برج خنک کننده چگونه دستگاهی است؟
برج خنک کننده (Cooling Tower) دستگاه خنک کاری آب تا دماهای پایین به شمار می‌آید که با ایجاد ارتباط بین دو سیال( آب گرم و هوای خنک) سبب خنک تر شدن آب می شود. برج خنک کاری با توجه به نوعیت سیال درگردش در دسته بندی انواع متنوعی تقسیم میشود که رایج ترین انواع برج خنک‌کننده عبارت اند از: کولینگ تاور آب، برج خنک کن روغن و برج خنک کاری اسید که در این قسمت بیشتر تلاش شده است که به شرح مفصلی از انواع برج خنک کننده آب بپردازیم.
لازم به ذکر است قالباً به منظور خنک کاری سیالات دیگر به جز آب (روغن یا اسید) بیشتر از انواع کولینگ تاور مداربسته به صورت تماماً هواخنک(خشک) و یا ترکیبی از سیکل هوا خنک و آب خنک(برج خنک کن ترکیبی) استفاده میشود. برج‌خنک‌کننده با توجه به نوعیت روش خنک‌کاری آب، زاویه ورود جریان هوای تازه به داخل و شکل ظاهری به دسته‌بندی‌های متفاوتی تقسیم میشود که در تصویر زیر چارت کامل انواع برج‌خنک‌کن یا کولینگ‌تاور را مشاهده می‌نمایید.
آب بهترین سیال در جذب انرژی گرما از تجهیزات صنعتی می باشد. آب در گذر از کندانسور(قسمت سرد کننده هر موتور یا دستگاه صنعتی مشابه رادیاتور خودرو) با دریافت گرما دچار افزایش نسبی دما می گردد. برج خنک کننده مرحله دوم از یک سیکل خنک‌کاری محسوب می شود و وظیفه تنظیم دمای آب به حالت اول را برعهده دارد. در برج خنک کننده میزان معینی آب با ورود به دستگاه در یک تماس و تقابل با هوا با کاهش دمای معینی مواجه می شود و به همین دلیل میزان افت دما و میزان آب ورودی به برج خنک کننده دو پارامتر اصلی در تعیین ظرفیت خنک کاری می باشد.
تعریف ساده برج خنک‌کننده:
برج خنک‌کن در واقع نوعی خنک‌کننده تبخیری محسوب میشود که با ایجاد رطوبت زیاد در هوا سبب افزایش رطوبت نسبی و کاهش دمای هوا و در نتیجه سبب خنک‌شدن سیال آب میشود. کارکرد برج‌خنک‌کننده عکس عملکرد کولر‌تبخیری میباشد. کولرهای تبخیری با پاشش آب سبب خنک‌شدن هوا می‌شوند و برجهای خنک‌کاری با گردش هوای اشباع سبب خنکتر گشتن آب می‌شوند.
در یک برج خنک‌کاری برای تبادل گرما بین آب و هوا عموما از پوشالها یا پرکن‌هایی جهت ایجاد سطح استفاده میشود که سطوح خنک‌کننده یا پکینگ نام دارد. درواقع پکینگ برج‌خنک‌کننده یک مبدل بزرگ صنعتی بین سیال هوا و آب به حساب می‌آید که دلیل اصلی افت دما در کولینگ‌تاور نیز قلمداد میشود. در برخی از نمونه‌ها در برج خنک‌کننده از لوله‌های باریک فلزی جهت ایجاد تبادل انرژی بین آب و هوا استفاده میشود و آب در یک چرخه بسته درواقع خنکتر خواهد شد.
انواع دسته بندی برج خنک کننده آب
1-دسته‌بندی براساس نوع ارتباط بین آب و هوا
برج خنک‌کن با توجه به نحوه تماس و ارتباط بین آب داغ و هوای سرد بیرون به دو دسته ارتباط مستقیم (برج‌خنک‌کن مدارباز) و ارتباط غیرمستقیم (برج‌خنک‌کن مداربسته) تقسیم میشود.
- برج خنک کننده باز:
یکی از رایج‌ترین انواع برج‌خنک‌کاری با مدارباز که سبب خنک‌شدن آب در یک مدارباز تا نزدیکی دمای‌مرطوب می‌گردد برج‌خنک‌کن مدارباز(برج خنک کننده مرطوب) میباشد. این برج خنک‌کن پرکاربردترین نوع خنک کننده صنعتی در میان انواع کولینگ تاور محسوب می شود که با ایجاد یک مساحت معین از پرکن یا پوشال سبب ارتباط آب با هوای خشک(بدون رطوبت) می گردد. در این تماس بین دو سیال آب و هوا در برج‌خنک‌کن باز هوا از آب گرما دریافت کرده و آب نیز دچار میزان کمی تبخیر شده و خنکتر میشود.
- برج‌خنک‌کننده بسته:
اگر مدارچرخشی آب در سیستم خنک‌کاری یک کولینگ‌تاور در یک سیکل کاملاً بسته و ایزوله صورت پذیرد، عملاً تماس بین جریان گردشی آب و جریان هوا به صورت غیرمستقیم انجام می‌پذیرد و به آن نوع سردکن، برج خنک کننده مداربسته گفته میشود. کولینگ تاور مداربسته قابلیت کاهش آب تا نزدیکی دمای خشک یا محسوس محیط را دارد و از این رو به آن برج خنک کن خشک نیز گفته میشود.به کولینگ‌تاور مداربسته‌خشک در صنعت برج‌خنک‌کن هلر نیز گفته می شود.
- برج‌خنک‌کننده ترکیبی:
البته نوعی دیگری از کولینگ‌تاور مداربسته ترکیبی از یک سیکل باز و یک سیکل بسته میباشد که به آن برج‌خنک‌کننده هیبریدی (یا برج‌خنک‌کن ترکیبی) نیز گفته میشود و این نوع سیستم خنک‌کاری سبب کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای مرطوب محیط در یک سیکل بسته (آدیاباتیک یا آنتروپی ثابت) می‌گردد.به عبارتی دیگر این نوع کولینگ تاور ترکیبی از یک برج‌خنک‌کن باز(مرطوب) و برج‌خنک‌کن بسته(خشک) می باشد که در فصول سرد به صورت خشک و با یک سیکل بسته آب را خنک می‌کند و در فصول گرم نیز با یک سیکل کمکی مدارباز به خنک‌سازی آب کمک می‌نماید.
تقسیم بندی برج خنک کننده بر اساس شکل ظاهری
براساس نوع شکل ظاهری و هندسه برج‌خنک‌کننده این تجهیز به انواع برج خنک‌کننده مکعبی ، برج‌خنک‌کن مدور(مخروطی) و برج خنک‌کن شش ضلعی تقسیم می شود.
- برج خنک کننده مکعبی:
کولینگ تاور با ظاهری شبیه یک مکعب که دارای سیستم پاشش آب نازلهای ثابت و سیستم هوادهی مکش القایی میباشد برج‌خنک‌کن مکعبی(Cubic Cooling Tower) نام دارد. این نوع برج‌خنک‌کن به دلیل اشغال فضای‌کم و امکان تولید چندسلولی از کاربرد بسیاری در صنعت و تهویه مطبوع دارد. در کولینگ‌تاور مکعبی آب پس از پاشش از خروجی نازل(دوش‌های توزیع آب) بر روی سطوح خنک‌کن در تماس با هوای خنک بیرون قرار می‌گیرد و خنک میشود.
- برج خنک کننده مدور:
یکی از رایج‌ترین انواع برج‌خنک‌کن با سیستم پاشش آب دوار و دایره‌ای که دارای ظاهری استوانه‌ای شکل یا مدور میباشد برج‌خنک‌کن‌گرد یا مخروطی نام دارد. این مدل سردکن در میان انواع‌برج‌خنک‌کننده بیشتر در خنک‌کاری چیلرهای‌تراکمی در آپارتمان‌ها و سیستم‌های صنعتی با گردش آب کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- برج خنک کننده هگزانول یا شش ضلعی:
این مدل از کولینگ‌تاور یکی از انواع برج خنک‌کن با طول عمر طراحی بسیارکم محسوب میشود که دارای ظاهری شش ضلعی شکل میباشد و به دلایل معایب زیاد خود از رده تولید در بیشتر خط تولیدهای برج‌خنک‌کن کاملاً کنار گذاشته شده است. عدم توزیع آب مناسب، ایجاد حفره های هوا در گوشه های شش گوشه و عملکرد ضعیف از مهمترین دلایل برکناری تولید این نوع از برج خنک‌کاری می باشد.
نظرات
ارسال یک نظر