برج خنک کننده سیستمی است که از آن به جهت خنک‌سازی آبی در فرآیندهای سردسازی سیستمهای تهویه مطبوع، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و غیره استفاده میگردد.
اساس کار برج های خنک کننده
برج خنک کننده دستگاهی جهت خنک نمودن آب در گردش می باشد. اساس کار تمام برج خنک کننده ها بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می باشد. عموماً در برج خنک کن ها آب گرم خروجی از سیستم توسط لوله هایی از بالای برج وارد شده و در آنجا به صورت طبیعی یا با آب فشان هایی به سمت پایین برج به جریان می افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می کند.
برج های خنک کننده از لحاظ مکانیزم انتقال حرارت به دو گروه برجهای مرطوب (مدار باز) و برجهای خشک (مدار بسته) تقسیم میشوند.
کاربرد برج خنک کننده
برج خنک کن دو کاربرد عمده دارد:
- برج خنک کن در صنایعی که نیاز به خنک کردن آب خروجی از دستگاهها دارند (برج خنک کن حداکثر میتواند دمای آب خروجی از دستگاه را به اندازه دمای محیط برساند)
- برج خنک کن در تهویه مطبوع (آب خروجی از کندانسور، چیلرهای آب خنک را سرد میکند)
الف) برج های مرطوب (مدار باز) Wet Cooling Tower
آب گرم از بالای برج با عبور از پکینگ ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن یا به صورت طبیعی وارد برج میشوند ضمن تبادل حرارت 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 می باشد .
ب) برج های خنک کن خشک (مدار بسته)
در مناطقی که به علت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کننده های خشک استفاده میگردد. در این دسته آب گرم (یا روغن) بجای عبور از پکینگ ها از لوله های پره دار که با هوای سرد در تماس میباشد عبور کرده و خنک میگردد. از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف میباشد. مکانیزمم چرخش آبگرم (روغن) در این سیستم مانند مکانیزم عملکرد یونیت هیترها میباشد.
برج خنک کننده فایبرگلاس
این برجها دارای بدنه فایبرگلاس بوده و شاسی کشی و پایه ها و نردبان از فلز با آبکاری گرم و یا ناودانیهای گالوانیزه استفاده میشوند. برجهای فایبری به دو صورت مدور و مکعبی تولید میشوند. تولیدات این محصول در ایران فعلاً به صورت جریان مخالف محدود میباشد.
مزایای برج خنک کننده تهویه نوین
از مزایای برجهای تولیدی شرکت تهویه نوین ایرانیان میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- تحمل نیروی کششی تا 450 مگا پاسکال
- ضمانت رنگ بدنه دائمی با قابلیت سفارش به رنگ دلخواه
- دارای گارانتی 5 ساله بدنه و خدمات پس از فروش بمدت 10 سال
- دارای گواهینامه آبکاری گرم قطعات فلزی به میزان 80 میکرون با آلیاژ روی
- طراحی قطعات براساس تحمل نیروی کششی، وزنی، فشاری و انبساطی و …
- دارا بودن مواد سطحی بیرونی بنام ژلکوت با خواص ضدUV ، ضدشکنندگی، ضدپوسیدگی و ترک خوردگی
- استفاده از سیستم اثر متقابل آب و هوا جهت خنک نمودن آب ورودی توسط فنهای ایرفول از جنس فایبرگلاس با قابلیت تنظیم CFM
- دارای فیلترهای PVC با زاویه 45 درجه در ضخامتهای 400 و 600 میکرون، مقاوم تا دمای 60 درجه سانتیگراد با خواص ضد رشد باکتری و جلبک
- استفاده از سیستم اثر متقاطع آب و هوا جهت خنک نمودن آب ورودی توسط فنهای ایرفول از جنس فایبرگلاس با قابلیت تنظیم CFM برای برجهای مدار باز مکعبی و مدار بسته
مزایای عملکردی
– عملكرد برج خنك كننده: عملكرد برجهاي خنک کننده فايبرگلاس براساس كد ATC-105 انستيتو برجهاي خنك كننده آمريكا C.T.I طراحي شده است. ضمنا عملكرد اين برجها از نظر زيست محيطي توسط سازمان حفاظت از محيط زيست آمريكا (E.P.A) تأييد گرديده است.
– سيستم محركه: این الکتروموتورها دارای استاندارد IP55 ميباشند. اين الكتروموتورها از نظر استقرار در گروه VI قرار داشته است و از لحاظ نحوه خنك شدن در دستههايT.E.A.O و T.E.F.C قرار ميگيرند. كليه الكتروموتورها داراي شرايط 38V,50 HZ,3phase بوده و عموماً از مارك زيمنس چک و یا برندهای معتبر اروپایی استفاده میگردد.
– بدنه و تشتك و دریچه های ورودی هوا: قطعات بدنه و تشتك تماماً از جنس فايبرگلاس تقويت شده و داراي استحكام مناسب ميباشد. اين قطعات در برابر اشعه فرا بنفش خورشيد (UV) مقاوم بوده و جهت افزايش استحكام و زيبايي توسط دو لايه روكش خارجي پوشانده ميشوند. طراحی قطعات به نحوی میباشد که دستگاه به راحتی قابلیت مونتاژ شدن را داشته باشد. دریچه های ورودی هوا کمترین میزان مقاومت را در مقابل هوای ورودی ایجاد مینماید و از پرتاب ذرات آب به بیرون جلوگیری مینماید. همچنین ساپورتها (مربوط به موتور، سیستم کاهش سرعت، پکینگ) و تمام فریم ها، پایه ها و قطعات داخلی از جنس گالوانیزه داغ میباشند.
– سیستم کاهش سرعت: کاهش سرعت مورد استفاده در برجهای تولیدی این شرکت بر مبنای بدترین شرایط بارگذاری فن (12 برابر میزان واقعی بارگذاری بر روی نوک تیغه های فن) طراحی گرديده اند. اطاقانهای مورد استفاده همگی از نوع ژاپنی بوده و شفت مرکزی آن از جنس استنلس استیل 316 میباشد .
– المانهاي خنك كننده: المانهاي خنك كننده يا پكينگ اين برجها P.V.C صلب بوده و در مقابل فرسودگي، تغيير ماهيت ماده و آسيبهاي بيولوژيكي مقاوم شده و مطابق استاندارد ASTM-E84-81a در مقابل آتشهايي تا آهنگ انتشار شعله 5 خاصيت خود خاموش كني دارد. سطوح ورقه هاي پكينگ موجدار بوده و بصورت لانه زنبوري روي هم قرار گرفته اند تا بتوانند با ايجاد بستر مناسبي براي تشكيل فيلم آب و تبخير سريع آن، ميزان انتقال حرارت را به حداكثر برسانند. نوع معمولي اين پكينگ تا 60 درجه سانتيگراد در مقابل حرارت مقاوم ميباشد.
– سيستم فن: فن بكار رفته در اين برجها همگي از نوع جريان محوري (AXIAL) بوده و از جنس فايبرگلاس و یا پلی آمید الياف دار ساخته ميگردد. تيغه هاي اين نوع فنها پهن و به شكل AIR FOIL ميباشند .
– سیستم توزيع آب: در اين سيستم آب ورودي توسط لوله قائم مركزي كه از جنس پلی اتیلن ميباشد به هد توزيع آب كه از آلومينيوم ساخته ميشود انتقال مييابد و پس از آن بوسيله بازوهاي توزيع آب که از جنس پلی اتیلن میباشد روي پكينگ ها توزيع ميگردد.
برج خنک کننده مدار باز
برج خنک کننده مدار باز یکی از انواع برج های خنک کننده می باشد که در اکثر سیستم های تهویه و چیلر های تراکمی آب خنک از آن استفاده می شود. در این برج آب گرم بعد از ورود به برج خنک کننده به کمک نازل ها بر روی پکینگ ها پاشیده می شود و خنک می گردد. پکینگ ها سطح تماس هوا با آب را افزایش می‌دهند و به این ترتیب باعث افزایش انتقال حرارت می شوند. آب خنک شده در تشتک زیر برج جمع می شود و به کمک پمپ ها برای خنک کاری در مبدل حرارتی کندانسور چیلر استفاده می شود.
برج خنک کننده مدار بسته
برج خنک کننده مدار بسته یکی از انواع برج های خنک کننده می باشد. آب گرم در درون کویل مدار بسته جریان پیدا می کند و با پاشش آب بر روی پکیج ها و جریان هوای داخل برج ها، دمای آب گرم کاهش پیدا میکند. قیمت تمام شده برج های خنک کننده مدار بسته نسبت به برج های خنک کننده مدار باز به علت وجود کویل های تبادل حرارت، پمپ و … بسیار بیشتر است. برج های خنک کننده مدار بسته معمولاً در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
اجزای برج خنک کن
1- فن: فنها نقش مهمی در خنک سازی دارند و از نوع فن محوری یا فن گریز از مرکز میباشد.
2- پکینگ ها: برای افزایش تبادل حرارتی بین جریان آب و هوا در داخل برج خنک کن از پکینگ ها استفاده میگردد.
3- حوضچه: در قسمت زیرین برج خنک کن قرار دارد و آب خنک شده در آن جمع آوری شده و به سمت سیستمهای سردسازی هدایت میشود.
4- قطره گیر: تیغه‌های قطره گیر برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آنها به محیط بیرون از برج خنک کننده به کار میرود.
برجهای خنک کننده شرکت تهویه نوین ایرانیان در دو نوع مکعبی و گرد از جنس فایبرگلاس تولید میگردد.
کاتالوگ برج خنک کن
محل نصب برج خنک کننده
محل نصب برج های خنک کننده باید در فضای آزاد تعبیه شود تا هوای تازه بدون هیچ مانعی به داخل برج خنک کننده وارد شود. همچنین نباید تعداد زیادی برج خنک کننده را در فواصل کم از یکدیگر قرار داد. مطابق با استانداردها می توان برج های خنک کننده را در کنار یکدیگر نصب کرد تا هوای گرم هر یک از برج های خنک کننده به کولینگ تاور کناری وارد نشود. محل نصب برج خنک کننده باید استحکام لازم را داشته باشد و در غیر این صورت باید آن محل را تقویت نمود.
نکات مهم در هنگام خرید برج خنک کننده
- جنس بدنه برج خنک کننده
- دبی آب در گردش کندانسور یا برج خنک کننده
- نوع برج خنک کننده که مدار باز یا مدار بسته باشد.
- اختلاف دمای آب ورودی و خروجی به برج خنک کننده
- شکل ظاهری برج خنک کننده که مکعبی یا مدور باشد.
- دمای هوای خشک محیط اطراف محل نصب برج خنک کننده
- دمای هوای مرطوب محیط اطراف محل نصب برج خنک کننده
- ظرفیت برج خنک کننده که باید با توجه به نیاز پروژه و ظرفیت چیلر ( بر اساس تن تبرید ) انتخاب شود.
- دارا بودن هیتر برقی در تشتک برج خنک کننده برای جلوگیری از یخ زدگی در فصول سرد سال در برج های خنک کننده صنعتی
نکته ای که باید به آن توجه شود این است که برج های خنک کننده بر اساس پارامترهای مختلف یک پروژه برآورد ظرفیت میشود و نوع آن تعیین میگردد. بهتر است از برج های خنک کننده کارکرده یا دست دوم در پروژه های دیگر استفاده نشود.
عوامل موثر بر قیمت برج خنک کننده
عوامل بسیاری بر روی قیمت برج خنک کننده تاثیرگذار می باشد که در زیر به بعضی از آنها اشاره می شود :
- نوع پکینگ
- الکتروموتور
- جنس پروانه
- نوسانات ارزی
- جنس قطره گیر
- نوع رزین مصرفی
- ظرفیت برج خنک کننده
- تعداد لایه های مصرفی
- جنس بدنه برج خنک کننده
- نوع برج خنک کننده از نظر مدار باز یا بسته بودن ، جریان متقاطع یا مخالف بودن ، مدور یا مکعبی بودن