انواع برج خنک کننده

در این مقاله به بررسی مدل های مختلف برج خنک کننده خواهیم پرداخت و همچنین یک نوع از آن را که در ایران بسیار مرسوم و پرطرفدار است، مورد بررسی قرار می دهیم تا تفاوت و شباهت آن را با سایر مدل ها متوجه شوید. همراه ما باشید.

برج خنک کن می تواند اختلاف دمایی در حدود 40 درجه را ایجاد کند. برای مثال، برج خنک کنی که با چیلر کار می کند، می تواند دمای آب گرم ورودی 37 تا 40 درجه را به 30 تا 32 درجه تقلیل دهد. این فرآیند از طریق تبخیر آب صورت می گیرد.

برج خنک کن را می توان بر اساس جهت حرکت آب و هوا، روش انتقال حرارت و نوع مکش هوا به انواع مختلف تقسیم کرد. برخی از این انواع عبارتند از:

برج خنک کن جریان متقاطع: در این دستگاه ورود آب از بالا به پایین و جریان هوا هم به صورت متقاطع وارد می شود و پس از تماس با آب از بالا خارج می شود. این سیستم به ۲ دلیل مهم بسیار پر استفاده است: ۱.کم هزینه ترین سیستم خنک کننده با آب است. ۲.میزان هدر رفت آب گرم در آن بسیار کم است.

برج خنک کن جریان نا هم سو: در این دستگاه آب از بالای برج و هوا در خلاف جهت آن از پایین وارد می شود. ناهمسو بودن فرایند، هم از نظر انتقال جرمی و هم انتقال حرارت بازدهی بالاتری نسبت به متقاطع دارد.

برج خنک کن جریان هم سو: در این دستگاه آب و هوا در یک جهت وارد و خارج می شوند. این نوع برج خصوصاً در مناطق با رطوبت بالای هوا مناسب است.

برج خنک کن خشک: در این دستگاه آب نقشی ندارد، بلکه سیال فرایندی با عبور از یک مبدل توسط هوا خنک می شود.

برج خنک کن مدار باز: خنک سازی در این برجها با تبخیر آب انجام می شود. این نوع برج بازده بالای انرژی دارد و جنس بدنه آن فایبرگلاس است که مقاوم در برابر شکستگی، پوسیدگی و تاثیر اشعه UV است. همچنین این برج ها به صورت مدور یا مکعبی تولید می شوند و جهت حرکت آب و هوا در آنها مخالف است.

برج خنک کن فایبرگلاس یک نوع برج خنک کن است که بدنه آن از ماده کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شده است. این نوع برج دارای مزایایی نسبت به برج های خنک کن دیگر است، مانند مقاومت در برابر شکستگی، پوسیدگی و تاثیر اشعه UV، سبکی وزن، طول عمر بالا و هزینه نگهداری پایین. اساس عملکرد برج خنک کن فایبرگلاس همانند دیگر برج های خنک کن است و مبتنی بر تبادل حرارت و جرم بین آب و هوا از طریق تبخیر آب است. در واقع فقط جنس بدنه آن متفاوت است.

به نظر می رسد که در ایران از انواع مختلف برج های خنک کن استفاده می شود، اما بیشترین استفاده از برج های خنک کن مرطوب یا مدار باز است. این نوع برج ها آب گرم را با تماس مستقیم با جریان هوای تازه خنک می کنند و بخشی از آب را به صورت بخار از دست می دهند. برج های خنک کن فایبرگلاس نیز به علت مزایایی که قبلاً ذکر شد، در صنایع مختلف مانند پتروشیمی، فولاد، نفت و گاز و نیروگاه ها کاربرد دارند.

در ادامه انواع دیگر کولینگ تاور و روش های مختلف دسته بندی را ارائه خواهیم کرد، همراه ما باشید و در صورت وجود هرگونه سوال با کارشناسانمان تماس بگیرید. اکنون به انواع برج های خنک کننده (راهنمای کلی برای شناخت انواع سیستم کولینگ تاور) توجهتان را جلب می کنیم:

انواع برج خنک کننده:

• طبقه بندی بر اساس استفاده
• طبقه بندی بر اساس ساخت
• روش های تولید جریان هوا
• روش های انتقال حرارت
• جریان هوا به آب

انواع برج خنک کننده

اندازه ها و انواع مختلف برج خنک کننده برای نیازها و کاربردهای مختلف طراحی شده اند. اگرچه انواع مختلف طرح های برج خنک کن تفاوت دارند، اما عملکرد اصلی همه این نوع ها یکسان است، زیرا هدف همه آن ها پراکنده کردن گرما از یک سیستم به هوای بیرون از طریق تبخیر است.

طبقه بندی بر اساس استفاده:

برج خنک کننده بر اساس کاربردشان به دو نوع دسته بندی می شوند که در ادامه توضیح داده شده است.

سیستم گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC)

یک برج خنک کننده HVAC (گرمایش و تهویه مطبوع) برای دفع گرمای ناخواسته چیلر استفاده می شود. چیلرهای خنک شونده با مایع معمولاً به دلیل انتقال گرما به آب برج، نسبت به چیلرهای هوا خنک کارآمدتر در مورد انرژی هستند. چیلرهای هوا خنک باید گرما را در دمای شبنم یا بالاتر دفع کنند و در نتیجه متوسط اثربخشی چرخه معکوس کارنو کمتری دارند.

برج های خنک کننده HVAC معمولا کوچکتر از برج های خنک کننده صنعتی هستند و کاربردهای تجاری مانند خنک کردن آب در گردش پالایشگاه های نفت، نیروگاه ها و کارخانه های شیمیایی و همچنین ساختمان های خنک کننده مانند ساختمان های اداری بزرگ، بیمارستان ها، مدارس و دانشکده ها را دارند.

برج های خنک کننده صنعتی

از برج های خنک کننده صنعتی می توان برای حذف گرما از منابع مختلف مانند ماشین آلات یا موادی که دارای فرآیند گرمازا هستند استفاده کرد. کاربرد اصلی برج های خنک کننده صنعتی بزرگ، حذف گرمای جذب شده در سیستم های خنک کننده آب در گردش مورد استفاده در نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت، پتروشیمی، کارخانه های فرآوری گاز طبیعی، کارخانه های فرآوری مواد غذایی، کارخانه های نیمه هادی و سایر صنایع است. امکاناتی مانند کندانسور، ستون های تقطیر، خنک کننده مایع در تبلور و غیره است.

طبقه بندی بر اساس ساخت:

برج های خنک کننده می توانند بر اساس ساختارشان متفاوت باشند که شامل موارد زیر است:

• نوع آماده

پوسته در این نوع به دلیل مقاومت در برابر حرارت و همچنین دوام بالا با موادی مانند پلی استر تقویت شده با فایبرگلاس طراحی می شود و همچنین مواد مورد استفاده برای ایجاد پوسته در این نوع باید بدون خوردگی باشد. بدنه این نوع پیش ساخته و فشرده است و از این رو حمل و نقل آن نیز آسان است. نوع بسته بندی در تاسیساتی که نیاز به دفع حرارت کم است، استفاده می شود. مانند ساختمان های اداری، بیمارستان ها و مراکز خرید. به دلیل استفاده مکرر از آن ها در مناطق مسکونی یا نزدیک به آن، کنترل سطح صدا موضوع نسبتاً مهمتری برای برج های خنک کننده از این نوع پکیج آماده است.

• نوع ساخت در محل

بر خلاف نوع پکیج، این نوع برج خنک کننده صنعتی بزرگ است و به دلیل ظرفیت بیشتر دفع حرارت در تاسیسات عظیمی مانند نیروگاه ها، کارخانه های فرآوری فولاد، پالایشگاه های نفت و یا پتروشیمی استفاده می شود. آن ها را می توان با نیازهای صنعتی شما و بر اساس مشخصات سفارشی تنظیم کرد.

روش های تولید جریان هوا:

با توجه به استفاده هوا از طریق برج، سه نوع برج خنک کننده وجود دارد: مکش طبیعی، مکش مکانیکی و میکس مکش طبیعی و فن.

مکش طبیعی

شکل و طراحی در این نوع باعث می شود که هوا به طور طبیعی در سراسر برج جریان یابد. قانون چگالی مختلف بین هوای گرم و هوای محیط این فرآیند را ممکن می سازد. هوای گرم و مرطوب بیشتر فعال است تا هوای خنک و از داخل برج به سادگی بالا می رود، در حالی که هوای خنک و خشکی که بیرون برج است، از بالای برج وارد می شود. این فرآیند در یک حلقه اتفاق می افتد و در نتیجه آب خنک می شود. برج های مکش طبیعی معمولا در خارج از ساختمان قرار می گیرند تا جریان هوای مناسبی داشته باشند.

مکش مکانیکی

این نوع برج خنک کننده به یک فن نیاز دارد تا هوا را از طریق سیستم عبور دهد تا یکی از مراحل ضروری خنک کردن آب جاری در سیستم با کمک این هوا صورت گیرد. این هوا با کمک فن های پروانه ای یا گریز از مرکز به گردش در می آید. سرعت فن قابل کنترل است و در نتیجه کنترل ظرفیت سیستم خنک کاری نیز آسان می شود. در مقایسه با نوع مکش طبیعی، این یکی ساختار بسیار کوچکتری دارد. کارایی نوع کشش مکانیکی بسیار بیشتر از برج های کشش طبیعی است و بر خلاف آن، در صورت تخلیه مناسب می توانند در هر نقطه ای از داخل ساختمان قرار گیرند. اما یکی از معایب آن ها این است که نسبت به نوع دیگر برق بیشتری مصرف می کنند و هزینه بیشتری برای کارکرد دارند.

برج های خنک کننده کششی مکانیکی، خود از 2 نوع تشکیل شده اند که به شرح زیر می باشد.

4. کشش القایی

کشش القایی یک برج کشش مکانیکی به کمک یک فن در قسمت تخلیه (در بالا) است که هوا را از طریق برج به بالا می کشد. فن هوای مرطوب داغ را از محل تخلیه خارج می کند. این سرعت هوای ورودی و خروجی کم را ارمغان می آورد و امکان چرخش مجدد را کاهش می دهد که در آن هوای تخلیه شده به داخل ورودی هوا برنمی گردد. این چیدمان فن/باله به عنوان کشش عبوری نیز شناخته می شود.

2. کشش اجباری

کشش اجباری یک برج کشش مکانیکی با یک فن از نوع دمنده در ورودی است. فن هوا را وارد برج می کند و سرعت هوای ورودی و خروجی بالا را ایجاد می کند. سرعت خروج پایین بسیار مستعد چرخش مجدد است. با وجود فن روی ورودی هوا، فن بیشتر در معرض عوارض ناشی از شرایط یخ زدگی است. یکی دیگر از معایب این است که یک طراحی کشش اجباری معمولاً به اسب بخار موتور بیشتری نسبت به طراحی پیش ران القایی معادل نیاز دارد. مزیت طراحی مکش اجباری توانایی آن در کار با فشار استاتیکی بالا است. چنین تنظیماتی را می توان در فضاهای محدودتر و حتی در برخی شرایط داخلی نصب کرد. این هندسه فن/باله نیز به عنوان دمنده شناخته می شود.

میکس مکش طبیعی و فن

بادکش طبیعی به کمک فن یک نوع هیبریدی است که مانند یک مکش طبیعی به نظر می رسد، اگرچه جریان هوا توسط یک فن در صورت نیاز شکل می گیرد.