برج خنک کننده و نحوه‌ی کارکرد آن در سیستم تهویه مطبوع
برج خنک کننده چیست
برج خنک کننده یا cooling tower یک دستگاه کاربردی است که در ساختمان‌ها و فضاهای مختلف جهت کاهش حرارت و دفع آن استفاده می‌شود.
وظیفه‌ی اصلی این برج‌ها جذب گرما از یک سیستم و فرستادن آن به خارج از فضای مورد نظر است.
در اصل برج‌های خنک کننده یک نوع مبدل حرارتی هستند که با ایجاد تماس بین هوا و آب گرم باعث سرد شدن آب می‌شوند.
به همین خاطر برای سرد کردن محیط و دفع گرمای ایجاد شده توسط سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم تبرید، و دیگر فرآیندهای صنعتی از برج‌های خنک کننده استفاده می‌شود.
به خاطر مصرف آبی که این برج‌ها دارند، یکی از کم‌هزینه‌ترین و کم مصرف‌ترین سیستم‌هایی است که از آب استفاده می‌کنند. مصرف آب این دستگاه‌ها در مقایسه با سیستمی که جریان آب در درون آن به صورت طبیعی در جریان است چیزی در حدود پنج درصد است.
در این قسمت به توضیح کوتاهی در مورد تهویه مطبوع می‌پردازیم.
تهویه مطبوع یک فرآیند است که با آن می‌توان سه فاکتور دما، رطوبت و سرعت هوایی که در محیط جریان دارد کنترل می‌شود. سیستم‌های تهویه مطبوع توسط یک ماده‌ی سیال عمل سرمایش و گرمایش را در مکان مورد نظر انجام می‌دهد.
بیشتر فرآیندهای صنعتی و سیستم‌های تهویه با تولید گرما همراه هستند و گرمایی که تولید می‌شود باید از سیستم خارج شود. آب بهترین ماده‌ای است که می‌توان با آن این کار را انجام داد.
در گذشته برای دفع گرما به وسیله‌ی آب از رودخانه‌های در جریان کنار کارخانه و یا خرید آب از شرکت‌های توزیع آب و به کار بردن آن در سیستم خنک سازی سیستم استفاده می‌شد. با افزایش سختگیری‌ها و مقررات محیط زیستی و در کنار آن افزایش هزینه‌ی آب مصرفی این روش دیگر استفاده‌ی چندانی ندارد.
با ورود برج‌های خنک کننده به بازار هزینه‌ی خنک سازی به شدت کاهش یافت و امروزه در اکثر ساختمان‌های بزرگ، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌ها، سازمان‌ها و آپارتمان های مبل از برج‌های خنک کننده استفاده می‌شود.
انواع برج خنک کننده براساس جنس ساختاری
برج‌های خنک کننده براساس نوع ساختاری که دارند به سه نوع فایبرگلاس، فلزی و بتنی تقسیم بندی و ساخته می‌شوند.
اساس و اصول کار برج خنک کننده
اصول کار در تمام برج‌ها براساس ساخت یک سطح بیشتر برای تماس بین هوای سرد و آب گرمی که درون سیستم در جریان است می‌باشد.
مدل‌های مختلف برج خنک کننده براساس نوع عملکرد
در حالت کلی برج‌های خنک کننده براساس نحوه‌ی عملکردشان به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- برج‌های خنک کننده از نوع مدار باز:
اساس کار این نوع برج به این صورت است که آب به وسیله‌ی پمپ به بالای برج هدایت می‌شود. سپس به وسیله‌ی نازل‌هایی که درون برج است بر روی سطح‌های تعبیه شده خنک کننده پاشیده می‌شود. بعد از این عمل هوایی که از قسمت پایین وارد برج می شود به وسیله‌ی تعدادی فن که در قسمت فوقانی برج قرار دارند، به سمت بالای برج مکیده می‌شود. با تماس هوا و آب، قسمتی از آب تبدیل به بخار می‌شود. به خاطر گرماگیر بودن عمل تبخیر، گرمای لازم از آبی که درون برج در جریان است جذب می‌شود.
این نوع برج مناسب فضاهایی با رطوبت نسبتاً کم مناسب است.
از مهمترین عیب‌های این نوع برج مصرف بیش از اندازه و هدر رفتن زیاد آب است.
- برج‌های خنک کننده از نوع مدار بسته:
در این مدل برج، هوا و آب تماس مستقیمی با هم ندارند. در برج خنک کننده از نوع مداربسته آب درون یک کویل جریان دارد. و در اثر برخورد هوا در قسمت بالایی برج با سطح خارجی کویل گرما از کویل گرفته شده و به هوا منتقل می‌شود.
- برج‌های خنک کننده از نوع هیبریدی
این گونه از برج‌ها در اصل ترکیبی از دو برج قبلی است. یعنی استفاده همزمان از دو برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته.
در برج‌های هیبریدی آب سرد شونده، درون کویل جریان دارد و در بیرون کویل، آب به وسیله‌ی تعدادی نازل بر سطح آن پاشیده می‌شود.
این نوع برج بهترین نوع برج خنک کننده است، به این دلیل که مصرف آب آن پایین است. وقتی دمای هوا مثلاً در شب پایین است، برج به صورت خشک کار می‌کند و در هنگامی که هوا دارای درجه حرارتی گرم است، با استفاده از نازل‌ها بر سطح کویل پاشیده شده و عمل سرد کردن انجام می‌شود.
اجزای اصلی برج‌های خنک کننده
- فن‌های برج خنک کننده
از مهمترین بخش‌های برج خنک کننده، فن ها هستند که از مدل سانتریفیوژی یا فن محوری است.
فن‌ها از لحاظ شکل و ظاهر هندسی به ۳ دسته تقسیم می‌شوند.
۱- فن ضربی
این فن‌ها از ورقه‌های فولادی ساخته می شوند و قطری بین ۵۰ سانتی متر تا یک متر و دویست سانتی متر دارند.
۲- فن پروفیل ایر فویل کولینگ تاور
این فن‌ها دارای طول و فرم ثابتی هستند و شامل پروفیل ایرفویل هستند. جنس این فن‌ها از پروفیل آلومینیوم است که به طریق پولترود و اکسترود ساخته می‌شوند.
علت این که این نوع فن‌ها با آلومینیوم ساخته می‌شوند این است که استحکام بالایی دارد، وزنش نسبت به دیگر فلزات سبک‌تر است و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد.
۳- فن کامپوزیت (فن پروفیل ایر فویل با فرم پروفیل متغیر)
این فن‌ها نسبت به دو مورد قبلی سابقه‌ی تولید کمتری دارند. از مزایایی که می‌توان در مورد فن فایبرگلاس به آن اشاره کرد:
مصرف انرژی پایین، حجم هوادهی بیشتر، صدای تولیدی کمتر و وزن کمتر آن است.
- مدیا یا پکینگ: این قطعه به منظور افزایش دادن تبادل حرارت بین هوا و آب در درون برج به کار برده می‌شود.
استفاده از مدیا باعث افزایش سطحی که هوا با آب در جریان دارد می شود؛ از طرفی به خاطر کاهش دادن سرعت آب، نقش بسیار مهمی در خنک کردن جریان آب دارد.
مدیاها به شکل شبکه‌ای هستند و دارای دو نوع هستند ۱- مدیا یا پکینگ غشایی ۲- مدیا یا پکینگ اسپلش
- قطره گیر: تیغه‌هایی جهت جلوگیری از پخش شدن و خروج قطرات آب به محیط اطراف درون برج به کار گرفته می‌شود که به آن‌ها قطره گیر گویند.
- باسین یا حوضچه: حوضچه در بخش پایینی برج قرار دارد و وظیفه‌ی آن جمع کردن آب خنک شده و هدایت آن به سمت سیستم سردسازی است.
برای دریافت مشاوره و خرید برج خنک کننده و قیمت برج خنک کننده با ما تماس بگیرید.
