برج خنک کننده


 شناخت و نحوه عملکرد برج خنک کننده (Cooling Tower)


برج خنک کننده برای دفع این حرارت و کاهش دمای آب واسط استفاده میشود که می‌تواند دمای آب را تا °7 فارنهایت برابر با ۳/۵ درجه سانتی گراد  بیشتر از دمای مرطوب محیط (Wet Bulb) خنک ‌کنند.
 این قابلیت باعث افزایش کاربری و استفاده روزافزون از برج خنک کننده شده است.

برج خنک کننده بر اساس انتقال همزمان جرم و حرارت عمل خنک کاری راانجام میدهد  بگونه ای که آب در برج خنک کننده پس از خروج از نازل ،تشتک و... بر روی سطوح پر کننده ریخته و سطح تماس آن با هوای محیط افزایش می یابد.

برج خنک کننده به دلایل مختلفی در برخی سیستم های صنعتی کاربرد ندارد.در این نوع سیستم‌ها، حرارت تولید شده یا جذب شده توسط کندانسورهای آبی و مبدل‌های حرارتی از سیستم دفع میشود و از آب به عنوان سیال واسطه و ناقل حرارت استفاده می‌شود. برای خنک کردن آب و دفع حرارت به محیط خارج از مبدل‌های حرارتی کندانسورها و رادیاتورها که با هوا خنک می‌شوند (Air Cooled) نیز استفاده می‌شود که در این سیستم آب تا 20 درجه فار نهایت بیشتر از دمای هوای خشک محیط خنک می‌شود که این اختلاف دمای بالا برای بسیاری از دستگاه ها و تجهیزات مناسب نمی باشد .


برج خنک کننده غالبا به ازای هر 5تا12 درجه فارنهایت دامنه ی درجه حرارت آب؛ یک درصد آب در حال گردش را تبخیر خواهد کرد. علاوه بر اتلاف آب ناشی از تبخیر؛ مقداری آب نیز توسط جریان هوا و تخلیه مداوم (Blow down) تلف خواهد شد. شکل زیر یک صفحه خنک کننده جریان متقاطع مکانیکی را با اجزایش نشان داده است.
 

انواع برج خنک کننده از لحاظ ظاهری و ساخت

 

انواع برج خنک کننده از لحاظ ظاهری و ساخت:
به سه گروه برج‌های خنک کننده مدور – مکعب و ذوزنقه‌ای تقسیم بندی می‌شوند.
 

برج خنک کننده مدور بامین تهویه       برج خنک کننده مکعبی بامین تهویه       برج خنک کننده ذوزنقه

 

انواع برج خنک کننده از نظر جریان هوا و آب

 

انواع برج خنک کننده از نظر جریان هوا و آب :
مکان نصب فن و نوع فن برج خنک کننده
 جهت جریان هوا در مقابل جهت جریان آب بر روی سطوح پرکن برج خنک کننده

در برج‌های جریان مخالف، جهت جریان هوا مخالف جهت جریان آب است ، آب به طور عمودی از بالا به سمت پایین و هوا به صورت عمودی از پایین به بالا جریان می‌یابد. 
در برج‌ خنک کننده جریان متقاطع این دو جریان تحت زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند. به طوری که آب به صورت عمودی از بالا به پایین و هوا به صورت افقی جریان می‌یابد.


برج‌ خنک کننده مدور الزاماً کانترفلو (جریان مخالف) با سیستم القایی و فن اکسیال می‌باشند. اما برج‌های خنک کننده مکعبی از نظر جریان هوا و آب و القایی و مکشی بودن و کانترفلو و کراس فلو بودن محدودیتی در ساخت ندارد. 

برج خنک کننده کانتر فلو (جریان مخالف) برج خنک کننده کراس فلو (جریان متقاطع)       
                 
برج خنک کننده کانتر فلو (جریان مخالف)                          برج خنک کننده کراس فلو (جریان متقاطع)


جهت جریان هوا و آب در برج های خنک کننده به دو نوع جریان مخالف Counter Flow و جریان متقاطع Cross Flow می‌باشد. مزایا و معایب برج های خنک کننده ی جریان مخالف و جریان متقاطع در جدول مشاهده می شود .

 

برج‌های خنک کننده از نظر جنس تشتک و بدنه

 

برج‌های خنک کننده از نظر جنس تشتک و بدنه:
عموماً به سه گروه برج‌های خنک کننده فایبر گلاس وبتنی و برج‌های خنک کننده گالوانیزه تقسیم بندی میشوند.


برج خنک کننده از نظر مدار عملکرد خنک کنندگی

 

برج خنک کننده از نظر مدار عملکرد خنک کنندگی به دو نوع تقسیم می‌شود.
در نوع اول آب گرم با هوای اتمسفر تماس مستقیم دارد. و لذا برج‌های با تماس مستقیم یا مدار باز نامیده می‌شود. (Direct Contact). در نوع دوم بین سیال گرم و هوای اتمسفر تماس مستقیم وجود ندارد. که به این نوع برج ‌خنک کننده با تماس غیر مستقیم (Indirect Contact) یا مدار بسته می‌گویند.


           برج خنک کننده مدار باز  برج خنک کننده مدار بسته
             برج خنک کننده مدار باز (Direct Contact)        برج خنک کننده مدار بسته (Indirect Contact)

 

اجزای برج خنک کننده
 

 پوسته بدنه برج خنک کننده (Casing)که دو وظیفه هم دارد یکی اینکه دیواره و محفظه‌ای را در اطراف پرکن‌ها (پکینگ‌ها) ایجاد می‌کند که مسیر هوای محصوربه محفظه‌ای را ایجاد کند و جریان هوا را از میان پرکن‌ها عبور دهد و دوم اینکه از پاشش آب به بیرون از برج خنک کننده جلوگیری می‌کند و داخل برج خنک کننده نگه می‌دارد.

پوسته‌ی بدنه در برج‌های خنک کننده معمولاً  از جنس گالوانیزه و یا فایبر گلاس آنتی UV ساخته می‌شود. تشتک تحتانی برج خنک کننده محل جمع آوری آب سرد جهت تامین مکش پمپ کندانسور می‌باشد عمق تشتک معمولاً بین 12 تا 18 اینچ است که عمق آب در زمان کار کمتر از 12 اینچ است. برج خنک کننده تشتک تحتانی


اسپرینکلر هد آلومینیومی برج خنک کننده بامین تهویه  


در برج‌های خنک کننده مکعب سیستم توزیع آب به دو صورت تشتک در بالای برج یا به صورت پاشش به وسیله نازل می‌باشد.

 نازل مربع پاش ضد رسوب برج خنک کننده مکعبی بامین تهویه
   


درکارکرد برج ‌های مدور باید زاویه پاشش آب روی پکنیگ‌‌ها- شبکه قطره گیر- تعداد دور بازوها واسپرینگلر طوری تنظیم شود که از پاشش آب به خارج برج خنک کننده جلوگیری شود. پکنیگ‌ها (Packing) یا همان پرکن‌های برج خنک کننده به انوع پکنیگ‌های فیلم یا لایه‌ای- پکنیگ‌های پاششی یا اسپلش که از PVC و PP و PE و ABS ساخته می‌شوند. 

پکینگ برج خنک کننده
                    


نگهدارنده‌های (Supports)جهت سر هم کردن اجزاء برج خنک کننده استفاده می‌گردد که معمولاً از جنس گالوانیزه گرم یا فایبر گلاس تقویت شده هستند. نگهدارنده‌ها در برج‌های خنک کننده جهت اتصال تشتک به بدنه- نصب الکتروموتور – مهار پکنیگ‌ها و به عنوان پایه نصب در برج‌های مدور بالای 150 تن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نگهدارنده برج خنک کننده        

الکتروموتورها (Motors)جهت به حرکت در آوردن فن برج خنک کننده استفاده می‌شود. و به دلیل اینکه در معرض بخار و ذرات آب می‌باشد می‌بایستی دارای حساسیت IP55 و کلاس حرارت F باشد.  

سه نوع موتور در سیستم های تهویه مطبوع وجود دارد:
موتورهای ODP (Open Drip Proof)
موتورهای TEFC(Totally Enclosed Fan-Cooled)
موتورهای TEAO(Totally Enclosed Air-Over)


تشتک برج خنک کننده معمولاً از جنس بدنه ساخته می‌شود. این قسمت از برج خنک کننده باید ظرفیت کافی برای جمع آوری آب در زمان خاموش بودن پمپ را داشته باشد.
حجم تشتک باید به اندازه‌ای باشدکه در زمان استارت پمپ کندانسور محل‌های خالی سیکل را پر نماید در غیر این صورت پمپ هوا می‌کشد.
تشتک برج خنک کننده باید ارتفاع کافی بالای لوله خروجی برج را داشته باشد تا از حرکت دورانی هوا به داخل آب جلوگیری نماید. 

سیستم توزیع آب برج خنک کننده سیستم توزیع آب برج‌ خنک کننده مدرور عموماً توزیع دورانی است به این صورت که آب در مرکز برج خنک کننده توسط اسپرینگر هد (آلومینیومی یا برنجی یا پلاستیکی) به بازوهای انتقال توزیع شده و فشار پمپ کندانسور سبب چرخش این بازوها گشته و آب روی پکنیگ‌ها پاشیده می‌شود.

فن (Fan) دستگاه وظیفه جا به جایی هوا به صورت القایی یا اجباری رادارا می‌باشد. که به انواع سانتریفوژ و ملخی تقسیم بندی می‌شود. فن‌های ملخی می‌توانند از فایبر گلاس – پلی آمید و یا گالوانیزه باشد. 


فن آکسیال فایبرگلاس ایرفویل برج خنک کننده بامین تهویه
          


شناور برج‌ خنک کننده (Floater) وظیفه تامین آب تغذیه (جبرانی) و تنظیم میزان آب درون تشتک را دارد. سیستم انتقال قدرت و کاهش دور که در برج‌های با ظرفیت بالا به دلیل قدرت و در بالای الکتروموتور قادر به اتصال مستقیم الکتروموتور به فن نبوده و لزوماً از سیستم‌های کاهش سرعت مانند گیربکس و پولی تسمه استفاده می‌گردد.

محرک های مکانیکی برج خنک کننده(راه اندازی مکانیکی)
هنگامی که قرار است از فن های سانتریفیوژ و یا ملخی کوچک در سرعت های موتور۱۴۵۰ ویا ۹۰۰ دور در دقیقه در برج های خنک کننده استفاده شود میتوان این الکترو موتور ها را مستقیماً به فن برج خنک کننده متصل نمود.بیشتر فن های برج خنک کننده با سرعت های آهسته کار می کنند؛زیرا افت های فشار استاتیک (SP) برج ها کم است (یک اینچ ستون آب یا کمتر)و نیازی به فن های سرعت زیاد نیست . دو نوع محرک مکانیکی برای برج های خنک کننده ی تهویه مطبوع وجود دارد.

محرک تسمه ای
محرک های تسمه ای به صورت گسترده در برج های خنک کننده تهویه مطبوع به کار می روند که دو وظیفه را انجام می دهند:
انتقال توان موتور به فن ها
کاهش سرعت موتور متناسب با سرعت مورد نیاز فن

محرکهای گیر بکسی
محرک های گیر بکسی برای برج های خنک کننده بزرگ تر به کار میروند که یک شفت،موتور را به یک گیر بکس متصل می کند که سه وظیفه را میتواند انجام می دهد.
توان محرک را از موتور به فن ،منتقل می نماید
جهت چرخش را از حالت افقی به عمودی تبدیل می کند (یعنی تغییر جهت 90 درجه ای )
سرعت موتور را تا سرعت مورد نیاز فن برج خنک کننده کاهش می دهد.
یاتاقان های با کیفیت بالادر طول عمر محرک های گیر بکسی اهمیت بسیاری دارند. یاتاقان هادر صورت نصب و نگهداری صحیح و عدم وارد آمدن فشار های فیزیکی و عوامل شیمیایی خاص در برج خنک کننده هر 15 تا 25 سال نیاز به تعویض دارند .

 

اینورتر (درایو) فن برج خنک کننده 


ساده ترین و ارزان ترین و البته دقیق ترین روش کنترل ظرفیت برج خنک کننده تغییر میزان جریان و یا قطع جریان هوای در حال جریان برج خنک کننده می باشد. این روش در اکثر برج های خنک کننده مشاهده می شود و در برخی از برج ها نیز که به صورت دائم و در 4فصل در حال کار هستند و ممکن است خاموش کردن فن نیز روند کاهش دما را متوقف نکند ، از این روش توام با روشهای دیگر مانند بای پاس آب برج خنک کننده و یا استفاده از گرمکن در تشتک برج یا در مسیر لوله برج استفاده شود. اما به صورت یک روش بنیادی اعمال تغییر در وضعیت کارکرد فن برج خنک کننده در اکثر برج ها اجرا می شود. اما همین تغییر وضعیت کارکرد فن برج نیز به دو روش امکان پذیر می باشد:

کنترل دور فن برج و یا سیستم دور متغییر فن برج خنک کننده
در این روش به جای خاموش و روشن کردن مکرر فن برج خنک کننده ، دور فن را با استفاده از تغییر فرکانس و ولتاژ ورودی به الکتروموتور برج خنک کننده تغییر می دهند.
این روش باعث کنترل و ثبات بیشتر دمای دمای خروجی از برج خنک کننده می شود.

مزایای کنترل دور فن برج خنک کننده

  1. ثابت ماندن دمای خروجی آب برج خنک کننده
  2. راه اندازی نرم و در نتیجه استهلاک کمتر اجزای برج
  3. صرفه جویی و کاهش مصرف انرژی
  4. کاهش سایز کابل برق فن برج خنک کننده
  5. امکان مانیتورینگ و بررسی عملکرد فن برج و دمای آب برج


 

گارانتی و خدمات پس از فروش برج خنک کننده

 

تمامی برج های خنک کننده ارائه شده توسط شرکت بامین تهویه دارای 5 سال گارانتی بدنه و 18 ماه گارانتی قطعات میباشند.
 

مشاوره و فروش برج خنک کننده 

 

پرسنل شرکت بامین تهویه آماده ارائه مشاوره در زمینه انتخاب نوع ، جنس و ظرفیت برج خنک کننده به مشتریان گرامی میباشد. شرکت بامین تهویه تولید کننده انواع برج های خنک کننده مدار باز ، مدار بسته ، گالوانیزه ، فایبر گلاس، مکعبی و مدور و ... اطلاعات فنی ، مشخصات و قیمت انواع برج خنک کننده را جهت بررسی فنی ومالی و سفارش خرید در اختیار مشتریان محترم قرار داده است.
 

مطالب مرتبط 


قطعات برج خنک کننده
 

بامین تهویه ، تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تاسیسات