کاربرد برج خنک کننده جریان مخالف
برج خنک کننده (کولینگ تاور) چیست؟
به نقل از spxcooling.com برج خنک کن وسیله ای است که حرارت ایجاد شده در سیکل های صنعتی همانند نیروگاه ها و ذوب آهن یا سیستم های تهویه مطبوع مرکزی مانند چیلر را جذب کرده و به محیط پیرامون منتقل می کند. عمده کاربرد برج خنک کننده در سیکل های صنعتی و سیستم های تهویه خانگی می باشد. در ادامه به بررسی بیشتر مشخصات فنی کولینگ تاور می پردازیم.
انواع برج خنک کننده
خرید برج خنک کننده: برج خنک کننده را از نظر جریان هوا و سیکل کار کرد می توان دسته بندی کرد، که در ادامه به شرح انواع آن و مشخصات کولینگ تاور می پردازیم.
برج خنک کننده بارانی یا برج خنک کننده جریان متقاطع
نازل برج خنک کننده: بارانی به گونه ای کار می کند، که آب خارج شده از کندانسور، از طریق پمپ به تشتک های بالایی کولینگ تاور بارانی منتقل شده و در آنجا از طریق سوراخ های روی تشتک ها به صورت قطرات باران روی پکینگ ها ریخته و همزمان با این فرآیند فن کولینگ تاور هوای بیرون را از دمپرها به داخل کشیده و با عبور از بین پکینگ ها باعث کاهش دمای آب عبوری از بین آنها می شود.
نحوه عملکرد برج خنک کن بارانی یا برج خنک کن متقاطع
برج خنک کن آبگردان یا جریان مخالف
برج خنک کننده آبگردان، آب گرم کندانسور را به برج خنک کن منتقل می کند و آنجا از طریق افشانک ها روی پکینگ های برج پاشیده می شود و همزمان فن برج خنک کن هوای بیرون را از دمپرهایی که پایین آن تعبیه شده است به داخل کشیده و هوا را در خلاف جهت ریزش آب ها به بالا می کشد و باعث تبادل دما بین آب و هوای عبوری می گردد و در ادامه پکینگ ها آب خنک شده به کندانسور منتقل می کنند. در این مدل از برج های خنک کن بین افشانک ها و پکینگ ها، قطره گیر نصب می گردد تا از هدر رفت آب جلوگیری شود. کولینگ تاور جریان مخالف، در مدل های زیر ارائه می گردد.
برج خنک کن آبگردانی با جریان طبیعی
این مدل از برج خنک کننده آبگردانی بدون فن طراحی شده و از جریان طبیعی هوا که به علت اختلاف فشار هوا به وجود می آید، استفاده می کند. این برج های خنک کننده گزینه مناسبی برای استفاده در نیروگاه ها و کارخانه ها که حجم آب در گردش زیاد است، می باشند به همین دلیل به آن برج خنک کننده نیروگاه نیز می گویند. همچنین در نیروگاه هایی که توربین بخار و توربین گازی در امتداد یکدیگر قرار می گیرند تشکیل یک بلوک نیروگاه سیکل ترکیبی را می دهند، که از برج خنک کننده نیروگاه سیکل ترکیبی استفاده می کنند.
نحوه عملکرد برج خنک کن آبگردانی با جریان طبیعی
برج خنک کننده آبگردانی با جریان مکانیکی
در این مدل از برج های آبگردانی هوای عبوری در آنها از طریق فن که در بالای آنها تعبیه شده است به جریان در می آید.
نحوه عملکرد برج خنک کننده آبگردانی با جریان مکانیکی
برج خنک کن آبگردانی با جریان اجباری
در این سری از برج های خنک کننده آبگردانی از فن سانتریفیوژی در پایین دستگاه استفاده می شود که هوای بیرون را در خلاف جهت پاشش آب در برج خنک کن به جریان در می آورد.
نحوه عملکرد برج خنک کن آبگردانی با جریان اجباری
انواع برج خنک کننده از نظر سیکل کارکرد
در ادامه انواع کولینگ تاور از نظر سیکل کارکرد را بررسی می کنیم.
برج خنک کن مدار باز
از برج خنک کننده باز برای خنک کردن سیالی استفاده می شود که خودش مستقیما با محیط بیرون تبادل دمایی دارد. در کولینگ تاور آب خروجی از کندانسور مستقیما با هوای بیرون تبادل دمایی کرده و زمانی که خنک شود و به داخل کندانسور بر می گردد. برج های خنک کن باز را با نام برج خنک کن تر نیز گفته می شناسند. ولی بهتر است از اصطلاح تر برای کندانسور استفاده شود.
نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار باز
برج خنک کننده مدار بسته
کولینگ تاور مدار بسته یکی دیگر از برج های خنک کننده بوده که دارای سیال خنک شونده است و مستقیما با محیط بیرون ارتباطی ندارند و از داخل لوله به برج منتقل شده و تا از طریق تبادل دمایی بین لوله و محیط خنک شوند. گاهی به این برج ها، بر خنک کن خشک نیز گفته می شود که این اطلاح خشک صحیح نمی باشد زیرا این اصلاح برای انواع کندانسور است.
نحوه عملکرد برج خنک کن مدار بسته
برج خنک کننده هیبریدی
منظور از کولینگ تاور هیبرید یعنی ترکیب دو یا چند روش مختلف برای بهبود راندمان و عملکرد یک سیکل است. برج خنک کن هیبریدی ترکیبی از برج خنک کن باز و بسته بوده که در بالای برج خنک کن به وسیله جریان هوا، آب درون لوله ها، مقداری از گرمای خود را از دست داده و سپس روی پکینگ ها پاشیده می شود و پس از عبور از کولینگ تاور هیبریدی وارد تشت آب سرد شده و به سیستم بر می گردد.
نحوه عملکرد دستگاه برج خنک کننده
برج خنک کننده یا کولینگ تاور وسیله ای است برای خنک کردن کندانسور که در چیلرهای آب خنک از آنها استفاده می شود. اواپراتور گرمای خود را به کندانسور منتقل کرده و آب داخل کندانسور گرم شده و سپس برای کاهش دمای آب کندانسور به برج خنک کن منتقل می شود و در آنجا با تبادل دما با محیط بیرون خنک شده و مجدد به کندانسور بر می گردد. در شکل زیر نحوه عملکرد برج خنک کننده را نمایش می دهد.
انواع کولینگ تاور از نظر جنس بدنه
هریک از مدل های معرفی شده امکان ساخت در جنس های زیر را دارند.
اجزای برج خنک کننده
برج خنک کننده از اجزای بسیاری تشکیل شده است به همین دلیل در ادامه به شرح هر بخش می پردازیم که سبب می شود کاربر با نحوه ساخت کولینگ تاور و عملکرد آن آشنا شود.
نکات هنگام خرید برج های خنک کن
محاسبات طراحی برج خنک کننده بسیار دقیق و استاندارد بوده، برای همین در انتخاب و خرید برج های خنک کننده نیازمند رعایت نکاتی برای محاسبه می باشید، در ادامه شرحی از آن مطرح می کنیم.
نحوه تعیین ظرفیت برج های خنک کننده
این روزها با توجه به اینکه علاقه مصرف کنندگان مختلف به استفاده از سیستم های تهویه مرکزی و علی الخصوص چیلر افزایش یافته، انتخاب برج خنک کننده مناسب با ظرفیت چیلر از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر ظرفیت کولینگ تاور کمتر از ظرفیت مورد نیاز چیلر باشد علاوه بر کاهش بازدهی سیستم سرمایش ساختمان، می تواند باعث خسارات جبران ناپذیری در سیستم شود. قبل از انتخاب و محاسبه ظرفیت برج خنک کن لازم است با چند پارامتر مهم در این زمینه آشنا شویم.
Q=MC (ΔT)
نکات تعیین ظرفیت برج خنک کننده
با توجه به ضریب عملکرد متفاوت در برج خنک کن چیلر های جذبی و تراکمی (در چیلر جذبی ضریب عملکرد کمتر از 1 و در چیلرهای تراکمی نزدیک به 3 می باشد) پس از محاسبات فوق می بایست برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم عدد به دست آمده را برای چیلر های جذبی در 2 و برای برج خنک کننده چیلرهای تراکمی در 1.3 ضرب کنیم.
همانطور که در موارد مهم بالا متوجه شدیم برج های مکعبی برتری محسوس و قابل توجهی نسبت به برج های مخروطی دارند. پس توصیه ما استفاده از برج های مکعبی می باشد ولی در مقابل تمام این قیاس ها برج های خنک کن مکعبی قیمت بالاتری نسبت به مخروطی دارند.