برج خنک کننده

 

تعریف برج خنک کن:

برج خنک کننده وسیله‌ای است برای دفع حرارت مازاد درسیکل مورد نظر که به وسیله آب این حرارت مازاد در ارتباط با هوا از دست می رود ، به عبارت ساده‌تر، برج خنک‌کننده سیستمی هستند که از آن برای خنک‌کاری آب در فرایندهای سردسازی سیستم‌های تهویه مطبوع، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و غیره استفاده می‌گردد.دسته‌بندی برج‌های خنک‌کن بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت می‌گیرد؛ متداول‌ترین گونه‌های برج خنک‌کن بر اساس مکانیزم‌های جابه‌جایی طبیعی و جابه‌جایی اجباری تقسیم‌بندی می‌شوند.از نظر ابعاد و اندازه، برج‌های خنک‌کن در مدل‌های کوچک پشت‌بامی برای ساختمان‌های مسکونی تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل مانند برج‌های خنک‌کن نیروگاه‌ها که ارتفاع‌شان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک‌صد متر می باشد، وجود دارند.

اصول کار برج ختک کننده در چیلر تراکمی:

سیالی که در کمپرسور چیلر متراکم شده وارد کندانسور می شود ودر داخل کندانسور گرمای مبرد که از نوع R22  ، R134 ، R407 و ... است را به آبی که وارد کندانسور شده می دهد و گرفتن این گرما سبب خنک شدن ماده مبرد و گردش سیکل چیلر می شود آب با گرمایی که از ماده مبرد گرفته به سمت برج خنک کننده حرکت می کند تا گرمای خود را از دست بدهد . این برج خنک کننده ها از نظر جریان به دو دسته تقسیم می شوند: 1. برج خنک کننده متقاطع  2. برج خنک کننده جریان مخالف .

اصول کار برج ختک کننده در چیلر جذبی:       

در چیلر های جذبی محلول رقیق شده در ژنراتور گرم می شود و این فرآیند باعث غلیظ شدن مایع مبرد میشود و سپس بخار مبردی که از ژنراتور خارج می شود وارد کندانسور می شود و حرارت خود را در کندانسور به آب ورودی می دهد سپس این آب که گرمای ماده مبرد را گرفته به برج خنک کننده انتقال داده میشود و سپس داخل برج خنک کننده گرما توسط هوا گرفته شده و به محیط انتقال پیدا می کند.

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته :

عملکرد این برج نیز همانند برج خنک کننده مدار باز میباشد اما با این تفاوت که در برج خنک کننده مدار باز آب با هوا ارتباط مستقیم دارد ولی در این نوع از برج خنک کننده ارتباط غیر مستقیم دارد به این صورت که ابتدا آبی که از سیستم می آید از طریق فلنچ ورودی به درون کویل ها وارد شده ودر داخل مسیر پر پیچ وخم کویل حرکت می کند و توسط آبی که از بالا بر روی سطح کویل پاشیده می شود  حرارت خود را از دست داده و به سیستم برای خنک کاری کندانسور باز می گردد ، و با توجه به این که در این نوع برج خنک کن به دلیل تبخیر نشدن آب درون کویل می توان یک بار از آب نرم استفاده کرد که رسوبی هم در سیستم ایجاد نشود اما در قسمت بعدی برج آب دائما در حال گردش و پاشیده شدن بر روی کویل ها می باشد ، به این صورت که آب از تشتک برج به وسیله پمپ مکش می شود و بر روی کویل ها پاشیده می شود و همزمان هوا به وسیله فن در جریان است و هنگام بر خورد به آب سبب تبخیر آب از روی کویل ها می شود ، جنس کویل های برج را میتوان از مس یا برای کاهش هزینه از گالوانیزه استفاده کرد.

 موارد استفاده از برج خنک کننده مدار بسته در مناطق گرمسیر که در آنجا مشکل تا مین آب و کمبود آب هست و استفاده از  چیلر تراکمی هوا خنک به دلیل گرمی هوا و کاهش راندمان این نوع از  سیستم عملا مقدور نیست استفاده می شود

اجزا تشکیل دهنده برج خنک کننده:

1.     الکترو موتور:که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که سبب ایجاد حرکت فن می شود ، الکترو موتور جزء مهمترین قطعات برج است که در موارد استفاده معمولی از کلاس F با درجه حفاظتی IP55 و در موارد خاص از IP66 استفاده میشود.

2.     فن برج خنک کن:که با دوران و قدرتی که از الکترو موتور میگیرد سبب به جریان افتادن جریان هوا به داخل برج میشود  فن از اجزا اصلی برج خنک کننده است که باید سبک و مقاوم در برابر تنش وسختی گیر باشد و معمولا از استیل ، آلومینیوم ، پلاستیک ،فایبرگلاس است.

3.     گیربکس برج خنک کن: به علت سرعت بالای دوران شفت استفاده میشودکه باعث کاهش سرعت بالای دور الکترو موتور می شود.

4.     فن استک برج خنک کن : که نقش هدایت مسیر جریان هوا را دارد و مانند دودکش عمل میکند که در قسمت فوقانی قرار میگیرد و به هوای خروجی نظم می بخشد این فن باید طوری باشد اصطحکاک و اتلاف انرژی را به حد اقل برساند و معمولا از جنس فایبرگلاس است که بسیار دقیق و سبک است  .

5.     نازل برج خنک کن : آب خنک موجود در حوضچه برج خنک کننده را بر روی کویل های که از جنس مس است برای گرفتن حرارت آنها و خنک کاری آب گرم ورودی به سیستم و تبدیل به آب سرد پاشش می کند.

6.     کویل های برج خنک کن : آب از سیستم وارد این کویل ها میشود و گرمای خود را به داخل برج میدهند که توسط نازل آب بر روی آنها پاشیده میشود تا خنک کاری صورت پذیرد به دلیل اینکه مس رسانای بسیار قوی میباشد معمولا جنس کویل ها از جنس مس میباشد مگر به جهت کاهش قیمت از گالوانیره و استیل نیز استفاده میشود ولی استفاده از این متریال ها سبب کاهش راندمان برج خنک کننده میشود . و محاسبه ی متراژ سطح ویژه کویل های مدار بسته به محاسبه ظرفیت کلی انتقال حرارت (U) و با توجه به پارامتر های مختلف زیر بستگی دارد .

1. دمای محیط

2. نوع سیال در تماس با کویل

3. میزان هوا دهی

4.  دمای ورودی و خروجی سیالی که با کویل بر خورد میکند

 

7.     قطره گیر برج خنک کن : قطعه ای از برج خنک کننده میباشد که از پرتاب قطرات آب به بیرون برج خنک کننده جلوگیری میکند چون که قطراتی به همراه جریان هوا خارج میشود که به انها دریفت می گویند .

8.     حوضچه برج خنک کن : در قسمت تحتانی برج خنک کننده قرار دارد و آب خنک توسط پمپ به نازلها انتقال پیدا میکند و برای پاشش روی کویل ها استفاده میشود.

 

مزیت ها و معایب برج خنک کننده مدار بسته:

1.      صرفه جویی در مصرف آب

2.      خنک کاری بدون آلودگی

3.      جلوگیری از رسوب گرفتگی برج خنک کن

4.      کاهش هزینه تعمیر و نگهداری

5.      هزینه ساخت بالا به همین دلیل استفاده در صنایع حساس و دستگاهای گران قیمت