01144248260_01144231902_09119191911_09220588001_09223767512
info@sadrabco.com

برج خنک کننده cooling tower

تعریف برج خنک کن

کولینگ تاور یا برج خنک کننده وسیله ای است که برای خنک کردن آب و دفع گرمایی که توسط کندانسور تولید میشود استفاده شده و گرما را به محیط آزاد منتقل می نماید.

دفع حرارت زائد آب مورد استفاده در چگالنده، از طریق تبادل حرارتی با هوا صورت می گیرد. برجهای خنک کن معموالً با تبخیر آب، حرارت ایجاد شده را دفع کرده و آب را تا دمای حباب مرطوب هوا پایین می آورند. تمامی برج های خنک کننده با دفع گرما از آب به روش تبخیری عمل می کنند و مقداری از آب تبخیر می شود و مابقی آن دوباره به گردش در می آید. مکانیزم اصلی در برج خنک کننده تبخیر است.

کاربرد برج های خنک کن به قرن نوزدهم و اختراع چگالنده برای استفاده در موتور بخار برمی گردد.

اساس کار برج های خنک کن

اساس کار تمام برج های خنک کن بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می باشد. عموماً در برج خنک کن آب گرم توسط لولههایی به باالی برج منتقل شده و در آنجا یا به صورت طبیعی و یا با آبفشان هایی به سمت پایین برج به جریان میافتد. در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوههای مختلف با جریان هوای سرد برخورد میکند. برجهای خنک کن از دو قسمت نسبتاً متمایز تشکیل شدهاند. قسمت تحتانی برج که شامل رادیاتورها بوده و آب گرم خروجی از کندانسور، داخل آنها جریان دارد و قسمت فوقانی که دودکش نسبتاً بلند برج خنک کن میباشد. توده هوای محیط در اثر عبور از روی لولههای حاوی آب گرم خارج شده از کندانسور نیروگاه، گرم شده و در اثر کاهش جرم مخصوص هوا نسبت به هوای محیط به سمت بالا حرکت میکند. ستون هوای گرم جای خود را با حجم هوای تازه محیط که از قسمت تحتانی برج وارد می شود عوض میکند. این جریان طبیعی در طول عملکرد برج برقرار میباشد. قسمت دودکش برج خنککن نقش ماشین جریان را ایفا میکند.

پکینگ ها

برای افزایش تبادل حرارتی بین جریان آب و هوا در داخل برج خنک کن از پکینگ ها استفاده می گردد که با افزایش سطح تماس جریان آب با هوا و همچنین کاهش سرعت جریان آب، در خنک سازی جریان آب نقش مؤثری دارند. پکینگ ها بصورت شبکه ای بوده و در دو نوع غشایی و اسپلاش در برجه ای خنک کن مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع برج های خنک کن

برجه ای خنک کن از لحاظ اینکه نیروی جریان دهنده هوا طبیعی یا مکانیکی باشد به دو دسته تقسیم می شوند:

  1. جابه جایی طبیعی Natural Draft
  2. جابه جایی مکانیکی Mechanical Draft

برج خنک کن بدون فن (طبیعی)

 جریان هوا در این نوع برجه ای خنک کن در اثر یک عامل طبیعی مانند اختلاف جرم حجمی بوجود میآید. ارتفاع برج در این حالت به 200 متر می رسد. از جمله مزایا این دسته از برج های خنک کننده می توان به مصرف کمتر انرژی الکتریکی، صدای کم، قطعات متحرک کمتر و از معایب آن میتوان به راندمان پایین تر آن نسبت به برج خنک کننده با جریان اجباری(همراه با فن) اشاره کرد.

برج خنک کن همراه با فن (مکانیکی)

توسط یک یا چند فن با دور ثابت یا متغیر جریان هوا به حرکت در می آید. هوای اجباری در برج به داخل آن کشیده شده و از سوی دیگر به خارج ارسال می شود. بادزن ها بسته به نوع برج ممکن است جریان محوری و یا گریز از مرکز باشند. تمامی برج های خنک کننده سیتم تهویه و تبرید ساختمان از نوع وزش اجباری و مجهز به فن هستند.

  • برج خنک کن مکانیکی دمشی: در این نوع از انواع برج خنک کننده مکانیکی هوا به کمک فن به داخل برج خنک کن رانده میشود. 
  • برج خنک کن مکانیکی مکشی: در این نوع از انواع برج خنک کننده مکانیکی هوا به کمک فن از داخل برج خنک کن مکیده میشود.

برج خنک کننده از لحاظ نحوه خنک کاری به دو حالت کلی تقسیم میگردند:

1-برج خنک کن مرطوب : در این نوع برج خنک کن آب توسط کانال ها و نازل ها پاشیده میشود و پس از برخورد با هوای ورودی و خنک شدن دوباره به مدار بر می گردد. در این حالت به دلیل تبخیرآب در گردش، مصرف آب نسبتا بالا خواهد بود. (به دلیل جبران آب تبخیر شده)

2-برج خنک کن خشک : در مناطقی که بعلت عدم وجود آب کافی باید از اتالاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج های خنک کن خشک (هِلِر) استفاده میشود. این نوع برج های خنک کن دارای رادیاتورهایی در قسمت ورودی می باشند که با جریان هوای عبوری، آب داخل آن خنک می شود. این حالت باعث می شود سیال خنک شونده (آب) با هوا در ارتباط نباشد و مصرف آب در اثر تبخیر در حد صفر باقی بماند. در سیستم هلر آب تماما در درون رادیاتورهایی که درمعرض عبورهوای آزاد قرار دارند خنک می شود.

برج خنک کن از نظر مدار بسته یا باز به دو دسته زیر تقسیم میشود:

1-برج مدار باز: به برجهایی گفته میشود که دمای آب در تماس مستقیم با هوا کاهش مییابد. در اینگونه کولینگ تاورها، آب خنک کننده کندانسورها به طور مستقیم با هوای جو در تماس قرار میگیرد و بخشی از آن تبخیر میشود.

2-برج مدار بسته: در سیستم مدار بسته (غیر مستقیم) آب داخل لوله های مبدل حرارتی با هوای محیط و آب پاشیده شده روی لوله ها تبادل حرارت انجام میدهد و دمای آن کاهش مییابد.

مشکالت برج خنک کن ها

خوردگی قطعات داخلی برج و همچنین تشکیل رسوب در قسمت های مختلف برج عمده ترین مشکلات به وجود آمده برای یک برج خنک کن هستند. علی رغم عملکرد بسیار ساده این نوع برجه ای خنک کن، به علت ارتفاع و حجم بسیار بزرگی که دارند هزینه های ساخت و سرمایه گذاری اولیه آنها بسیار بالا می باشد. همچنین بیشتر برج های خنک کننده در برخورد مستقیم با هوا و نور خورشید می باشند که محیطی مناسب برای رشد باکتری ها و میکروارگانیسم ها بشمار می آید. از این رو برجه ای خنک کن با جنس کامپوزیت علاوه بر رفع مشکلات خوردگی به دلیل مقاومت مطلوب در مقابل هوای محیط و شرایط جوی و همچنین خصوصیات آنتی باکتریال پیشنهاد شرکت صدرآب جهت استفاده در مصارف صنعتی و ... میباشد.