مهتاب گستر

برج خنک کننده

فارغ از مسکونی، صنعتی و یا اداری بودن، هر ساختمانیبه سیستم تهویه مطبوع نیاز دارد. در واقع می توان گفت که دستگاه های تهویه مطبوع، یکی از مهم ترین اجزای هر ساختمانی هستند و یکی از مهم ترین دستگاه ها در صنعت تهویه مطبوع، برج خنک کننده می باشد.

برج خنک کننده یکی از تجهیزات مهم در حوزه صنعت و تاسیسات می باشد که نقش کلیدی در سیستم تهویه مطبوع یک ساختمان دارد.

به عبارت دیگر برج خنک کننده نوع خاصی از مبدل حرارتی است. در این تجهیز گرمای آب با تماس مستقیم با هوا، به اتمسفر منتقل می شود. آب خنک کننده مورد نیاز صنایع بعد از انجام ماموریت به برج خنک کننده باز می گردد تا خنک و سرد شود.

از لحاظ جنس مورد استفاده در ساخت این تجهیزات باید بگوییم آهن گالوانیزه، پلاستیک و فایبرگلاس از موادی هستند که در ساخت انواع مختلف برج خنک کننده از آن ها استفاده می شود.

امروزه به دلیل استحکام بسیار بالا، سبکی، مقاومت در مقابل نور خورشید و مواد شیمیایی و سرعت تولید فایبرگلاس، برج خنک کننده فایبرگلاس در ابعاد و انداره های مختلف به طور وسیعی در سرتاسر دنیا طراحی و تولید و مورد استفاده و بهره برداری قرار می گیرد.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده بر اساس جهت حرکت هوا و آب

• جریان متقاطع

هوا و آب در این نوع برج خنک کننده به صورت عمود یا متقاطع به یک دیگر وارد می شوند.

• جریان نا هم جهت

در این نوع برج خنک کننده هوا از پایین برج خنک کننده نزدیک قسمت پر شده وارد و از بالا خارج می شود. هوا گرما را از آب می گیرد و توسط فن برج خنک کننده از بالا به بیرون پرتاب می شود.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده بر اساس نوع مکش هوا

• مکش طبیعی

برج های خنک کننده با مکش طبیعی گرمای اضافی سیستم را می گیرند و به اتمسفر تخلیه می کنند. در این فرایند آب گرم با کمک پمپ از ورودی آب گرم نزدیک به بالای برج خنک کننده وارد می شود.

• مکش مکانیکی

در این نوع برج های خنک کننده خود به دو گروه زیر طبقه بندی می شوند:

• دمیدن اجباری

در این نوع دمیدن، هوا با کمک یک فن برج خنک کننده که در قسمت پایین برج خنک کننده تعبیه شده است، به بالا هل داده می شود. آب گرم نیز از بالای برج خنک کننده وارد می شود.

• مکش اجباری

اساس کار این نوع برج خنک کننده با نوع قبلی کاملا شبیه است. آب از بالا و هوا از پایین وارد آن می شود. یک تقسیم کننده آب را به بیرون برج خنک کننده اسپری می کند. تفاوت اینجاست که فن برج خنک کننده مکش هوا در بالای برج خنک کننده نصب می شود.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده بر اساس روش انتقال حرارت

• برج خنک کننده خشک

در این تجهیز، آب به عنوان واسطه خنک کردن مورد استفاده قرار نمی گیرد. گرمای بدون مصرف آب مستقیما وارد اتمسفر می شود. انتقال حرارت از طریق یک سطح که سیال فرایندی را از هوا جدا می کند، صورت می گیرد. این روش از خنک کردن مناسب سیال های فرایندی است.

• برج خنک کننده خیس یا برج خنک کننده مدار باز

اساس کار این نوع برج خنک کننده همان طور که اشاره شد، تبخیر آب است. آبی که قرار است خنک شود از واحد به برج خنک کننده پمپاژ می شود. تبخیر آب در هوای ورودی موجب کاهش دمای آن می شود.

• برج خنک کننده مدار بسته

اساس کار این تجهیز، مشابه نوع برج خنک کننده مدار باز می باشد، با این تفاوت که سیال فرایندی با هوای خنک کننده تماس پیدا نمی کند. در برج خنک کننده مدار بسته، دو مسیر خارجی مجزا به همراه یم کویل خنک کننده وجود دارد.

تقسیم بندی انواع برج خنک کننده بر اساس شکل ظاهری

• برج خنک کننده مکعبی

در این مدل برج های خنک کننده ما با ظاهری مکعب مستطیلی مواجه خواهیم بود که فضای کمی را در سیستم تاسیسات اشغال می کند. این نوع از برج های خنک کننده در انواع مدار باز، مدار بسته و هیبریدی طراحی و تولید می شوند. برج خنک کننده مکعبی سیستم پاششی آب آن به صورت ثابت بوده و کم تر رسوب می گیرد. از آن جایی که این نوع برج های خنک کننده ارتفاع بیشتری دارند، از راندمان و کارایی بالا تری برخورد دار هستند.

امروزه در صنایع برودتی برج های خنک کننده مکعبی جایگاه ویژه ای پیدا کرده اند.

• برج خنک کننده استوانه ای

همان طور که از نام این نوع برج خنک کننده مشخص است از نظر شکل ظاهری شباهت بسیار زیادی به استوانه و مخروط دارند. سیستم پاشش آب در این نوع برج های خنک کننده به صورت متحرک به طرفین می باشد. لازم به ذکر است که در این نوع از برج های خنک کننده میزان رسوب گیری بالا تر بوده و در نتیجه عدم رسیدگی و اقدام برای تعمیر آن ها، می تواند موجب شکستگی بلبرینگ ها و عدم پاشش آب بر روی تمام سطوح پکینگ های برج خنک کننده شود.

مکانیسم کاهش دمای آب در برج خنک کننده

برج های خنک کننده دارای سیستم توزیع و پخش آب گرم هستند که آب را به شکل یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم می پاشند. این شبکه ها پکینگ نام گذاری می شوند. پکینگ ها آب سرازیر شده را بالای برج خنک کننده را با هوایی که میان آن حرکت می کند کاملا مخلوط می کنند، به شکلی که آب به صورت یک قطره از یک پکینگ به سطح پکینگ دیگر می ریزد. بخار حاصل از پروسه تبخیر در برج خنک کننده به وسیله جریان هوایی که یک دمنده به وجود می آورد ار برج خنک کننده بیرون می آید.

ابعاد برج خنک کننده

شکل، ابعاد و اندازه های برج های خنک کننده در مدل های کوچک پشت بامی برای ساختمان های مسکونی تا سازه هایی غول پیکر به صورت هذلولی، موجود می باشند. همچنین در بازار نوعی از برج های خنک کننده با شکل مستطیل با ارتفاعی حدود 40 متر و طول 80 متر نیز موجود می باشد.

در بیشتر موارد برج های خنک کننده هذلولی شکل در نیروگاه های هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند، هر چند که در بعضی از واحد های شیمیایی بزرگ و دیگر واحد های صنعتی هم از آن ها استفاده می شود. در مقابل این برج های خنک کننده بزرگ که در صنایع خاصی به کار گرفته می شوند، اکثریت آن ها دارای تجهیزات کوچک می باشند که در کنار واحد های متفاوت صنعتی یا مسکونی جهت تهویه هوا کارایی دارند.

تعیین ظرفیت حرارتی برج خنک کننده

ظرفیت حرارتی برج خنک کننده را می توان توسط پارامتر های زیر تعریف کرد:

• درجه حرارت ورود و خروج آب
• درجه حرارت حباب تر هوای ورودی (محیط)
• دربی جریان آب

نحوه انتخاب برج خنک کننده

از آن جایی که برج های خنک کننده در محیط های باز و زیر تایش مستقیم نور آفتاب قرار می گیرند، پوشش مناسب و همچنین ژل کت نوپیتل کلیکل (NPG) برای مقاوم سازی بدمه برج خنک کننده در مقابل اشعه ماوراء بنفش نور خورشید بسیار مهم و ضروری می باشد.

توجه : دقت کنید که همه قطعات اصلی برج خنک کننده همانند استراکچر و قطعات فرعی برج خنک کننده همانند پیچ ها، مهره ها و ... از فولاد ضد زنگ و یا آهن با روکش گالوانیزه تولید شده، باشند به این دلیل که دائما با آب در تماس مستقیم هستند. همچنین پکینگ های برج خنک کننده معمولا از ورق های PVC یا PP با گرید دارویی آنتی باکتریال و ضخامت 400 میکرون هستند.