آشنایی با برج خنک کننده ( معرفی انواع برج ها + عملکرد آن ها )
برج خنک کننده یک دستگاه برای کاهش دمای آب گرم تولید شده در سیستم‌های تهویه و صنایع گوناگون است. ما در این مقاله شما را با این دستگاه پرکاربرد آشنا کرده و درمورد عملکرد و انواع آن توضیح خواهیم داد و در پایان به شما خواهیم گفت که کاربرد برج خنک کننده در صنعت به چه صورت است.
برج خنک کننده چیست؟
اگر می‌خواهید بدانید که برج خنک کننده چیست، باید بگوییم که برج خنک کننده که در انگلیسی به آن کولینگ تاور (cooling tower) گفته می‌شود، دستگاهی است که برای خنک کردن آب داغ سیستم‌های تبرید یا تهویه، مبدل‌های حرارتی و سایر سیستم‌هایی که نیاز به خنک کردن آب با حرارت بالا دارند، استفاده می‌شود. مزایای استفاده از برج خنک‌کننده نسبت به انواع چیلرها بسیار زیاد است که به عنوان مثال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقرون به صرفه بودن برج ها از نظر میزان برق مصرفی نسبت به چیلرهای تراکمی
- استفاده کمتر از آب برای خنک سازی تجهیزات و سیستم‌های صنعتی
- عدم استفاده از گاز و کاهش هزینه‌های مربوط به آن برخلاف چیلرهای جذبی
- کمتر بودن هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری
- نیاز نداشتن به تجهیزات کنترلی بسیار پیشرفته و کم شدن هزینه‌های مربوط به راه اندازی
حال که دانستیم برج خنک کننده چیست و مزایای آن را نسبت به چیلرها بررسی کردیم نوبت بررسی انواع برج خنک کننده می‌رسد؛ چرا که دامنه استفاده از برج‌های خنک کننده از آپارتمان‌ها و ادارات تا نیروگاه‌ها و صنایع بزرگ است و به همین دلیل هم ما شاهد تنوع در این دستگاه‌های پرکاربرد خنک کننده هستیم.
عملکرد برج خنک کننده چگونه است؟
به طور کلی ساز و کار و عملکرد برج خنک کننده به این صورت است که جریان آب گرم تولید شده در صنایع و سیستم‌های گوناگون را کاهش دهد. بیشتر برج‌های خنک کننده این کار را با قرار دادن جریان هوا در مسیر آب گرم مورد نظر انجام می‌دهند. عملکرد برج های خنک کننده نسبت به این که از کدام یک از انواع برج‌ها در سیستم استفاده می‌شود، متفاوت است. انتخاب برج مناسب با توجه به عواملی مانند آب و هوای منطقه، حجم آبی که باید خنک سازی بر روی آن صورت گیرد، میزان مصرف آب، بودجه، میزان فضایی که برای نصب و استفاده از برج خنک کننده می‌توان در نظر داشت و… بستگی دارد. عملکرد برج خنک کننده در صورتی که در زمان انتخاب به تمامی این عوامل توجه شود بالاتر خواهد بود. در ادامه شما را با انواع برج خنک کننده بیشتر آشنا خواهیم کرد.
معرفی انواع برج خنک کننده
برای دسته بندی انواع برج ها می‌توان شاخص‌های مختلفی را در نظر گرفت. بیشتر دسته‌بندی برج‌های خنک کننده بر اساس جهت حرکت هوا و آب، مکش هوا، روش انتقال حرارت و… است. ما در این جا به طور خلاصه شما را با انواع برج ها برحسب جهت حرکت آب و هوا و همچنین برج‌های خنک کننده بر حسب مکش هوا آشنا می‌کنیم.
-
برج‌های خنک کننده بر اساس جهت حرکت آب و هوا
همانطور که می‌دانید هدف برج ها این است که بتواند آب گرم موجود در سیستم‌های دیگر را خنک کند. این خنک سازی به این صورت اتفاق می‌افتد که آب داغ وارد خنک کننده شده و با قرار گرفتن در معرض جریان هوا گرمای خود را به هوا داده و دمای آن کاهش پیدا می‌کند. از این رو می‌توان برج‌های خنک کننده را بر اساس جهت حرکت آب و هوا به دو گروه اصلی تقسیم کرد:
1. برج جریان متقاطع (cross flow):
سیستم خنک کردن در این نوع از برج‌های خنک کننده به این صورت که مسیر عبور آب گرم و جریان هوا عمود بر هم است. مسیر عبور آب از بالا به سمت پایین است و در این مسیر نسبتاً طولانی که آب ریزش پیدا می‌کند، فرصت کافی را خواهد داشت که با جریان هوا که به صورت افقی می‌وزد، تماس داشته و تبادل حرارتی را انجام دهد. اجزای برج خنک کننده جریان متقاطع شامل حوضچه آب سرد، پکینگ، قطره گیر، فن و لوله‌های حاوی آب گرم می‌شود.
عملکرد برج خنک کننده جریان متقاطع بسیار ساده و در عین حال کاربردی است به همین دلیل یکی از ارزان ترین انواع برج به شمار می‌رود. آب در این نوع بسیار کمتر از سایر انواع برج‌های خنک کننده هدر می‌رود و شما از نظر نگهداری و تعمیرات هم نیاز به هزینه بالایی نخواهید داشت.
2. برج جریان مخالف یا ناهمسو (counter flow):
در این نوع مسیر حرکت آب گرم و هوا مخالف یکدیگر است. ورود آب به برج جریان مخالف از قسمت بالایی برج خنک کننده انجام می‌شود. جریان هوا هم در قسمت پایینی برج و از طرف مخالف جریان آب به برج وارد می‌شود. این مخالف بودن جریان عبور آب و هوا باعث می‌شود که آب بتواند فرصت کافی برای تبادل حرارت با هوا را پیدا کرده و خنک شود. این نوع از برج‌های خنک کننده در مناطقی با آب و هوای گرم و خشک کارایی بیشتری نسبت به مناطق شرجی دارد؛ چرا که هوا در مناطق شرجی از رطوبت اشباع است و کارایی این سیستم به شدت افت می‌کند.
این برج بالاترین سطح تماس بین هوا و آب را در بین انواع برج‌های خنک کننده داشته و در مقیاس‌های بزرگ و صنعتی مانند نیروگاه های سیکل ترکیبی و انواع پالایشگاه‌ها به کار برده می‌شود.
جهت مشاهده محصولات و یا دریافت قیمت موتور یخچال امبراکو برزیل کلیک کنید.
-
انواع برج های خنک کننده بر اساس مکش هوا
ورود هوا به داخل برج بسیار مهم است؛ چرا که با ورود هوا به داخل برج، آب گرم موجود در آن می‌تواند گرمای خود را به آن منتقل کند. ورود و مکش هوا به داخل برج می‌تواند به صورت طبیعی، با کمک نیروی مکانیکی یا به صورت ترکیبی از این روش‌ها انجام شود. از این رو است که برج‌های خنک کننده را می‌توان بر اساس مکش هوا به این سه دسته تقسیم‌بندی کرد.
-
مکش طبیعی
این برج‌ها دارای ارتفاع بسیار زیادی هستند؛ چرا که مبنای کار آن‌ها این است که بدون استفاده از فن و با استفاده از تفاوت دمای بین پایین و بالای این برج‌ها، به داخل مکیده شده و بعد از قرارگرفتن در تماس با آب گرم موجود، گرم شده و به سمت بالای برج به حرکت درمی‌آیند. از این برج‌های خنک کننده در نیروگاه‌های حرارتی استفاده می‌کنند. به دلیل عدم نیاز به فن در مصرف برق بسیار صرفه‌جویی به عمل می‌آید ولی ساخت این برج‌های خنک کننده نیازمند فضا و هزینه نسبتاً زیادی است.
-
مکش مکانیکی
در این نوع از برج‌های خنک کننده هوای ورودی یا خروجی با کمک فن جابه‌جا می‌شود. ممکن است که با توجه به طراحی برج این فن‌ها برای مکش هوا به داخل برج یا برای دمیدن هوای گرم شده به خارج از آن به کار برده شود. این برج‌های خنک کننده را می‌توان در ابعاد کوچک‌تری نسبت به برج‌های مکش طبیعی ساخت و فضای بسیار کمی اشتغال می‌کنند.
-
مکش هیبریدی
این نوع از برج‌های خنک کننده همانطور که از نامشان پیدا است ترکیبی از ساختار و اجزای برج خنک کننده مکانیکی و طبیعی هستند. در این برج‌ها دو مسیر هوای موازی و دو مسیر آب سری تعبیه شده است تا بتوانند کارایی بیشتری در خنک کردن آب گرم ورودی داشته باشند. فن در این برج‌های خنک کننده در قسمت بالایی جای گرفته و هدف آن کاهش تبخیر آب گرم و صرفه جویی در مصرف آب است و بخار تولید شده از این برج‌ها نسبت به انواع یاد شده دیگر بسیار کمتر بوده و با محیط زیست سازگاری بیشتری دارند. از این برج‌های خنک کننده در صنایع گوناگونی مانند صنعت پتروشیمی، صنعت تولید کاغذ، صنایع پلاستیکی و مواد شیمیایی بسیار استفاده می‌شود.
کاربرد برج خنک کننده در صنعت چیست؟
دامنه کاربرد برج خنک کننده در صنعت بسیار گسترده است. شما می‌توانید برج‌های خنک کننده را در محل پالایشگاه‌های صنعت نفت و پتروشیمی، ساختمان‌های اداری و خدماتی، انواع کارخانه‌های تولیدی و صنعتی مشاهده کنید. کاربرد این برج‌ها در صنعت خنک‌کردن آب گرم تولید شده است؛ بنابراین در هر سیستمی که گرمای زیادی تولید می‌کند شما به یک برج مناسب نیاز دارید.
کاربرد برج خنک کننده در صنعت نفت و پالایشگاه
وجود برج‌های تقطیر در صنعت موجب شده که برج‌های خنک کننده هم به یکی از اعضای ثابت پالایشگاه‌ها تبدیل شوند. فرایند تقطیر نیازمند حرارت دادن نفت تا دمای 400 درجه سلسیوس است. بعد از رساندن نفت به این دما لازم است که در مرحله از آب خنک استفاده کرده و دمای آن را کاهش دهند تا فراورده‌های مورد نظر را جداسازی کنند. مبدل‌های حرارتی و سایر اجزای موجود در پالایشگاه‌ها هم نیاز به خنک سازی داشته و نیازمند به کار بردن برج خنک کننده در صنعت نفت است.
کاربرد برج خنک کننده در صنعت نیروگاه
توربین‌های موجود در نیروگاه‌های حرارتی با استفاده از آب داغ به حرکت درآمده و برق تولید می‌کنند. بعد از عبور بخار حاصل از آب داغ از توربین لازم است که این بخارها وارد کندانسور شده و سپس به داخل برج‌های خنک کننده برده و به صورت آب اشباع در آیند. کاربرد برج در صنعت تولید برق و در انواع نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بزرگ و کوچک حیاتی بوده و تولید برق بدون این برج‌های خنک کننده در این نیروگاه‌های حرارتی ناممکن است.
کاربرد برج در صنایع تولیدی
دستگاه‌های بزرگ صنعتی که همه‌روزه در کارخانه‌های پر شماری در سرتاسر جهان مشغول به فعالیت هستند حرارت زیادی از خود تولید می‌کنند. خنک کردن این دستگاه‌های عظیم بسیار ضروری است؛ چرا که داغ شدن دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی علاوه بر ایجاد اختلال در عملکرد آن‌ها، می‌تواند سبب از کار افتادن آن‌ها یا آسیب رساندن به افراد و طبیعت شود. برج‌های خنک کننده در این صنایع هم وارد شده و کارایی خود را به اثبات رسانده‌اند.
نتیجه گیری
ما در این مقاله تلاش کردیم تا شما را با انواع برج خنک کننده، عملکرد هر یک از این برج‌ها و کاربرد آن ها در صنایع گوناگون بیشتر آشنا کنیم. در صورتی که شما برای آپارتمان، واحد تولیدی، ساختمان‌های اداری و خدماتی و… نیازمند نصب و استفاده از انواع برج‌های خنک کننده هستید، ما آماده ارائه خدمات مشاوره‌ای، تولید و راه اندازی این برج‌ها در سرتاسر ایران هستیم.
0 دیدگاه برای این مطلب ثبت شده است