برج خنک کننده و انواع آن

[badran.tahvieh]

برج خنک کننده و انواع آن

برج خنک کننده یا کولینگ تاور، نوعی مبدل حرارتی است که در آن در اثر برقراری تماس بین آب گرم و هوای خنک باعث پایین آمدن دمای آب گرم می شود. در صورتی که تصاویر پالایشگاه یا مجتمع های مسکونی بلند مرتبه را مشاهده کرده باشید، مطمئنا اولین چیزی که به چشم شما آمده، برج خنک کننده بوده است.

طرز کار برج خنک کننده
هوا وارد شده به برج خنک کننده همراه با خود مقداری رطوبت دارد که در تماس با آب گرم قرار می گیرد. در چنین حالتی به دلیل وجود اختلاف انرژی و هم چنین گرادیان غلظت، انتقال انرژی و جرم از آب به هوا انجام می شود. در این حالت، آب از فاز مایع تبخیر شده و به فاز بخار رفته و در اثر تبخیر، مقداری انرژی به فاز گازی تبدیل می شود. به این ترتیب در اثر تبخیر آب و خروج گرما از فاز مایع، دمای آب پایین می آید. شرط انجام این پروسه این است که هوای مورد استفاده در برج دارای مقدار کمی رطوبت باشد تا ظرفیت پذیرش آب تبخیر شده را داشته باشد.

محل های استفاده از برج خنک کننده
برج خنک کن به صورت گسترده در انواع صنایع از جمله در صنایع نفت، پتروشیمی، پالایشگاهی، نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های اتمی، کارخانجات مواد غذایی، شیمیایی و دارویی، صنایع ریخته گری و ذوب فلزات، کوره‌های القایی، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک و تولید شیشه و... و تقریباً هر جایی که در پروسه تولید و ساخت آن، به آب خنک نیاز باشد.

اجزاء اصلی تشکیل دهنده کولینگ تاور

1) فن
برای به جریان انداختن و جابجایی هوا در برج خنک کننده (کولینگ تاور) کاربرد دارد. دارای 2 نوع محوری (مکنده) که در بالای برج قرار می گیرد و سانتریفیوژ (دمنده) که در جلوی برج تعبیه می شود.
2) نازل های آب پاش
نازل هایی که در کلکتور آب ورودی به برج نصب می شوند، جریان آب داغ وارد شده را بر روی پکینگ ها پخش می کنند. پاشیده شدن آب توسط نازل ها، علاوه بر پراکندگی بهتر بر روی سطوح پکینگ، باعث کاهش فشار آب شده که در نهایت دمای تبخیر آن را پایین می آورد.
3) پکینگ
بخشی از کولینگ تاور است برای افزایش سطح تماس میان آب و هوا که منجر به افزایش میزان تبخیر می شود. به طوری که پس از پاشیده شدن آب به وسیله نازل ها، آب به صورت لایه های نازک در سطوح پکینگ به طور کامل پخش شده و در تماس با هوای بیشتری قرار می گیرد.
4) قطره گیر
برای جلوگیری از پرتاب آب به بیرون از برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد.
5) چوب اشباع
از چوب اشباع شده برای ایجاد سطح تماس بین آب و هوا استفاده می شود.

انواع برج های خنک کننده
تقسیم بندی انواع برج خنک کننده بر اساس پارامترهای مختلفی انجام می پذیرد. پارامترهای اصلی که برای دسته بندی برج های خنک کن در نظر گرفته اند عبارتند از:
1. مسیر جریان آب و هوا
2. روش انتقال حرارت
3. نحوه ساخت

انواع برج های خنک کننده بر اساس مسیر جریان آب و هوا

در این نوع دسته بندی یک برج خنک کننده به ۲ دسته طبقه بندی می شود:
1) جریان متقاطع
در برج خنک کننده متقاطع، ورود آب از بالا به پایین و جریان هوا هم به صورت متقاطع وارد شده و پس از تماس با آب از بالا خارج می شود.
2) جریان مخالف
برج خنک کننده جریان مخالف، کولینگ تاوری است که در آن آب از بالای برج و هوا در خلاف جهت آن از پایین برج وارد برج می شود. آب از بالای پرکن ها وارد برج شده و در قسمت پرشده برج با هوا تماس پیدا می کند.

انواع برج های خنک کننده بر اساس روش انتقال حرارت
1) برج خنک کننده خشک
2) برج خنک کننده مدار باز
3) برج خنک کننده مدار بسته

انواع برج های خنک کننده بر اساس نحوه ساخت
برج خنک کن جریان القایی
در برج خنک کننده جریان القایی،فن در ناحیه خروجی هوا قرار داد. مزیت این نوع برج خروج هوای گرم با سرعت بالا است و امکان گردش مجدد هوا به درون دستگاه را ندارد.
برج خنک کن جریان اجباری
در برج خنک کن جریان اجباری، فن در ناحیه ورود هوا قرار گرفته است و هوا را به داخل دستگاه وارد می‌کند.
محاسبات و طراحی کولینگ تاور
محاسبات در برج‌های خنک کننده بر پایه معادلات موازنه جرم و انرژی انجام می‌شود.

خرید برج خنک کننده
برای خرید کولینگ تاور پس از تهیه نقشه، باید با توجه شرایط دمایی، ظرفیت برج خنک کن مشخص گردد. همچنین باید نوع دستگاه، قطعات و تجهیزات، بررسی و انتخاب شوند و در نهایت نیز قیمت‌ها و خدمات تامین کنندگان را با یکدیگر مقایسه کرد و سپس نسبت به خرید برج خنک کن اقدام گردد.

قیمت برج خنک کننده
قیمت برج خنک کننده به پارامترهای مهم زیر بستگی دارد:
1. الکترو موتور
2. نوع رزین مصرفی
3. تعدادلایه های مصرفی
4. جنس پروانه
5. نوع پکینگ
6. جنس قطره گیر

منبع: شرکت بادران تهویه صنعت (طراحی، مهندسی و ساخت انواع برج خنک کننده و تجهیزات تهویه مطبوع)