برج خنك كننده چيست ؟
از لحظه پيدايش صنايع همواره اين انديشه براي بشر وجود داشته كه فعاليت بيش از حد ماشين آلات صنعتي، علاوه بر توليد حرارت و آلودگي محيطي در محيط كار موجب گرم شدن و داغ كردن ماشين آلاتي كه گاها 24 ساعته روشن هستند، مي گردد. از اين رو به فكر راهي براي خنك سازي محيط و تهويه دمايي آن و همچنين كاهش دماي ماشين آلات صنعتي افتادند. برج خنك كننده همان راه حل مهندس و مقرون به صرفه اي است كه علاوه بر كمك به كاهش و تهويه مطبوع دماي محيطي اين صنايع ، با خنك سازي آبي كه در چگالنده هاي صنعتي گرم شده است و بازگرداندن اين آب به چرخه فرآيندي موجب كاهش دماي اين ماشين آلات و افزايش طول عمر دستگاهها و افزايش راندمان آنها مي گردد. برج خنك كننده با استفاده از پديده تبادل حرارت ، آب گرم شونده را دريافت و آن را تا نزديك دماي هواي مرطوب و يا هواي خشك خنك سازي مي كند.
اجزا برج خنك كننده :
بسته به اين كه برج خنك كننده ما از كدام مدل باشد ، مي توان اجزا و قطعات زير را براي برج خنك كننده متصور شد :
- · بدنه گالوانيزه يا فايبرگلاس
- · الكتروموتور
- · فن استك
- · الكتروفن
- · سطوح تبادل كننده حرارت ( پكينگ و يا كويل )
- · قطره گير
- · آب پخش كن
- · لوور
- · تشتك (حوضچه تخليه آب )
- · اتصالات ورودي و خروجي
- · ترموستات
- · كاهنده دور و ...
انواع برج خنك كننده :
در كارخانجات و كارگاه اي توليدي شركت سازآب بسته به سفارشات مشتريان و ظرفيت و حجم برج خنك كننده ، مدلها و انواع مختلف برج خنك كننده به دستان توانمند تكنسين هاي ما طراحي و توليد مي گردد. ما با خريد مواد اوليه جهت ساخت اعم از موتور كه ممكن است توليد داخل ( موتوژن يا الكتروژن ) باشد و يا وارداتي ( زيمنس جمهوري چك ) باشد، مواد فايبرگلاس جهت ساخت بدنه ، ورق گالوانيزه و استنلس استيل ، فن ( فن محوري ) و ... اقدام به ساخت برج خنك كننده مي كنيم. در فرآيند توليد برج خنك كننده بخشي عظيمي از مراحل توليد توسط نيروي انساني و نيروي يدي ساخته مي شود و برخي از مراحل توسط ماشين آلات صورت مي پذيرد. براي طراحي و توليد برج خنك كننده مي بايستي تيمي توانمند شامل مهندسان مكانيك و مهندسي مواد و تكنسين هاي باتجربه و آچار به دست ساعتها با دقت و تمركز بالا در كنار يكديگر مشغول به فعاليت باشند تا با فوت كمترين زمان مشتريان را به سفارش خود برسانند. تنها توليد و تحويل به مشتري كار ما تمام نمي گردد، براي ما اين يك هدف است كه مشتريان بعد از مدتها استفاده از برج تماس بگيرند و رضايت خود را از برجي توليدي ما اعلام بدارند. پس براي رسيدن به اين هدف قطعا در تمامي مراحل توليد تمام تلاش و دانش خود را به كار مي بنديم تا بازار توليدات صنعتي را در قبضه خود نگاه داريم.
اما در ادامه به انواع برج خنك كننده اشاره مي كنيم. البته در اين مقاله برخي از موضوعات تيتروار بيان مي گردد، به شما پيشنهاد مي كنيم تا وارد وب سايت برج خنك كننده سازآب گرديد و اطلاعات بيشتري كسب نماييد.
طبقه بندي بر اساس جريان هوا به آب :
1-برج خنك كننده جريان متقاطع ( كراس فلو ) :
برج خنك كننده جريان متقاطع طرحي است كه در آن جريان هوا عمود بر جريان آب هدايت مي شود . جريان هوا به يك يا چند وجه بصورت عمودي وارد برج خنك كننده مي شود تا با مواد پركننده ( پكينگ ) برخورد كند. جريان آب (عمود بر هوا) از طريق گرانش از ميان پر وارد مي شود. هوا از طريق پر ادامه مي يابد و بنابراين جريان آب را به يك حجم باز باز مي گذراند. در نهايت، يك فن هوا را به اتمسفر خارج مي كند. توزيع و يا حوضه آب گرم متشكل از يك ظرف عميق با سوراخ يا نازل در پايين آن است كه در نزديكي نوك يك برج با جريان متقاطع واقع شده است. جاذبه آب را از طريق نازل ها به طور يكنواخت در سراسر مواد پر كننده توزيع مي كند.
مزاياي برج خنك كننده جريان متقاطع ( كراس فلو ) :
توزيع آب گرانشي اجازه مي دهد تا پمپ هاي كوچكتر و تعمير و نگهداري در حين استفاده،
اسپري بدون فشار جريان متغير را ساده كند.
معايب برج خنك كننده جريان متقاطع ( كراس فلو ) :
- · مستعد يخ زدگي نسبت به برج خنك كننده جريان مخالف است.
- · جريان متغير در برخي شرايط بي فايده است.
- · در مقايسه با طرح هاي جريان مخالف، به خصوص در مناطق گرد و غبار يا شني، بيشتر مستعد تجمع كثيفي در قسمت پكينگ مي شود.
برج خنك كننده جريان مخالف ( كانترفلو ):
دربرج خنك كننده با طراحي ضد جريان، جريان هوا مستقيماً مخالف جريان آب است . جريان هوا ابتدا وارد يك ناحيه باز در زير محيط پكينگ مي شود و سپس به صورت عمودي كشيده مي شود. آب از طريق نازل هاي تحت فشار در نزديكي بالاي برج پاشيده مي شود و سپس برخلاف جريان هوا از طريق سطح پكينگ به سمت پايين جريان مي يابد.
مزاياي برج خنك كننده ضد جريان ( كانتر فلو ):
- · توزيع آب اسپري برج را در برابر يخ زدگي مقاوم تر مي كند.
- · تجزيه آب در اسپري باعث مي شود كه انتقال حرارت كارآمدتر شود.
معايب برج خنك كننده ضد جريان ( كانتر فلو ) :
- · معمولاً هزينه اوليه و بلندمدت بالاتر، عمدتاً به دليل نياز پمپ.
- · استفاده از جريان آب متغير دشوار است، زيرا ويژگي هاي اسپري ممكن است تأثير منفي بگذارد.
- · معمولاً به دليل ارتفاع بيشتر آب از پايين پكينگ به حوضه آب سرد، پر سر و صداتر است.
جنبه هاي مشترك برج خنك كننده جريان متقاطع و جريان مخالف :
فعل و انفعالات كه در هنگام تماس جريان آب با هوا رخ مي دهد باعث يكسان شدن جزئي دما و تبخير آب مي شود. هوا كه اكنون با بخار آب اشباع شده است، از بالاي برج خنك كننده تخليه مي شود. حوض جمع آوري يا حوض آب سرد براي جمع آوري و نگهداري آب خنك شده پس از برهم كنش با جريان هوا استفاده مي شود.
هر دو طرح جريان متقاطع و جريان متقابل را مي توان در برجهاي خنك كننده با جريان طبيعي و در برج هاي خنك كننده با كشش مكانيكي استفاده كرد.
تعادل مواد برج خنك كننده مرطوب :
از نظر كمي، تعادل مواد در اطراف يك سيستم برج خنك‌كننده مرطوب و تبخيري توسط متغيرهاي عملياتي نرخ جريان حجمي آرايش ، تلفات تبخير و باد، سرعت تخليه و چرخه‌هاي غلظت كنترل مي‌شود. آب پمپ شده از حوضچه برج خنك كننده ، آب خنك كننده اي است كه به سوي خنك كننده ها و كندانسورهاي فرآيند در يك تاسيسات صنعتي هدايت مي شود. آب خنك گرما را از جريان هاي فرآيند داغ كه بايد خنك يا متراكم شوند جذب مي كند و گرماي جذب شده آب در گردش را گرم مي كند. آب گرم به بالاي برج خنك كننده برمي گردد و روي مواد پركننده داخل كولينگ تاور به سمت پايين چكه مي كند. همانطور كه به سمت پايين چكه مي كند، با هواي محيطي كه از طريق برج خنك كننده بالا مي رود، با جريا هواي طبيعي ورودي يا با فشار اجباري با استفاده از فن هاي بزرگ در برج ارتباط برقرار مي كند. اين تماس باعث مي شود مقدار كمي از آب به عنوان باد يا رانش از بين برود و مقداري از آب تبخير شود.گرماي مورد نياز براي تبخير آب از خود آب به دست مي‌آيد كه آب را به دماي اوليه آب حوضچه خنك مي‌كند و سپس آب آماده گردش مجدد مي‌شود. آب تبخير شده نمك هاي محلول خود را در قسمت عمده اي از آبي كه تبخير نشده باقي مي گذارد، بنابراين غلظت نمك در آب خنك كننده در گردش افزايش مي يابد. براي جلوگيري از زياد شدن غلظت نمك آب، قسمتي از آب را خارج كرده يا به سمت پايين براي دفع مي‌برند. تركيب آب شيرين به حوضچه برج خنك كننده عرضه مي شود تا از دست دادن آب تبخير شده، آب تلفات باد و آب خروجي را جبران كند.
در برج خنك كننده جريان مكانيكي با استفاده از اين نرخ هاي جريان و واحدهاي ابعادي غلظت به شرح زير است :
M = آب آرايش در متر 3 در ساعت
C = آب در حال گردش در متر 3 در ساعت
D =برداشت آب در متر 3 در ساعت
E = آب تبخير شده در متر 3 در ساعت
W = باد از دست دادن آب در متر 3 / ساعت
= X غلظت ppmw )هر نمك كاملاً محلول ... معمولاً كلريد(
X M = غلظت كلريدها در آب آرايشي (M)، در ppmw
X C = غلظت كلريدها در آب در گردش (C)، در ppmw
چرخه ها =چرخه هاي غلظت = X C / X M )بدون ابعاد(
ppmw = قطعات در ميليون وزن
تعادل آب در گردش در كل برج خنك كننده به اين صورت است:
M = E + D + W
از آنجايي كه آب تبخير شده (E) نمك ندارد، تعادل كلريد در اطراف سيستم به صورت زير است:
MX M = DX C + WX C = X C ( D + W )
{displaystyle MX_{M}=DX_{C}+WX_{C}=X_{C}(D+W)}M X_M = D X_C + W X_C = X_C (D + W)
و بنابراين:
از تعادل حرارتي ساده شده در اطراف برج خنك كننده داريم :
{displaystyle E={CDelta Tc_{p} over H_{V}}} E = {C Delta T c_p over H_V}
جايي كه:
H V = گرماي نهان تبخير آب = 2260 كيلوژول بر كيلوگرم
ΔT = اختلاف دماي آب از بالاي برج تا پايين برج، بر حسب درجه سانتي گراد
ج ص = گرماي ويژه آب = 4.184 كيلوژول / (كيلوگرم{displaystyle cdot }cdot درجه سانتي گراد)
تلفات باد (يا رانش) (W) مقدار كل جريان آب برج است كه در جريان هوا به جو وارد مي شود. در برج هاي خنك كننده صنعتي در مقياس بزرگ، در غياب داده هاي سازنده، ممكن است چنين فرض شود:
W = 0.3 تا 1.0 درصد C براي يك برج خنك كننده طبيعي بدون حذف كننده هاي رانش باد
W = 0.1 تا 0.3 درصد درجه سانتيگراد براي برج خنك كننده القايي بدون حذف كننده رانش باد
W = حدود 0.005 درصد C (يا كمتر) اگر برج خنك كننده داراي حذف كننده هاي رانش باد باشد.
W = حدود 0.0005 درصد C (يا كمتر) اگر برج خنك كننده داراي حذف كننده هاي رانش باد باشد و از آب دريا به عنوان آب آرايشي استفاده كند.
چرخه هاي تمركز و غلظت مواد معدني محلول موجود در آب در گردش درون :
چرخه غلظت نشان دهنده تجمع مواد معدني محلول در آب خنك كننده در حال گردش است. از تخليه (يا دميدن) عمدتاً براي كنترل تجمع اين مواد معدني استفاده مي شود. تركيب شيميايي آب آرايشي، از جمله ميزان مواد معدني محلول، مي تواند بسيار متفاوت باشد. آب‌هاي تشكيل‌دهنده كم مواد معدني محلول مانند آنهايي كه از منابع آب سطحي (درياچه‌ها، رودخانه‌ها و غيره) به دست مي‌آيند، نسبت به فلزات تهاجمي (خورنده) هستند. آب‌هاي تشكيل‌دهنده منابع آب زيرزميني (مانند چاه‌ها ) معمولاً داراي مواد معدني بيشتري هستند و تمايل به پوسته‌گيري دارند (مواد معدني رسوبي). افزايش مقدار مواد معدني موجود در آب با در فرايند پمپ شدن و چرخش مجدد مي تواند باعث كاهش تهاجمي آب در لوله كشي شود. با اين حال، سطوح بيش از حد مواد معدني مي تواند مشكلات پوسته پوسته شدن ايجاد كند.
رابطه بين چرخه هاي غلظت و نرخ جريان آب در يك برج خنك كننده :
با افزايش چرخه هاي غلظت، آب ممكن است نتواند مواد معدني را بصورت محلول نگه دارد . هنگامي كه حلاليت از اين مواد معدني گرفته شود و حجم آنها تغليظ يابد آنها مي توانند به صورت جامد معدني رسوب كنند و اين رسوبات مي توانند مشكلاتي را در زمينه تبادل حرارت در برج خنك كننده و يا خارج از مبدل هاي حرارتي ايجاد كنند. دماي آب در گردش ، تعيين كننده تشكيل رسوب و محل رسوب كه آيا در لوله كشي يا سطوح پكينگ و قطره گير و سوراخهاي نازل اين رسوب گرفتگي رخ داده است ، مي باشد. اغلب يك مشاور حرفه اي و كارشناس توليد كننده برج خنك كننده و تصفيه آب، آب آرايشي و شرايط عملياتي برج خنك كننده را ارزيابي مي كند و محدوده مناسبي را براي چرخه هاي غلظت توصيه مي كند. استفاده از مواد شيميايي تصفيه آب، پيش تصفيه مانندنرم كردن آب ، تنظيم pH و ساير تكنيك ها مي توانند بر محدوده قابل قبول چرخه غلظت تأثير بگذارند. چرخه هاي غلظت در اكثر برج هاي خنك كننده معمولاً از 3 تا 7 متغير است. در برخي از شهرها و استانها از منابع آب چاه استفاده مي كنند كه داراي سطوح قابل توجهي از مواد جامد محلول ( يونهاي ناخالص يا سختي ) است. از سوي ديگر، يكي از بزرگترين منابع آب، در شهرهاي شماليو پر بارندگي ايران ، منبع آب باران سطحي بسيار كم مواد معدني دارد. بنابراين، برجهاي خنك‌كننده در آن شهر اغلب اجازه دارند تا 7 سيكل يا بيشتر تمركز كنند. از آنجايي كه چرخه هاي غلظت بالاتر نشان دهنده آب كمتري است، تلاش براي صرفه جويي در آب ممكن است بر افزايش چرخه غلظت متمركز شود. آب بازيافتي بسيار تصفيه شده ممكن است وسيله موثري براي كاهش مصرف آب آشاميدني برج خنك كننده در مناطقي باشد كه آب آشاميدني كمياب است.
جهت كسب اطلاعات بيشتر در ارتباط با برج خنك كننده و انواع آن و طرزكار برج خنك كننده و ظرفيت مناسب كاربري خود و قيمت برج خنك كننده به وب سايت سازآب مراجعه نماييد.
برج خنك كننده