برج خنک کننده مدار بسته

انواع برج خنک کننده بر حسب نوع عملکرد

برج خنک کننده بر اساس نوع عملکرد انواع مختلفی دارند. انواع برج خنک کننده را ادامه توضیح می‌دهیم.

 برج خنک کننده مدار باز

این برج خنک کننده برای محیط‌هایی که نسبتا خشک هستند و رطوبت کمی دارند، گزینه بسیار مناسبی محسوب می‌شود. در این نوع برج خنک کننده، آب بوسیله پمپ به بالای برج انتقال داده شده و سپس با کمک نازل‌ها به قسمت خنک کننده ریخته می‌شود. فن و الکتروموتوری که در بالای برج قرار دارد، هوایی که از پایین برج وارد می‌شود را از بین سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهد و به بالا می‌مکد. به همین دلیل، بخشی از آب به دلیل تماس با هوا تبخیر شده و گرمای آب را به خود جذب می‌کند. به این فرآیند، گرماگیری می‌گویند. تنها ایراد این برج این است که آب زیادی در زمان تبخیر به هدر می‌رود.

 برج خنک کننده مدار بسته

این نوع برج خنک کننده در مناطق سردسیر و مکان‌هایی که دمای تجهیزات بسیار بالاست استفاده می‌شود. در این برج تماسی بین آب و هوا برقرار نیست و هر سیالی که برای خنک شدن به کار برده شود باید از کویل عبور کند. هوا نیز توسط همان فن و الکتروموتور به بالا کشیده می‌شود و در اثر برخورد با سطح بیرونی کویل، موجب کاهش دمای آن می‌شود. سپس حرارت گرفته شده با کمک جریان هوا به اطراف منتقل می‌شود.

 برج خنک کننده هیبریدی

این برج ترکیبی از دو برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته است. عملکرد این برج تقریبا ترکیبی از دو برج خنک کننده قبلی است؛ یعنی به این صورت که سیال مورد نظر داخل کویل حرکت داده می‌شود و روی سیستم خنک کننده می­‌ریزد. این سیستم نسبت به بقیه دارای مزیتی است و آن این  که در زمانی از شب که دمای هوا کمتر است و نیاز به آب نیست، تنها بوسیله هوا موجب سرد شدن تجهیزات می‌شود. ولی در ساعاتی از روز که دما بالاتر می‌رود، آب به کار می‌آید و روی سیستم خنک کننده ریخته می‌شود.

شرح خلاصه عملکرد این دستگاه:

 همان طور که می دانید برج خنک کننده دستگاهی کاربردی در سازمان ها, کارخانه ها, بیمارستان ها و صنعت می باشد که جهت دفع حرارت استفاده می گردد. بطور خلاصه سیکلی چرخشی است که توسط جریان باد, دما و حرارت آب را کاهش می دهد و گاهی اوقات تبخیر بیش از اندازه آب توسط هوای گرم باعث غلظت آب می شود و در نتیجه غلظت بیشتر مواد معدنی در آب که ممکن است کارکرد دستگاه را پایین بیاورد. به همین علت می بایست میزان املاح موجود در آب کنترل شود و نقش تصفیه آب را داشته باشد لذا بسیاری از مصرف کنندگان صنعتی این دستگاه قبل از ورود آب به محیط برج خنک کننده دستگاه تصفیه آب قرار می دهند.

به طور کلی به فرآیندی که شامل المان های رطوبت, دما و سرعت جریان هوا باشد تهویه مطبوع گفته می شود. کلیه ی سیستم های تهویه مطبوع نقش یک واسط را در جریان انتقال سرما و یا گرما را ایفا می کنند. می توان تمامی این سیالات را به سه دسته تقسیم کرد:

 الف: سیستم تهویه مطبوع بر پایه جریان هوا

 ب: سیستم تهویه مطبوع ئبر پایه آب و هوا

 ج: سیستم تهویه مطبوع که کاملا بر پایه آب می باشد.

 برج خنک کننده بر اساس ساختار آب و هوا کار می کند و اساسا یک دستگاه طراحی شده ی دانش بنیان میباشد که شرح عملکرد آن در عین سادگی, خاص و نوآورانه می باشد.

 در قدیم ورودی آب توسط جریان طبیعی آب تامین کمی شده است. این دستگاه با از بین بردن گرمای آب کارکردهای فراوانی در صنعت دارد اما هزینه های اولیه, مصرف انرزی در این وسیله بسیار بالاست پس باید مساحت مورد نیاز برای اجرای طرح نیز بالا باشد.

 فن برج خنک کننده (FAN)

یکی از مهمترین قسمت های برج خنک کن، فن هوای تازه است.محل قرارگیری فن در بالای برج خنک کننده می باشد.معمولا از نوع فن های سانتریفیوژ(گریز از مرکز) استفاده می گردد. جنس فن از فیبر(FRP) یا آلومینیوم است که بنا به شرایط کار از هرکدام استفاده می شود. از مزیت های فن فیبری(FRP) سبکی وزن و کاهش مصرف برق الکتروموتور فن می باشد.به منظور افزایش مکش فن و ورود بیشتر هوا به داخل برج خنک کن می توان زاویه تیغه های فن را افزایش داد.

 فن گارد و پولی گارد برج خنک کننده (FAN GUARD & PULLY GUARD)

فن گارد برای محافظت فن، از مقاطع و توری فولادی ساخته و در دهانه فن رینگ نصب می شود.پولی گارد نیز از موارد مشابه فن گارد ساخته و روی سازه نصب شده و از مجموعه پولی ها محافظت می کند.جهت محافظت خوردگی، کلیه قطعات پوشش گالوانیزه گرم می شود.

حوضچه آب برج خنک کننده (WATER BASIN)

این حوضچه در پایین ترین نقطه برج خنک کن قرار دارد و وظیفه جمع آوری آب سرد ورودی به سمت دستگاه های مصرف کننده از جمله مبدل ها را دارد. جنس حوضچه آب سرد ممیتواند از جنس فایبرگلاس، بتنی یا فلزی باشد. از طرفی حوضچه آب سرد خود به عنوان فوندانسیون برج خنک کننده در محل نصب عمل می کند.

کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده

به منظور کاهش دور الکتروموتور وتاثیرش بر فن برج خنک کننده سیستمی تعبیه شده که با قرار دادن چرخ دنده ای کوچک و بزرگ و یا پولی های کوچک و بزرگ از بلا رفتن سرعت شفت الکتروموتور جلوگیری می کند.

شفت برج خنک کننده (SHAFT)

شفت در واقع محور گردانی است و وظیفه انتقال نیرو از موتور به جعبه دهنده کاهش دور برج خنک کننده را دارد.از جمله مواردی که در طراحی شفت که باید توجه شود خواص مکانیکی مناسب و همچنین مقاوم در برابر خوردگی و پوسیدگی است.عموما جنس شفت از کامپوزیت یا فولاد مقاوم است.

پرکننده یا واسطه های انتقال حرارت برج خنک کننده (PACKING)

این قطعات با افزایش سطح انتقال حرارت باعث سهولت در جابه جایی گرما بین آب و هوا می گردند.در واقع مدت زمان انتقال حرارت بین آب و هوا را افزایش می یابد و باعث بیشتر خنک شدن آب میگردد.در گذشته از فیلرهای چوبی استفاده میشد ولی امروزه از فیلرهای با جنس پلی پروپیلن(PP) یا پی وی سی(PVC) به دلیل سبکی، مقاوم در برابر خوردگی و سهولت در تعمیر و بازرسی استفاده می گردد. باید توجه داشت که پکینگ ها در دو نوع ترشحی (Splash Packing) و فیلمی (Film Packing) و رندوم (Random Pcking) می باشد که بنا به شرایط کاری از هرکدام استفاده می گردد. پکینگ های اسپلش عموما از جنس پلی پروپیلن ولی پکینگ های فیلمی از نوع پلی پروپیلن یا پی وی سی می باشند همچنین جنس پکینگ رندوم هم از جنس پلی پروپیلن می باشند. ابعاد پکینگ های موجود در بازار عموما 30*30*100 سانتی متر است و با توجه به گام های مختلف عرضه می گردند. در واقع با تغییر گام ، دبی آب عبوری از پکینگ تغییر می نماید و به همان مقدار رسوبات در پکینگ برج خنک کننده به جای می ماند. امروزه گام پکینگ یا فیلر موجود در بازار بین 12 تا 27 میلیمتر می باشد که عموما از گام های 12، 14 و 19 استفاده می شود.

قطره گیر برج خنک کننده (DRIFT ELIMINATOR)

وظیفه قطره گیر به دام انداختن قطرات آب حاصل از انتقال حرارت و جلوگیری از خارج شدن قطرات آب می باشد.در واقع دلیل فرار قطرات آب ، اختلاف فشار داخل و بیرون برج است که باعث مکش قطرات آب به بیرون از برج خنک کننده می گردد.زاویه تیغه های قطره گیر برج خنک کننده با افق “45 می باشد. جنس قطره گیر عموما از فایبرگلاس یا پی وی سی(PVC) می باشد.

نازل برج خنک کننده (NOZZLE)

وظیفه نازل پخش متناسب و یکنواخت آب داغ ورودی به برج خنک کننده(خروجی از دستگاه های مصرفی) بر بروی پکینگ ها است. هر مقدار که توزیع آب توسط نازل یکنواخت تر یاشد سرعت کاهش دمای آب و راندمان برج خنک کننده افزایش می یابد. نازل ها میتوانند ثابت و یا در مدل های افشان مربعی یا دایره ای باشند. عموما جنس نازل ها از پی وی سی PVC یا پلی پروپلین PP و ABS می باشند.

مزایای برج خنک کننده فایبر گلاس :

 ۱-به سادگی قابل شست و شو و تمیز کردن است

 ۲-تعمیرات و نگهداری آن راحت تر است و هزینه آن نسبت به دیگر برج های خنک کن کمتر است

 ۳-استحکام و انعطاف بالایی دارد و در برابر تغییر شکل و خم شدن دچار شکستگی نمی شود

 ۴-از لحاظ شیمیایی به شدت غیرفعال و واکنش ناپذیر است که سبب می شود، در برابر خوردگی در اثر اسید، نمک و دیگر مواد مقاوم باشد. از این رو برج خنک کننده فایبرگلاس می تواند در محیط های دارای ذرات شیمیایی استفاده شود و آسیب نبیند و زنگ نزند

 ۵-به دلیل ماهیت شیشه ای آن دارای سطح بالایی از خستگی و خزش است

 ۶-جنس فایبرگلاس دارای تطبیق پذیری بالایی است به این صورت که با توجه به نیازهای مشتری امکان سفارشی سازی برای او امکان پذیر است

 ۷-نسبتا سبک است (استحکام بالا نسبت به وزن) در مقایسه با دیگر جنس ها با استحکام برابر دارای وزن سبک تری هستند. این بسیار اهمیت بالایی دارد اگر برج خنک کن را در پشت بام و یا فونداسیون با سطح خاک و شن باشد. همچنین هزینه جابجایی و نصب آن در مقایسه با دیگر مواد بسیار کمتر می شود

 ۸-فایبرگلاس دارای مقاومت بالایی در برابر شرایط آب و هوایی دارد از این رو در دماهای بالا، طوفان شن، باران های اسیدی و اشعه ماورای بنفش و برف آسیب نمی بیند

 ۹-برج خنک کن فایبرگلاس دارای سطح تغییر شکل و رسوب گذاری پایین است

 ۱۰-فایبرگلاس ها دارای مقاومت در برابر آتش بالایی هستند و سیستم محافظت در برابر حریق آن پر هزینه نیست

  ۱۱-فایبرگلاس ها موادی هستند که در آن تداخل مغناطیسیمناسبی وجود دارد از این رو شفافیت بالایی در برابر جریان الکترومغناطیسی و فرکانس های رادیویی دارد؛ از این رو می توان از برج خنک کن فایبر گلاس در نواحی با الکترومغناطیس بالا و امواج رادیویی بالا استفاده کرد

 ۱۲-فایبرگلس ها در برابر آب های خورنده مثل آب دریا و آب های شور مقاوم هستند

مکانیزم عملکرد و انتقال حرارت :

 ۱-مکانیزم عملکرد برج خنک کننده در مدار باز :(مرطوب)

 آب گرم از بالای برج خنک کننده با عبور از پکینگ ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن یا به صورت طبیعی وارد برج خنک کننده می شوند ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین میشود. مهمترین عیب این سیستم پاشیدن حرارت آب به اطراف و همچنین تبخیر بیش از حد آب میباشد.

 ۲-مکانیزم عملکرد برج خنک کننده در مدار بسته :(خشک)

 در اینگونه برج ها پاشش آب روی پکینگ ها همراه با جریان هوای درون برج باعث خنک شدن آب در گردش برج شده که این آب در تماس با کویل حاوی سیال ناقل حرارت، باعث کاهش دمای آب یا روغن ( یا هر سیال دیگر ) جاری در کویل مدار بسته این برجها می گردد.

انواع برج خنک کننده از لحاظ جنس بدنه :

در اصل مکانیزم کاری همه انواعبرج خنک کننده یکی است و تنها در نوع و شیوه ساخت با هم تفاوت دارند. مثلا برج خنک کننده فایبرگلاس، با بدنه ایی از جنس فایبرگلاس ساخته شده است که البته کارایی بیشتری نسبت به سایر انواع برج خنک کن دارد.

 ۱-برج خنک کننده با بدنه چوبی

 ۲-برج خنک کننده با بدنه فلزی شامل آهن، آلمینیوم، مس، چدن و فولادهای زنگ نزن

 ۳-برج خنک کننده پلاستیکی

 ۴- برج خنک کننده فایبرگلاس

۵- برج خنک کننده بتونی یا مارلی