌شود . از کاربردهای مهمی که این وسیله دارد ؛ یکی در صنایع بزرگ برای خنک کاری صنایع پتروشیمی ، پالایشگاهی ، نیروگاهی ، فولاد و کارخانجات تزریق پلاستیک بوده و دیگری دفع حرارت سیستم های سرمایشی مربوط به مجتمع های مسکونی ، تجاری و ورزشی می‌باشد .    

در سیستم های تهویه مطبوع از برج های خنک کننده برای از بین بردن گرمای ساختمان استفاده می شود . بخش زیادی از خنک کردن یک جریان آب با استفاده از تبخیر آب انجام می‌شود .  

اندازه و طراحی برج های خنک کننده با توجه به بار برودتی ساختمان متفاوت است . بار برودتی با توجه به اندازه ساختمانی که باید از آن گرما دفع شود ، تعیین می شود . عامل دیگری که بر طراحی این محصول تأثیر می گذارد رطوبت نسبی هوا است . این با توجه به موقعیت جغرافیایی ساختمان تعیین می شود . این رطوبت نسبی در شهرهای مختلف تفاوت دارد . مثلا در یزد بسیار کمتر از شهر بندر انزلی است . در اینجا راجع به برج های خنک کننده جریان متقاطع که در محیطهای شرجی کاربرد فراوانی دارد توضیحاتی ارائه می نماییم .

برج خنک کننده جریان متقاطع

در برج خنک کننده جریان متقاطع یا کولینگ تاور  Cross Flow سیال ورودی

 (Hot water) از طریق مبدل های صنعتی یا کندانسورها گرم شده است . 

در این قسمت آب گرم ، از بالای دستگاه داخل حوضچه هایی به نام تشت ریخته شده که این تشت‌ها دارای سوراخ‌هایی در کف می‌باشندکه توسط این سوراخ‌ها سیال بر روی سطوح تبخیر پاشیده می شوند .
جریان هوا تحت تاثیر الکتروموتوراز لوورهای کناری دستگاه بصورت افقی وارد برج خنک کننده شده و عامل تبخیر سطحی و خنک شدن قطرات آب حاصل می‌شود .

در برج خنک کننده Cross Flow به دلیل آنکه آب و هوا بصورت صلیبی با یکدیگر برخورد می‌کنند به این نام معروف می‌باشند .

سطح تماس آب با هوا در این نوع پکینگ‌ها بسیار زیاد بوده و حتی در زمانی که تبخیر نیز نیاز نیست ، پرت آب در این دستگاه‌ها بسیار مشهود است .

برج خنک‌کن جریان متقاطع برای اولین بار توسط شرکت ابارا در ژاپن برای خنک‌کردن آب در مناطق شرجی ارائه گردید و به همین دلیل در صنایع برودتی تحت عنوان برج خنک کننده ابارا نیز شناخته می‌شود .

نحوه کارکرد برج خنک کننده جریان متقاطع یا کراس‌فلو

برج‌خنک‌کننده کراس‌فلو با ورود جریان هوا به صورت عرضی در سراسر سطوح خنک‌کننده (پکینگ ها) سبب برخورد هوا و آب به صورت عمودی و درنتیجه کاهش دمای آب می‌شود . به دلیل ورود هوا به صورت عرضی در تمامی لایه‌های پکینگ‌مدیا هوای‌تازه در ارتباط با آب قرار خواهدگرفت و از این رو اگر هوای‌تازه ورودی به برج‌خنک‌کن دارای رطوبت بالایی باشد قابلیت خوبی است که برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از هوای تازه بهترین استفاده را می‌نماید . درواقع به دلیل همین عملکرد ورودی جریان هوا از برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع بیشتر در مناطق با اقلیم رطوبتی و مرطوب (شرجی) استفاده می‌شود . ورودی هوا در برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از دو طرف این دستگاه طراحی‌شده و به دلیل نحوه چگونگی ورود هوا این لوورهای مکش هوا به صورت سرتاسری در دو طرف برج‌خنک‌کاری تعبیه می‌گردد .

انواع برج های خنک کننده بر اساس نوع جابجایی هوا ، به دو نوع جابجایی اجباری و طبیعی تقسیم می‌شود .

جابجایی طبیعی : برج های خنک کننده با جابجایی طبیعی از ارتفاع و شکل برج خود استفاده می کنند تا هوا را به طور طبیعی با استفاده از قانون شناوری بالا ببرند. هوای قسمت پایینی برج گرم می‌شود و به علت سبکی به بالا حرکت می‌کند و هوای سرد سنگین تر جای آن را می‌گیرد . از این رو ، این برج ها برای جابجایی بهتر جریان هوا بلند هستند و برای افزایش شتاب حرکت هوای گرم به شکل یک هذلولی ساخته می‌شوند . آنها به طور جداگانه در خارج از تاسیسات اصلی قرار دارند تا جریان هوا را فراهم کنند . این برج ها برای صنایع بزرگ استفاده می‌شوند و در سیستم های تهویه مطبوع تقریباً کاربردی ندارند .

جایجایی اجباری : برج های با جابجایی اجباری یا مکانیکی ، فن یا فن هایی برای جابجایی و انتقال هوا دارند . از فن های پروانه‌ای یا گریز از مرکز برای گردش هوا در داخل برج استفاده می شود. از نظر ابعاد ، این ها بسیار کوچک تر از برج های جابجایی طبیعی هستند . کنترل ظرفیت در این نوع برج ها آسان است زیرا سرعت فن قابل کنترل است . برخلاف برج های جابجایی طبیعی ، این برج ها را می توان در هر نقطه از ساختمان قرار داد و هزینه اولیه بسیار پایین تری دارند .

برج خنک کننده جریان متقاطع مکشی القایی دوطرفه(Cross Flow)

با سازه فایبرگلاس و پنل و بدنه فایبرگلاس حوضچه بتنی یا فایبرگلاس ساخته شده و جهت کار در شرایط سخت (محیط غبار آلود و آب گردشی با سختی و آلودگی بالا) و مطابق با نیاز صنایع و منطبق با آخرین استانداردهای برج خنک کننده در جهان طراحی می گردد .
در این نوع ، آب از بالا به سمت پایین می ریزد و هوا نیز همزمان از کنار دستگاه به صورت افقی وارد می شود ، آب و هوا در مسیر متقاطع با یکدیگر تماس پیدا کرده و تبادل گرما و انرژی صورت می پذیرد .
جریان آب و هوا در این مدل برج(Cooling Tower)بصورت عمود بر یکدیگر می باشد .
سیستم پاشش آب ثقلی و تشتکی امکان تمیزکاری داخل تشتک بالا و پخش یکنواخت آب روی سطوح پر کننده را فراهم می سازد .
سیستم مکانیکال برج در بالای برج قرار گرفته و براحتی در دسترس کاربر می باشد .
هواگیری برج از دو طرف صورت می گیرد و این امکان نصب مدولار برج را بدون فاصله براحتی فراهم می سازد .
تعبیه درب های بزرگ آدم رو امکان دسترسی به داخل برج را فراهم ساخته است .
مزایای برج خنک کننده جریان متقاطع :

 این نوع برج ها دارای ارتفاع ریزش آب زیادی می باشد ، بنابراین آب به راحتی فرصت پیدا کرده تا با هوا تماس پیدا کرده تبخیر شود و خنک کاری بیشتری صورت پذیرد . به دلیل مسیر متقاطع جریان هوا و آب ، امکان پرتاب قطرات آب از برج به حداقل ممکن رسیده و در نتیجه پرت آب در این برج  بسیار اندک است . نحوه ریزش آب در این برج های خنک کن به کمک گرانش انجام می شود ، بنابراین سیستم توزیع آب ساده تر و دارای عمر بیشتری است .

برج خنک کننده جریان متقاطع فایبرگلاس

 شیوه عملکرد برج های خنک کننده مدار باز مکعبی شکل جریان متقاطع
در این سری از برجهای خنک کننده ، آب ورودی از سیستم (Hot Water) وارد برج خنک کننده می شود و پس از عبور لوله های ورودی ، وارد تشت آبریز برج(Sprinkler Basin  ) می گردد . این آب پس از عبور از سوراخ های ریزی که در تشت آبریز قرار دارد به مرور روی سطح پکینگی که مناسب جریان متقاطع آب و هوا می باشد ، گردیده و به دلیل نیروی ثقل به طرف Basin به پایین می ریزد و هوای تازه (Fersh Air) نیز به سمت فن برج خنک کننده جریان یافته و از برج خنک کننده خارج می شود .

روش‌های کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع

روش اول: برای کنترل دمای آب خروجی از برج‌خنک‌کن کراس‌فلو راه‌های گوناگونی وجود دارد که ساده‌ترین آن استفاده از سنسور دما به علاوه ترموستات و درنتیجه روشن و خاموش‌کردن فن های کولینگ تاور می باشد . در این روش حسگر ترموستات دمای آب خروجی برج خنک کننده را سنجیده و در صورت کمتر بودن دمای آب سرد از دمای ایده آل مورد انتظار فرمان خاموش شدن فن یا پروانه را صادر می کند .

روش دوم: در برج های خنک کننده ای  که دارای یک فن جریان محوری بزرگ هستند می توان با استفاده از یک کنترل‌کننده فرکانس (اینورتر) دور فن را کاهش یا افزایش دهیم و یا حتی می توان آن را خاموش یا روشن نمود . به منظور کنترل بهتر دمای خروجی آب در برج خنک کننده جریان متقاطع می توان از یک درایو دور متغیر یعنی اینورتر در مدارتابلوکنترل استفاده نمود که با کاهش فرکانس و دور خروجی موتور سبب کاهش دور فن یا پروانه و کاهش میزان هوادهی گردد . در این روش موتور دیگر به تعداد زیاد خاموش و روشن نمی گردد و با کاهش دور فن و موتور هم مصرف انرژی به شدت کاهش پیدا می کند و همچنین استهلاک قطعاتی همچون پروانه و موتور نیز به شدت کمتر خواهد شد .

نکته مهم و اساسی در بکارگیری سیستم کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع ؛ در برجهای خنک کننده جریان متقاطع با ظرفیت بالا که در طراحی آن ها از یک یا چند فن بزرگ استفاده می شود کنترل دمای آب از طریق خاموش روشن کردن موتور و فن می تواند مشکلاتی را همچون افزایش سریع دمای آب و لزوم آغاز به کار فن در مدت زمان کوتاه است در این صورت مدت خاموشی فن کاهش یافته و دفعات راه اندازی آن بیشتر می شودکه این باعث خرابی فن می شود . در این طور مواقع راه حل دوم یعنی استفاده از اینورتر جهت کنترل دور فن در برج خنک کن جریان متقاطع پیشنهاد می شود .

روش سوم: کنترل دبی آب با استفاده از شیر سه راهی با مسیرکنارگذر در ورودی آب برج خنک کننده جریان متقاطع است . در این روش بخشی از آب رفت به مدار برگشت وارد شده و موجب تعدیل دمای آب خروجی از برج خنک کننده می شود. استفاده از کنترل کننده دور برای پمپ های سیرکولاتور چرخش آب نیز از دیگر روش های کنترل دبی برج خنک کننده جریان متقاطع می باشد .

دسته ­بندی برج ­های خنک ­کننده بر اساس آرایش جریان آب و هوا

1. برج های خنک­ کننده جریان متقاطع (CROSS FLOW)
2. برج ­های خنک­ کننده جریان مخالف یا ناهمسو (COUNTER FLOW)

تفاوت دو برج خنک کننده جریان متقاطع و جریان مخالف

برج خنک کننده جریان متقاطع نوعی سیستم مدار باز جهت خنک نمودن آب به حساب می‌آید . در صورتی که برج خنک کننده جریان مخالف وظیفه خنک کردن آب توسط جریان هوای مخالف جهت پاشش را بر عهده دارد .

بطورکلی برج خنک کننده جریان متقاطع و جریان مخالف دارای تفاوتهایی از قبیل :

1. خنک شدن آب در برج خنک کننده جریان متقاطع در یک جریان عرضی صورت می‌گیرد و نیاز به مساحت بیشتری نسبت به برج خنک کننده جریان مخالف برای خنک سازی دارد .

2. برج خنک کننده کراس فلو ارتفاع کمتری در مقایسه با انواع برج های خنک کننده جریان مخالف دارد .

3. در این برج ها به دلیل ارتفاع کمتر افت فشار کمتری نیزصورت می‌گیرد و به همین علت باعث کاهش توان مصرفی پمپ سیرکولاتور نسبت به انواع برج خنک کننده جریان مخالف است .

4. این دستگاه توانایی ارسال تعداد بسیار بالایی به صورت غیر ترافیکی و مونتاژ درب کارخانه را دارد .

5. جریان ورودی هوا در برج خنک کننده جریان متقاطع از دو طرف وارد دستگاه وارد شده ، این حالت  در شرایطی پیش می‌آید که جریان ورودی هوا در کولینگ تاور های مکعبی و مخروطی با جریان ناهمسو از چند طرف به داخل دستگاه وارد می شود .

6. چیدمان پکینگ ها در برج خنک کننده جریان مخالف در مرکز برج قرار گرفته اند اما در برج های خنک کننده جریان متقاطع این چیدمان در نزدیکی دهانه های لوور ها یا دریچه های ورودی هوا می باشد .

7. این برج ها دارای دریچه های ورودی برای تعمیرات و ورود و خروج اپراتور است .

مزیت های  برج های خنک کننده جریان متقاطع

 

  1. بازده بسیار بالا در مناطق شرجی و مرطوب و کاهش دمای هوای آب در دماهای پایین
  2. برج های خنک کننده جریان متقاطع حجم کمتری از برج های مخروطی و همچنین ارتفاع کمتری از برج های استوانه ای می‌گیرند .
  3. نداشتن هزینه مونتاژ در محل به دلیل امکان تولید مونتاژ شده درب کارخانه
  4. کاهش هزینه های حمل و نقل به دلیل ابعاد این دستگاه

برج های خنک کننده جریان متقاطع

  • بازده پایین در مناطق خشک
  • یخ زدگی مدار آب در فصل زمستان
  • پرتاب قطرات آب به سمت فن و تخریب سیستم هوارسانی برج خنک کننده

 

شرکت سازاب تولید کننده انواع برج خنک کننده پیشرو در تولید این نوع محصول می باشد . جهت کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت سازاب مراجعه نمایید .