معرفی برج خنک کننده گرد
برج خنک کننده گرد یا برج خنک کننده با جریان طبیعی یکی از انواع برج‌های خنک‌کننده است که در سیستم‌های تهویه مطبوع و صنایع مختلف برای کاهش دمای آب یا مایعات استفاده می‌شود.
این برج‌ها معمولاً به شکل استوانه‌ای یا گرد طراحی می‌شوند و عمل خنک‌سازی را به‌وسیله تبخیر آب انجام می‌دهند.
در ادامه مقاله به بررسی برج خنک کننده گرد یا همان برج های خنک کننده مدور خواهیم پرداخت:
6 ویژگی برج خنک کننده گرد
- طراحی خاص و استوانه‌ای:
- برج‌های خنک‌کننده گرد معمولا دارای طراحی استوانه‌ای و با قطر نسبتاً بزرگ هستند که جریان هوای مناسبی برای انتقال گرما به بیرون فراهم می‌کنند.
- سیستم تبخیر طبیعی:
- در این برج‌ها، آب گرم به صورت یک لایه نازک از بالا به پایین جریان پیدا می‌کند و همزمان هوای سرد از پایین وارد برج می‌شود. در این فرآیند، بخشی از آب تبخیر می‌شود که باعث کاهش دمای باقی‌مانده آب می‌گردد.
- کاربرد:
- این برج‌ها در صنایع مختلف مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌ها، سیستم‌های تهویه مطبوع و تصفیه‌خانه‌ها به کار می‌روند. آن‌ها به‌ویژه در جاهایی که به حجم بالایی از خنک‌سازی نیاز است، مفید هستند.
- جریان هوا:
- جریان هوا در برج خنک‌کننده گرد می‌تواند به صورت طبیعی (با استفاده از تفاوت چگالی هوای گرم و سرد) یا با استفاده از فن‌های مکانیکی هدایت شود.
- میزان تبخیر و راندمان:
- راندمان برج‌های خنک‌کننده به عواملی مانند دما، رطوبت، و سرعت جریان هوا بستگی دارد. در برج‌های گرد، راندمان تبخیر معمولاً بالاست چرا که سطح تماس بین آب و هوا بیشتر از دیگر انواع برج‌ها است.
- نگهداری و هزینه:
- نگهداری برج‌های خنک‌کننده گرد ممکن است کمی پیچیده باشد زیرا باید توجه زیادی به تمیز نگه داشتن برج و جلوگیری از گرفتگی‌های داخلی و تشکیل رسوب داشته باشید. هزینه نصب این برج‌ها بسته به ابعاد و ویژگی‌های فنی ممکن است بالا باشد.
مزایای برج خنک کننده گرد
-
- راندمان بالا در تبادل حرارت
- کاهش دمای آب به مقادیر پایین‌تر نسبت به سایر روش‌ها
- طراحی ساده و عملکرد طولانی‌مدت
2 نوع اصلی برج خنک کننده گرد
- برج‌های خشک: این برج‌ها بیشتر برای مناطقی با دمای بالاتر طراحی می‌شوند و نیاز کمتری به مصرف آب دارند.
- برج‌های تر: این برج‌ها از آب برای انتقال حرارت استفاده می‌کنند و تبخیر آب در آن‌ها صورت می‌گیرد.
برج‌های خنک‌کننده گرد معمولاً در مناطق صنعتی و نیروگاهی کاربرد بیشتری دارند و در طراحی‌های بزرگ به کار می‌روند.
5 نوع از انواع برج خنک کننده مدور
برج‌های خنک‌کننده گرد (مدور) به‌طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند که بر اساس نحوه عملکرد و استفاده از آب و هوا دسته‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی‌ها شامل برج‌های تر و خشک هستند.
در ادامه انواع مختلف برج‌های خنک‌کننده گرد و ویژگی‌های آن‌ها شرح داده شده است:
1. برج خنک‌کننده گرد تر (Wet Cooling Tower)
در این نوع برج‌ها، تبادل حرارت از طریق تبخیر آب انجام می‌شود. این برج‌ها بیشتر در صنایع و نیروگاه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به کاهش دمای آب دارند.
ویژگی‌های برج خنک‌کننده تر:
- فرآیند تبخیر: آب در برج به شکل لایه‌ای نازک از بالا به پایین جریان می‌یابد و در این فرآیند، بخشی از آن تبخیر می‌شود. این تبخیر باعث کاهش دمای آب می‌شود.
- استفاده از آب: این برج‌ها به مقدار قابل توجهی آب مصرف می‌کنند چون بخشی از آب به‌صورت بخار به محیط اطراف می‌رود.
- کاربرد: به‌طور معمول در نیروگاه‌ها، کارخانه‌های صنعتی و سیستم‌های تهویه مطبوع بزرگ استفاده می‌شوند.
- مزایا:
- راندمان بالا در انتقال حرارت
- کاهش دمای آب به مقدار پایین
- مناسب برای استفاده در فرآیندهای صنعتی و نیروگاه‌ها
- معایب:
- مصرف زیاد آب
- نیاز به مراقبت و نگهداری بیشتر (به ویژه برای جلوگیری از رسوب و آلایندگی)
- ایجاد مشکلات در مناطق با کمبود آب
2. برج خنک‌کننده گرد خشک (Dry Cooling Tower)
در این نوع برج‌ها، تبادل حرارت بدون استفاده از تبخیر انجام می‌شود. به‌جای آن، حرارت از طریق جریان هوا به محیط منتقل می‌شود.
ویژگی‌های برج خنک‌کننده خشک:
- عدم استفاده از آب: در برج‌های خشک، هوا بدون نیاز به تبخیر برای کاهش دمای مایع (معمولاً آب یا روغن) جریان می‌یابد.
- کاربرد: این برج‌ها بیشتر در مناطقی که با کمبود منابع آب مواجه هستند یا در مواردی که مصرف آب باید کاهش یابد، استفاده می‌شوند.
- مزایا:
- مصرف آب صفر یا بسیار کم
- مناسب برای مناطق خشک یا بیابانی
- نیاز به نگهداری کمتری نسبت به برج‌های تر
- معایب:
- راندمان پایین‌تر در مقایسه با برج‌های تر
- نیاز به فضای بیشتر برای تبادل حرارت به دلیل استفاده از جریان هوای خشک
3. برج خنک‌کننده گرد هیبریدی (Hybrid Cooling Tower)
این نوع برج‌ها ترکیبی از دو روش خنک‌سازی تر و خشک هستند. در شرایط خاص، این برج‌ها می‌توانند به صورت تر عمل کنند و در شرایط دیگر (مثلاً در زمان‌هایی که آب کافی نیست یا دمای محیط پایین است)، به صورت خشک عمل کنند.
ویژگی‌های برج خنک‌کننده هیبریدی:
- ترکیب دو روش: این برج‌ها می‌توانند هم از تبخیر و هم از هوا برای انتقال حرارت استفاده کنند.
- کاربرد: در شرایطی که مدیریت منابع آب و راندمان بالا به‌طور همزمان ضروری باشد، این برج‌ها کاربرد دارند.
- مزایا:
- مصرف آب متغیر است و می‌توان بر اساس شرایط آن را تنظیم کرد.
- راندمان بالاتر در مقایسه با برج‌های خشک
- معایب:
- هزینه نصب و نگهداری بیشتر نسبت به برج‌های خنک‌کننده خشک یا تر
4. برج خنک‌کننده گرد با جریان طبیعی (Natural Draft Cooling Tower)
در این نوع برج‌ها، جریان هوا به‌طور طبیعی به کمک تفاوت دمای هوا و بخار درون برج ایجاد می‌شود. این برج‌ها بیشتر در نیروگاه‌های بزرگ استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های برج خنک‌کننده با جریان طبیعی:
- جریان طبیعی هوا: در این برج‌ها، جریان هوا به‌طور طبیعی ایجاد می‌شود و نیازی به فن‌های مکانیکی برای جابجایی هوا نیست.
- ارتفاع زیاد: این برج‌ها معمولاً بسیار بلند هستند تا جریان طبیعی هوا بهتر انجام شود.
- کاربرد: به‌ویژه در نیروگاه‌های هسته‌ای یا بزرگ استفاده می‌شوند.
- مزایا:
- مصرف انرژی کمتر به دلیل عدم نیاز به فن‌های مکانیکی
- کارکرد با سرعت طبیعی جریان هوا
- معایب:
- هزینه نصب بالای برج‌های بلند
- فضای زیادی نیاز است
5. برج خنک‌کننده گرد با جریان مکانیکی (Mechanical Draft Cooling Tower)
این نوع برج‌ها دارای فن‌هایی هستند که جریان هوا را درون برج هدایت می‌کنند. به این نوع برج‌ها برج‌های مکانیکی گفته می‌شود.
ویژگی‌های برج خنک‌کننده مکانیکی:
- استفاده از فن: در این برج‌ها، برای حرکت هوا از فن‌های مکنده یا دمنده استفاده می‌شود.
- کاربرد: این برج‌ها برای کاربردهای صنعتی و تهویه مطبوع مناسب هستند.
- مزایا:
- کنترل بهتر جریان هوا
- طراحی انعطاف‌پذیر و امکان نصب در فضای محدود
- معایب:
- مصرف انرژی برای راه‌اندازی فن‌ها
- نیاز به نگهداری فن‌ها و قطعات مکانیکی
-
برج‌های تر: مناسب برای خنک‌سازی سریع و کاهش دمای آب به مقدار پایین، اما مصرف آب زیاد است.
-
برج‌های خشک: نیاز به آب کم دارند و بیشتر در مناطق کم‌آب استفاده می‌شوند، اما راندمان کمتری دارند.
-
برج‌های هیبریدی: ترکیب برج‌های تر و خشک برای انعطاف‌پذیری بیشتر.
-
برج‌های با جریان طبیعی: نیازی به فن ندارند و از جریان هوای طبیعی برای تبادل حرارت استفاده می‌کنند.
-
برج‌های با جریان مکانیکی: استفاده از فن برای هدایت جریان هوا و مناسب برای فضاهای محدودتر.
اجزا داخلی برج خنک کننده گرد
برج‌های خنک‌کننده گرد (استوانه‌ای) از اجزا و قطعات مختلفی تشکیل شده‌اند که هرکدام نقش خاصی در فرآیند انتقال حرارت و خنک‌سازی ایفا می‌کنند. این اجزا به‌طور کلی شامل بخش‌های مکانیکی، هیدرولیکی، و ساختاری هستند.
در ادامه اجزای اصلی برج خنک‌کننده گرد را بررسی می‌کنیم:
1-بدنه برج (Tower Shell)
- شرح: بدنه برج خنک‌کننده معمولاً از جنس فولاد یا بتن ساخته می‌شود و به‌صورت استوانه‌ای یا مخروطی شکل است. این بدنه وظیفه دارد که ساختار برج را پشتیبانی کند و در برابر فشارهای داخلی و خارجی مقاوم باشد.
- ویژگی‌ها:
- مقاومت در برابر شرایط جوی مختلف (باران، باد، خورشید و غیره)
- عایق‌بندی مناسب برای جلوگیری از نشت حرارت یا رطوبت
2-فن‌ها (Fans)
- شرح: فن‌ها معمولاً در قسمت بالای برج قرار دارند و وظیفه دارند هوای سرد را از داخل برج به بیرون هدایت کنند. در برج‌های خنک‌کننده با جریان مکانیکی، این فن‌ها باعث ایجاد جریان هوا می‌شوند.
- ویژگی‌ها:
- می‌توانند به‌صورت مکنده (فن‌های مکش) یا دمنده (فن‌های دمنده) طراحی شوند.
- معمولا از جنس آلومینیوم یا فولاد ضدزنگ برای مقاومت در برابر خوردگی ساخته می‌شوند.
3-پخش‌کننده‌ها (Distributors)
- شرح: پخش‌کننده‌ها در بالای برج و در نزدیکی ورودی آب قرار دارند و وظیفه دارند تا آب را به‌طور یکنواخت در سطح برج پخش کنند. این عمل باعث می‌شود که سطح تماس آب با هوا افزایش یابد و تبادل حرارت به‌طور موثری انجام شود.
- ویژگی‌ها:
- معمولاً از جنس پلاستیک مقاوم در برابر حرارت و خورندگی ساخته می‌شوند.
- به‌صورت لوله‌ای با سوراخ‌های کوچک طراحی می‌شوند که آب را به‌طور یکنواخت پخش می‌کنند.
4-پرکن‌ها یا پکینگ‌ها (Fill Media)
- شرح: پرکن‌ها یا پکینگ‌ها، ساختارهایی هستند که در داخل برج قرار دارند و به افزایش سطح تماس آب و هوا کمک می‌کنند. این اجزا معمولاً از جنس پلاستیک، فایبرگلاس یا مواد مشابه ساخته می‌شوند و به‌صورت صفحات یا لایه‌های شبکه‌ای طراحی می‌شوند.
- ویژگی‌ها:
- افزایش سطح تماس برای تبادل حرارت مؤثرتر
- جنس آن‌ها باید مقاوم در برابر رسوبات و خوردگی باشد.
5-جمع‌کننده‌ها (Collection Basin)
- شرح: جمع‌کننده‌ها در پایین برج قرار دارند و وظیفه جمع‌آوری آب خنک‌شده را بر عهده دارند. این آب پس از خنک شدن به مدار بازگشت می‌کند تا دوباره به سیستم انتقال داده شود.
- ویژگی‌ها:
- معمولاً از جنس بتن یا پلاستیک مقاوم در برابر خورندگی ساخته می‌شوند.
- باید طراحی مناسبی برای جلوگیری از تجمع رسوبات و آلاینده‌ها داشته باشند.
6-لوله‌های انتقال آب (Water Distribution Pipes)
- شرح: این لوله‌ها وظیفه انتقال آب گرم از سیستم‌های مختلف به برج خنک‌کننده و سپس بازگشت آب خنک‌شده به سیستم را دارند.
- ویژگی‌ها:
- معمولا از جنس فلزی یا پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت و خوردگی هستند.
- لوله‌های توزیع آب گرم به‌طور معمول در بالای برج قرار دارند تا آب را به‌طور یکنواخت روی پرکن‌ها توزیع کنند.
7-محفظه‌های ورودی و خروجی هوا (Air Inlet and Outlet Louvers)
- شرح: این اجزا به‌عنوان دریچه‌هایی برای ورود و خروج هوای سرد و گرم در برج عمل می‌کنند. دریچه‌های ورودی هوا معمولاً در پایین برج و دریچه‌های خروجی هوا در بالای برج قرار دارند.
- ویژگی‌ها:
- کمک به هدایت هوای سرد به داخل برج و هوای گرم به خارج برج.
- طراحی مناسب این دریچه‌ها می‌تواند راندمان برج را افزایش دهد و از ورود هوای آلوده یا آلودگی به برج جلوگیری کند.
8-پایه و شاسی برج (Base and Structural Frame)
- شرح: پایه برج وظیفه پشتیبانی از تمامی اجزا و ساختار برج را بر عهده دارد. شاسی و سازه‌های فولادی به برج استحکام می‌دهند تا بتوانند وزن برج و فشارهای ناشی از عملکرد آن را تحمل کنند.
- ویژگی‌ها:
- معمولاً از فولاد ضدزنگ یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شوند.
- طراحی دقیق و مقاوم برای جلوگیری از خرابی در برابر بارهای مختلف ضروری است.
9-دریچه‌های تخلیه (Drainage System)
- شرح: این سیستم وظیفه تخلیه آب اضافی یا آب آلودگی‌های ناشی از تبخیر را بر عهده دارد.
- ویژگی‌ها:
- معمولاً از لوله‌های پلاستیکی یا فلزی مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شوند.
- جلوگیری از تجمع آب اضافی و کنترل سیستم‌های آب‌های زائد بسیار مهم است.
10-سیستم کنترل و نظارت (Control and Monitoring System)
- شرح: سیستم‌های کنترلی شامل سنسورها، ترموستات‌ها، و تجهیزات دیجیتال برای نظارت و کنترل عملکرد برج خنک‌کننده هستند.
- ویژگی‌ها:
- شامل سنسورهای دما، رطوبت و فشار برای اندازه‌گیری شرایط برج
- سیستم‌های اتوماسیون برای تنظیم سرعت فن‌ها، جریان آب و دیگر اجزا
اجزاء اصلی برج خنک‌کننده گرد به‌طور کلی برای انتقال حرارت، تبادل هوای سرد و گرم، و مدیریت آب طراحی شده‌اند.
این اجزا شامل:
- بدنه برج
- فن‌ها
- پخش‌کننده‌ها
- پرکن‌ها
- جمع‌کننده‌ها
- لوله‌ها
- دریچه‌ها
- سیستم‌های کنترلی
هستند که همه با هم به افزایش راندمان برج و بهبود کارکردبرج کمک می‌کنند.
مزیت برج های خنک کننده گرد استوانه ای
برج‌های خنک‌کننده گرد (استوانه‌ای) به دلیل طراحی خاص خود مزایای زیادی دارند که آن‌ها را برای استفاده در بسیاری از صنایع و سیستم‌های تهویه مطبوع مناسب می‌سازد.
در ادامه مقاله به برخی از مزایای برج‌های خنک‌کننده گرد اشاره می‌کنیم:
1) راندمان بالای انتقال حرارت
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد دارای طراحی خاصی هستند که سطح تماس بین آب و هوا را افزایش می‌دهند. این افزایش سطح تماس به تبادل حرارت بیشتر و در نتیجه خنک‌سازی بهتر آب منجر می‌شود.
- مزیت: این ویژگی باعث می‌شود که برج‌های گرد بتوانند دمای آب را به‌طور مؤثرتر کاهش دهند و عملکرد بهتری در مقایسه با سایر برج‌ها داشته باشند.
2) طراحی ساده و مستحکم
- شرح: طراحی استوانه‌ای و ساختار مقاوم برج‌های خنک‌کننده گرد باعث می‌شود که این برج‌ها در برابر بارهای خارجی (مانند بادهای شدید یا باران‌های سنگین) مقاومت بالایی داشته باشند.
- مزیت: این برج‌ها می‌توانند در شرایط جوی سخت و محیط‌های صنعتی مختلف به‌خوبی عمل کنند و عمر طولانی‌تری داشته باشند.
3) کارکرد پایدار و طولانی‌مدت
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد با توجه به مواد و ساختار مقاوم‌شان، معمولاً به نگهداری کمتری نیاز دارند و عمر مفید بالاتری دارند.
- مزیت: به‌ویژه در صنایع بزرگ و نیروگاه‌ها که نیاز به بهره‌برداری 24 ساعته از برج خنک‌کننده دارند، این ویژگی بسیار مهم است.
4) راندمان انرژی بالا
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد، به ویژه انواع طبیعی آن‌ها، نیازی به استفاده از انرژی اضافی برای ایجاد جریان هوا ندارند (چرا که از جریان طبیعی هوا بهره می‌برند).
- مزیت: این ویژگی باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
5) صرفه‌جویی در مصرف آب
- شرح: در برج‌های خنک‌کننده گرد با طراحی مناسب، می‌توان مصرف آب را بهینه کرد. در برج‌های خشک و هیبریدی (ترکیب تر و خشک)، مصرف آب به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
- مزیت: این مزیت به‌ویژه در مناطق کم‌آب و خشک از اهمیت بالایی برخوردار است.
6) انعطاف‌پذیری در طراحی و نصب
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد قابل طراحی برای انواع مختلف شرایط محیطی و نیازهای صنعتی هستند. آن‌ها می‌توانند با اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف برای تطبیق با نیازهای خاص هر سیستم طراحی شوند.
- مزیت: این ویژگی به مهندسان اجازه می‌دهد که برج‌های خنک‌کننده را به‌طور دقیق با سیستم‌های صنعتی و نیازهای ویژه تطبیق دهند.
7) کمتر بودن مشکلات ناشی از رسوب و گرفتگی
- شرح: با توجه به طراحی خاص برج‌های خنک‌کننده گرد، جریان آب به‌طور یکنواخت و بدون موانع بزرگ در سطح برج پخش می‌شود. این طراحی می‌تواند از تجمع رسوبات جلوگیری کند.
- مزیت: این ویژگی باعث کاهش نیاز به تمیزکاری و نگهداری مکرر می‌شود و عمر مفید برج را افزایش می‌دهد.
8) کمترین اثرات زیست‌محیطی (در نوع طبیعی)
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد با جریان طبیعی هوا (بدون استفاده از فن) در برخی مدل‌ها کمترین مصرف انرژی و کمترین اثرات منفی محیطی را دارند.
- مزیت: این ویژگی‌ها به کاهش آلودگی هوا و صرفه‌جویی در مصرف منابع انرژی کمک می‌کند، که به نوبه خود به محافظت از محیط زیست کمک می‌کند.
9) آلودگی صوتی کمتر
- شرح: در برج‌های خنک‌کننده گرد با جریان طبیعی یا برج‌های خشک، به دلیل عدم استفاده از فن‌های بزرگ، میزان تولید صدای برج بسیار کمتر است.
- مزیت: این ویژگی باعث می‌شود که برج‌های خنک‌کننده گرد گزینه‌های بهتری برای استفاده در مناطقی با محدودیت‌های صوتی (مانند مناطق مسکونی یا مناطق حساس به آلودگی صوتی) باشند.
10) راه‌اندازی و عملکرد آسان
- شرح: نصب و راه‌اندازی برج‌های خنک‌کننده گرد معمولاً ساده است و به راحتی می‌توان آن‌ها را به‌طور مؤثر راه‌اندازی کرد.
- مزیت: این ویژگی باعث کاهش زمان نصب و هزینه‌های مربوط به راه‌اندازی می‌شود و بهره‌برداری از برج‌ها را سریع‌تر می‌کند.
برج‌های خنک‌کننده گرد به دلیل طراحی ویژه، راندمان بالا، مصرف انرژی کم، و استحکام در برابر شرایط مختلف، در بسیاری از صنایع و سیستم‌های تهویه مطبوع گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌روند. این برج‌ها علاوه بر خنک‌سازی مؤثر، در کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش عمر مفید سیستم نیز کمک می‌کنند.
کارکرد برج خنک کننده گرد
روش کار برج خنک‌کننده گرد به‌طور عمده به فرآیند تبادل حرارت و تبخیر آب وابسته است. در برج های مدور ، هدف اصلی کاهش دمای آب یا مایعات در حال گردش در سیستم‌های صنعتی است. فرآیند خنک‌سازی در برج‌های گرد به‌وسیله‌ی تماس مستقیم آب گرم با جریان هوا انجام می‌شود.
در ادامه مقاله طرز کار برج خنک‌کننده گرد را توضیح خواهیم داد:
1-ورود آب گرم به برج
- شرح: آب گرم از سیستم‌های صنعتی، مانند موتورخانه‌ها، نیروگاه‌ها یا فرآیندهای تولیدی به برج خنک‌کننده منتقل می‌شود. این آب معمولاً از دستگاه‌هایی مانند مبدل‌های حرارتی یا ماشین‌آلات تولید گرما می‌آید.
- چگونگی: آب وارد برج از طریق لوله‌های توزیع آب (پخش‌کننده‌ها) به سطح برج می‌رسد، جایی که در تماس با هوا قرار می‌گیرد.
2-پخش آب روی پرکن‌ها (Fill Media)
- شرح: آب گرم از طریق پخش‌کننده‌ها به‌طور یکنواخت روی پرکن‌ها (پکینگ‌ها) در داخل برج پخش می‌شود.
- چگونگی: پرکن‌ها سطح تماس وسیعی بین آب و هوا ایجاد می‌کنند و باعث افزایش تبادل حرارت بین دو ماده می‌شوند. این عمل باعث می‌شود که قسمت زیادی از انرژی گرمایی آب به هوا منتقل شود.
- ویژگی پرکن‌ها: این اجزا معمولاً از مواد پلاستیکی یا فایبرگلاس ساخته می‌شوند و به‌صورت شبکه‌هایی طراحی می‌شوند که از مسدود شدن و رسوب جلوگیری کنند.
3-تبخیر آب و انتقال گرما به هوا
- شرح: آب هنگام عبور از پرکن‌ها با هوا در تماس قرار می‌گیرد. بخشی از آب تبخیر می‌شود، که این فرآیند باعث کاهش دمای باقی‌مانده آب می‌شود.
- چگونگی: گرمای موجود در آب به هوای وارد شده به برج منتقل می‌شود. این انتقال حرارت به‌واسطه تبخیر بخش کوچکی از آب انجام می‌شود.
- تبخیر: در این مرحله، انرژی گرمایی از آب به هوا منتقل می‌شود و بخشی از آب به بخار تبدیل می‌شود.
- گرمایش هوا: هوای وارد شده به برج به‌تدریج گرم می‌شود و در نهایت به بیرون از برج هدایت می‌شود.
4-حرکت هوای سرد به داخل برج
- شرح: در برج‌های خنک‌کننده گرد، دو نوع جریان هوا وجود دارد: جریان طبیعی و جریان اجباری.
- جریان طبیعی: در برج‌های خنک‌کننده با جریان طبیعی، هوا به‌صورت خودکار وارد برج می‌شود. این هوا به‌دلیل تفاوت دمای هوا در خارج و داخل برج به سمت پایین حرکت می‌کند.
- جریان اجباری (فن‌ها): در برج‌های خنک‌کننده با جریان اجباری، فن‌هایی در بالای برج قرار دارند که هوای سرد را از بیرون به داخل برج هدایت می‌کنند.
- چگونگی: هوای سرد وارد برج شده و از طریق پرکن‌ها به سمت پایین جریان می‌یابد. این جریان هوا باعث افزایش تبادل حرارت بین آب و هوا می‌شود.
5-خروج هوای گرم و بخار از برج
- شرح: هوای گرم و بخاری که از تبخیر آب به‌وجود آمده است، از بالای برج خارج می‌شود. در برج‌های خنک‌کننده گرد، این هوای گرم به‌وسیله‌ی فن‌ها (در نوع جریان اجباری) یا به‌طور طبیعی (در نوع جریان طبیعی) از برج خارج می‌شود.
- چگونگی: به‌طور معمول، هوای گرم و بخار از طریق دریچه‌های خروجی در قسمت بالای برج به جو بیرون منتقل می‌شود.
6-جمع‌آوری آب خنک‌شده
- شرح: آبی که دمای آن کاهش یافته و از فرآیند تبخیر عبور کرده است، در قسمت پایینی برج جمع‌آوری می‌شود.
- چگونگی: این آب به‌عنوان آب خنک‌شده برای بازگشت به سیستم استفاده می‌شود. آب جمع‌آوری‌شده از طریق لوله‌های بازگشتی دوباره به فرآیندهای صنعتی یا تهویه مطبوع وارد می‌شود.
7-بازگشت آب به سیستم
- شرح: آب خنک‌شده که از طریق برج جمع‌آوری شده است، به سیستم صنعتی یا تهویه مطبوع باز می‌گردد.
- چگونگی: این آب در سیستم‌های صنعتی برای خنک‌سازی ماشین‌آلات، مبدل‌های حرارتی یا سایر تجهیزات استفاده می‌شود.
3 ویژگی خاص نحوه کار برج‌های خنک‌کننده گرد
-
جریان هوای طبیعی یا اجباری: برج‌های خنک‌کننده گرد می‌توانند از جریان هوای طبیعی برای حرکت هوا استفاده کنند که باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. یا در مواردی از فن‌های مکانیکی برای ایجاد جریان هوا استفاده می‌کنند.
-
تبخیر آب: تبخیر بخشی از آب در برج باعث کاهش دمای آب باقی‌مانده می‌شود. این فرآیند به‌ویژه در برج‌های خنک‌کننده تر (Wet) انجام می‌شود.
-
میزان مصرف آب: در برج‌های خنک‌کننده گرد با جریان طبیعی، میزان مصرف آب به‌طور نسبی کم است (در مقایسه با برج‌های با جریان اجباری).
نحوه عملکرد برج های خنک‌کننده مدور بر اساس تبادل حرارت و تبخیر آب از طریق تماس مستقیم با هوای سرد است. این فرآیند باعث کاهش دمای آب در سیستم‌های صنعتی می‌شود و به‌ویژه در کاربردهای بزرگ مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و صنایع تولیدی کارایی بالایی دارد.
راهنمای خرید برج خنک کننده گرد
هنگام خرید برج خنک‌کننده گرد (مدور)، باید به چندین عامل و نکته توجه کنید تا بهترین انتخاب را متناسب با نیازهای صنعتی و محیطی خود داشته باشید.
در ادامه مقاله به نکات مهم خرید برج خنک‌کننده گرد اشاره می کنیم :
1) ظرفیت خنک‌سازی (Cooling Capacity)
- شرح: مهم‌ترین ویژگی هر برج خنک‌کننده، ظرفیت خنک‌سازی آن است که باید متناسب با نیاز سیستم شما باشد. این ظرفیت باید به اندازه‌ای باشد که بتواند حرارت اضافی را از فرآیند یا سیستم شما به‌طور مؤثر جذب کرده و خنک کند.
- نکته: ظرفیت برج باید به دقت محاسبه شود. ظرفیت برج خنک‌کننده بر اساس دمای ورودی و دمای خروجی آب، جریان هوا و دمای مرطوب محیط تعیین می‌شود.
2) نوع برج خنک‌کننده (Type)
- شرح: برج‌های خنک‌کننده گرد در دو نوع عمده وجود دارند:
- برج‌های خنک‌کننده تر (Wet Cooling Towers): که در آن‌ها فرآیند تبخیر برای کاهش دما اتفاق می‌افتد.
- برج‌های خنک‌کننده خشک (Dry Cooling Towers): که در آن‌ها فقط تبادل حرارت از طریق هوای خشک صورت می‌گیرد.
- نکته: بسته به شرایط محیطی و میزان مصرف آب، باید انتخاب کنید که برج خنک‌کننده تر یا خشک برای شما مناسب است.
3) جریان هوا (Airflow)
- شرح: جریان هوا به‌طور مستقیم بر راندمان برج تأثیر می‌گذارد. در برج‌های خنک‌کننده گرد، جریان هوا می‌تواند به‌صورت طبیعی یا اجباری (با استفاده از فن‌ها) باشد.
- نکته: برج‌هایی که از فن‌های اجباری استفاده می‌کنند، می‌توانند هوا را به‌طور کنترل‌شده‌تری به داخل برج هدایت کنند و عملکرد بهتری داشته باشند، اما مصرف انرژی بیشتری دارند.
4) نوع پرکن‌ها (Fill Media)
- شرح: پرکن‌ها (پکینگ‌ها) اجزای مهمی هستند که نقش اساسی در افزایش سطح تماس بین آب و هوا دارند. مواد مختلفی برای پرکن‌ها وجود دارد که شامل پلاستیک، فایبرگلاس و مواد مقاوم در برابر خوردگی هستند.
- نکته: انتخاب پرکن‌های با کیفیت بالا می‌تواند به افزایش راندمان برج و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری کمک کند.
5) مصرف انرژی
- شرح: برج‌های خنک‌کننده به‌ویژه مدل‌های با فن اجباری، به انرژی نیاز دارند. مصرف انرژی در سیستم‌های فن‌دار مهم است، زیرا می‌تواند تأثیر زیادی بر هزینه‌های عملیاتی داشته باشد.
- نکته: بهتر است از برج‌هایی با فن‌های کم‌مصرف یا مدل‌هایی که از جریان طبیعی هوا استفاده می‌کنند، انتخاب کنید تا در مصرف انرژی صرفه‌جویی شود.
6) مواد ساخت (Material of Construction)
- شرح: برج‌های خنک‌کننده باید از مواد مقاوم در برابر شرایط جوی و خوردگی ساخته شده باشند. مواد رایج شامل فولاد ضدزنگ، فایبرگلاس و PVC هستند.
- نکته: در انتخاب مواد باید به محیطی که برج در آن نصب خواهد شد توجه کنید. برای مناطق ساحلی یا صنعتی با خورندگی بالا، بهتر است از مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود.
7) اندازه و طراحی
- شرح: اندازه برج و طراحی آن باید متناسب با فضای موجود و ظرفیت مورد نیاز باشد.
- نکته: اطمینان حاصل کنید که فضای کافی برای نصب و نگهداری برج وجود دارد. همچنین، برج‌های با طراحی فشرده‌تر می‌توانند فضای کمتری را اشغال کنند.
8) نگهداری و تعمیرات
- شرح: برج‌های خنک‌کننده نیاز به نگهداری منظم دارند تا از تجمع رسوبات و خرابی‌های احتمالی جلوگیری شود.
- نکته: هنگام خرید، بررسی کنید که برج خنک‌کننده دارای طراحی مناسب برای تسهیل در تعمیرات و نگهداری باشد. برج‌های با دسترسی آسان به اجزای داخلی و بخش‌های مکانیکی معمولاً برای نگهداری راحت‌تر هستند.
9) آلودگی صوتی
- شرح: برج‌های خنک‌کننده با فن‌های اجباری می‌توانند سر و صدای زیادی ایجاد کنند.
- نکته: اگر برج در نزدیکی مناطق مسکونی یا محیط‌هایی که محدودیت صوتی دارند نصب می‌شود، به آلودگی صوتی تولیدی توسط برج توجه کنید. انتخاب برج‌های با فن‌های کم‌صدا یا استفاده از مدل‌های با جریان طبیعی هوا می‌تواند به کاهش آلودگی صوتی کمک کند.
10) کیفیت و استانداردهای تولید
- شرح: انتخاب برج خنک‌کننده از سازندگان معتبر با استانداردهای بین‌المللی کیفیت بسیار مهم است.
- نکته: از برج‌های خنک‌کننده‌ای که استانداردهای بین‌المللی مانند ISO یا ASME را دارند، انتخاب کنید تا اطمینان حاصل کنید که محصول خریداری‌شده دارای کیفیت و دوام بالا است.
11) هزینه‌های عملیاتی و بهره‌برداری
- شرح: هزینه‌های عملیاتی شامل مصرف انرژی، آب و هزینه‌های نگهداری هستند.
- نکته: قبل از خرید، تمامی هزینه‌های مرتبط با بهره‌برداری و نگهداری برج را ارزیابی کنید تا مطمئن شوید که هزینه‌ها با بودجه و نیازهای بلندمدت شما هماهنگ است.
12) آلودگی و رسوب
- شرح: در برج‌های خنک‌کننده، آلودگی‌ها و رسوبات می‌توانند باعث کاهش کارایی سیستم و نیاز به تعمیرات بیشتر شوند.
- نکته: بررسی کنید که برج خنک‌کننده دارای طراحی مناسبی برای جلوگیری از رسوب و آلودگی باشد و از فیلترها یا سیستم‌های تصفیه مناسب برای آب ورودی استفاده کند.