برج خنک کننده یا کولینگ تاور شرکت آب سازه

برج خنک کننده - آب سازه

در کارخانه ‌ها و نیروگاه ‌ها همواره به دلیل فرآیندهای صنعتی و ماشین ‌آلات و تجهیزات سنگین گرمای بسیار زیادی تولید می ‌شود. این حجم از گرما باید طی فرآیندی به محیط خارجی منتقل شود. این فرآیند اصل اساسی تکنولوژی برج‌ های خنک ‌کننده است. در این راستا، گروه صنعتی آب سازه مفتخر است با طراحی و ساخت برج های خنک کننده فایبر گلاس و برج های خنک کننده فلزی (گالوانیزه) توسط نیروهای مهندسی حرفه و مطابق با استانداردها و متناسب با شرایط و نیاز کارفرمایان محترم، این نیاز را در انواع پروژه های صنعتی و شهری را مرتفع نماید.
برج خنک‌ کننده یا کولینگ تاور (cooling tower) نوع خاصی از مبدل حرارتی است که از آن برای دفع گرمای تولید شده ماشین آلاتی همچون چیلرهای جذبی و تراکمی، دیگ بخار، دستگاه تزریق پلاستیک، کوره های القایی، دیگ تقطیر، توربین  های گازی به محیط استفاده می ‌شود. در واقع برج خنک کننده به عنوان یک منبع فراهم کننده آب سرد با ایجاد سطح وسیع تماس آب و هوا و آسان نمودن فرآیند تبخیر، برای حذف گرمای اضافی تولید شده توسط تجهیزات نامبرده شده مورد استفاده قرار می گیرد.

برج خنک کننده ( کولینگ تاور) چیست؟

در برج هاي خنک کننده آب در تماس با هوا قرار گرفته و در اثر از دست دادن گرمای نهان و طی فرآیند تبخیر دمای آن کاهش می یابد. به عبارت دیگر آبی که در فرآیندهاي متعدد دمای آن افزایش یافته خنک شده و مجددا به واحدها باز می گردد. اساس کار تمام برج های خنک کننده 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 کننده آب گرم توسط لوله ‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا به صورت طبیعی یا با آبفشان هایی به سمت پایین برج جریان می ‌یابد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌ های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می ‌کند. کولینگ تاورهای شرکت آب سازه داراي طبقه بندي و انواع مختلفی بوده که بر حسب کاربردشان در صنعت انتخاب می شوند اما شیوه عملکرد در همه آنها تقریبا مشابه هم می باشد.

برج خنک کننده - آب سازه

کاربرد برج خنک کن در صنعت

دو کاربرد مهم برج خنک کننده یکی در صنایع بزرگ برای خنک کاری صنایع پتروشیمی، پالایشگاهی، نیروگاهی، فولاد و کارخانجات تزریق پلاستیک بوده و کاربرد دیگر دفع حرارت سیستم­ های سرمایشی مربوط به مجتمع ­­­های مسکونی، تجاری و ورزشی می ‌باشد. از کاربردهای دیگر برج خنک کننده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنایع آلومینیوم و فشرده‌ سازی هوا
  • پالایشگاه ‌های نفتی، گازی و پتروشیمی
  • نیروگاه‌ های تولید برق و کاربردهای فرآیندی
  • سیستم ­های برودتی، تهویه‌ی مطبوع و گرمایش
  • واحدهای خنک کننده صنایع شیمیایی و غذایی و دارویی
  • نیروگاه هسته ­ای
  • صنایع ذوب فلزات، ریخته ‌گری و کوره ‌های القایی
  • صنایع تولید شیشه، پلاستیک، کاشی و سرامیک
  • صنایع تولید رنگ
  • نیروگاه­ های تولید انرژی

طراحی و ساخت برج خنک کننده در آب سازه

از نظر ابعاد و اندازه، برج ‌های خنک کننده در مدل ‌های کوچک پشت‌ بامی برای ساختمان‌ های مسکونی تا سازه ‌هایی غول‌ پیکر و هذلولی شکل مانند برج ‌خنک‌کن نیروگاه ها که ارتفاعشان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک ‌صد متر می ‌باشد، وجود دارند. جهت ساخت کولینگ تاور از مواد مختلفی استفاده می شود که هر کدام دارای مزیت ‌های خاصی هستند. انواع برج ‌ها از نظر جنس بدنه به برج کولینگ تاور بتنی (سایز بزرگ)، برج کولینگ تاور فلزی و یا گالوانیزه و برج ‌های ساخته شده از کامپوزیت های تقویت‌شده پلاستیکی فایبرگلاس (FRP) تقسیم بندی می ­شوند.

برج خنک کننده - آب سازه

انواع برج خنک کننده شرکت آب سازه

برج ­های خنک­ کننده براساس مسیر جریان هوا، نحوه ساخت و روش انتقال حرارت تقسیم بندی می ­شوند. برج­ های خنک کننده به لحاظ نوع تماس آب و هوا به سه گروه برج­ خنک کننده تر (مدار باز) و برج خنک کننده خشک (مدار بسته) و برج­ خنک کننده تر-خشک تقسیم می­شوند. همچنین برج­ ها براساس حرکت جریان هوا به انواع مکش طبیعی و مکش اجباری دسته بندی می­شوند.

برج خنک کن مدار باز (مرطوب)

تقریباً بیش از 90 % برج ­های خنک کننده از نوع برج­ های تر (wet cooling tower) می ­باشند، که خود به دو گروه جریان متقابل و جریان متقاطع تقسیم می ­گردند. در سال­ های اخیر، بعلت حجم کمتر و راندمان بهتر  برج ­های خنک کننده از نوع جریان متقابل، مقبولیت بیشتری پیدا کرده است.

کولینگ تاور مرطوب حرارت تلف شده به وسیله دستگاه را به وسیله مکانیزم­ های زیر به محیط می­ دهند:

  • افزایش حرارت هوای اطراف
  • تبخیر بخشی ازآب در حال گردش در سیستم
  • افزایش دمای مخزن طبیعی آب جمع آوری سرد شده

در برج ‌های خنک کن مدار باز آب توسط یک پمپ به بالای برج خنک کن انتقال می ‌یابد و سپس توسط نازل ‌ها بر روی سطوح خنک کننده به صورت قطره پاشیده می ‌شود. هوای بیرونی از طریق آکنه ­هایی که بصورت میله ­های افقی در اطراف برج قرار دارند وارد می ­شوند. آب در حین جریان به پایین، در تماس با هوای بالای آن که به سمت بالای برج مکیده می ‌شود، گرمایش را از دست می‌ دهد و آب حدود10 تا 20 درجه خنک می ‌شود. بخشی از آب تبخیر می ‌شود وگاهی اوقات بخار آب روی برج ‌های خنک کننده مشاهده می ‌شود.

برای ایجاد جریان رو به بالا، برخی از برج‌ های خنک‌ کننده حاوی تیغه ‌هایی مشابه پره ‌های تهویه است. این تیغه ‌ها باعث ایجاد جریان هوا به سمت بالای برج خنک ‌کننده می‌ شوند. آب به یک حوض می ‌ریزد و از آنجا به فرآیند تولید باز می ‌گردد. کولینگ تاور مرطوب بصورت برج ­های خنک کننده با کشش طبیعی و برج ­های خنک کننده با کشش مکانیکی دسته بندی می ­شوند.

برج خنک کننده - آب سازه

برج خنک کن مدار بسته (خشک)

در مواقع عدم وجود آب کافی برای برج خنک کن و جلوگیری از اتلاف آب بر اثر فرآیند تبخیر، می ­توان از برج ­های خنک کننده مدار بسته (خشک) بهره برد. در کولینگ تاور مدار بسته، آب با هوای بیرون در تماس نیست. آب درون یک کویل حرکت می‌ کند و در اثر تماس هوا با سطح خارجی کویل، گرما از کویل و در نتیجه از آب جذب می‌ شود و از طریق هوا به محیط اطراف منتقل می ‌شود.

در این نوع سیستم به دلیل عدم تماس مستقیم آب و هوا، آلودگی ناشی از آلاینده ‌های هوا و میکروارگانیسم ‌ها در آب کولینگ تاور ناچیز است. همچنین، میکرو ارگانیسم ‌های موجود در آب برج خنک‌ کننده نمی ‌توانند وارد هوای خارج شوند. هنگامی که برج خنک کننده مدار باز است، آب در مجاورت با هوا قرار می‌ گیرد که ممکن است در اثر این تماس آلودگی رخ دهد.

برج خنک کننده - آب سازه

برخ خنک کن خشک – مرطوب

با توضیحاتی که در مورد دو نوع کولینگ تاور قبلی داده شده، مشخص می ­شود که برج­ های خنک کننده مرطوب همیشه مقداری آب را طی فرآیند تبخیر، مکش توسط هوا و نشتی مصرف می­ کنند. همچنین این برج­ ها دچار مشکل پراکندن ذرات آب می ­باشند. برج ­های خنک کننده خشک مشکلی برای کارکرد نیروگاه ها بخصوص در موقع گرم شدن هوای محیط به وجود می ­آورند. در چنین مواردی برای کاهش عوارض حاصل از دو نوع برج ذکر شده از برج ­های خنک کنننده خشک-مرطوب استفاده می ­شود.

همانطور که از نام این نوع برج ­های خنک کننده استنباط می­ شود یک برج خنک کننده خشک- مرطوب ترکیبی از عملکرد برج­ های خشک و مرطوب می ­باشد. این سیستم دارای دو مسیر هوای موازی و دو مسیر آب سری می ­باشد. قسمت بالای کولینگ تاور قسمت خشک است که شامل لوله­ های پره­دار و قسمت پایین کولینگ تاور دارای آکنه ­های قسمت مرطوب است. آب گرم پروسس از قسمت فوقانی کولینگ تاور وارد لوله ­های پره ­دار شده و ضمن عبور از لوله ­ها قسمت خشک را ترک کرده و تحت اثر نیروی جاذبه از میان آکنه ­ها در قسمت مرطوب به حوضچه آب سرد می ­ریزد.

هوای محیط بصورت دو جریان از میان قسمت­ های خشک و مرطوب کشیده می ­شود. این دو جریان بهم پیوسته و قبل از ترک برج در داخل آن ترکیب می­ شوند. چون جریان اول بصورت خشک گرم شده و حتی خشک ­تر از هوای محیط می­ گردد و جریان دوم بطور معمول اشباع است، در نتیجه هوای زیر اشباع از برج خنک کننده خارج می­ شود.

ویژگی برج ­های خنک کن خشک-مرطوب

  • هوای زیر اشباع خروجی، ذرات آب کمتری نسبت به برج مرطوب ایجاد نموده و شرایط اقلیمی مطلوب آنها را کاملاً حذف می کند.
  • چون آب در قسمت خشک قبلاً خنک شده است بنابراین افت ­های ناشی از تبخیر در قسمت مرطوب کاهش یافته و در نتیجه از مصرف آب جبرانی برای جبران تبخیر آب بطور قابل ملاحظه­ ای کاسته خواهد شد.
  • برج­ های خنک­ کننده خشک – مرطوب در مواردی­ که امکان دسترسی به آب هست و نیز نیاز به کاهش مؤثر ذرات باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.

برج خنک کننده - آب سازه

اجزای مهم برج خنک کننده

  • بدنه برج خنک کننده: کولینگ تاورها معمولاً از گالوانیزه، فایبر گلاس، چوب و بتن ساخته می ‌شوند.
  • فن برج خنک‌کننده: فن‌ ها نقش مهمی در خنک سازی دارند و از نوع فن محوری یا سانتریفیوژ می ‌باشند. فن‌ های مورد استفاده در برج ‌های خنک‌کننده، از لحاظ فرم هندسی و نحوه تولید به صورت کلی به سه دسته اصلی  فن ضربی برج خنک ‌کننده، فن پروفیل ایر فویل کولینگ تاور و فن پروفیل ایر فویل با فرم پروفیل متغیر (فن کامپوزیت برج خنک کن) تقسیم می ‌شوند.
  • پکینگ یا مدیا: برای افزایش تبادل حرارتی بین جریان آب و هوا در داخل برج خنک کن از پکینگ‌ ها استفاده می ‌شود 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 به صورت شبکه ‌ای بوده و در دو نوع غشایی و اسپلش در برج خنک کننده مورد استفاده قرار می‌ گیرند.
  • حوضچه آب سرد: در قسمت زیرین برج خنک کننده قرار دارد و آب خنک شده در آن جمع ‌آوری شده و به سمت سیستم‌ های سرد سازی هدایت می ‌شود.
  • قطره گیرها (المیناتور): تیغه‌ های قطره ­گیر برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آن‌ها به محیط بیرون از کولینگ تاور بکار می ‌روند.

عملکرد برج خنک کننده - آب سازه

سایر اجزای کولینگ تاور

  • گیربکس: این قطعه دور الکترو موتور را کاهش می ­دهد و انرژی را به فن منتقل می ­کند.
  • نازل آب پاش: جهت توزیع جریان آب گرم بر روی پکینگ ­ها مورد استفاده قرار می ­گیرندکه در کلکتور آب ورودی نصب می­ گردد.
  • الکتروموتور: این قسمت وظیفه به حرکت درآوردن فن یا پروانه را بر عهده دارد.
  • آب پخش کن: توزیع کننده سیال داغ در نوع مدور یا چرخشی سیستم پاشش آب
  • فلنج وروردی و خروجی: اتصال ورود آب گرم و خروج آب سرد
  • فلنج تخلیه و شیر تخلیه: جهت تخلیه آب آلوده از کولینگ تاور
  • فلنج سرریز: جهت تخلیه و خروج جریان آب مازاد
  • فلوتر: شناور تنظیم کننده ورود جریان آب جبرانی
  • فیلتر هوای ورودی
  • لوله و انشعابات داخلی
  • شاسی موتور

برج خنک کننده - آب سازه

مزایای مهم برج ­های خنک کننده

  • هزینه‌ پایین بهره ‌برداری به دلیل کم بودن هد پمپ مورد نیاز
  • نگهداری ساده
  • مصرف انرژی پایین
  • تنوع در ساختار
  • سازگاری با شرایط اقلیمی و آب و هوایی مختلف

عوامل موثر بر برج ­های خنک کن

  • با کاهش دمای مرطوب محیط قدرت خنک ­کنندگی کولینگ تاور افزایش می­ یابد.
  • افزایش سطح تماس و تبديل هر چه بيشتر آب به قطرات ريز باعث افزایش راندمان کولینگ تاور خواهد شد.
  • افزایش زمان تماس آب و هوا باعث افزایش ظرفیت خواهد شد.
  • سرعت پایین هوای عبوری از سطوح خنک­ کننده با ثابت نگهداشتن دبی آن باعث افزایش راندمان برج خواهد شد.
  • میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)
  • اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
  • دمای مرطوب محیط
  • شدت جریان آب
  • شدت جریان هوا
  • نوع آکنه های برج
  • روش پخش آب

برج خنک کننده - آب سازه

کیفیت آب مورد استفاده در برج­ خنک کن

آب مورد استفاده براي برج های خنك كننده از جمله نيازهاي عمده بسياري از صنايع است و لذا تصفيه و تهيه آب مطابق استاندارد حائز اهمیت می ­باشد. با همه تدابير به كار گرفته شده در تصفيه آب و به دست آوردن آب مورد نياز در صورت عدم كنترل، پيامدهايي از قبيل موارد زیر را در پی دارد:

  • خوردگي و فرسايش
  • تشكيل رسوب
  • مشكلات ناشي از ميكروارگانيزم ­ها
  • تجمع لجن

آب با سختی زیاد باعث رسوب در دستگا­ه ها شده و همچنین از آنجایی که بیشتر این دستگاه­ ها از آلیاژ آهن ساخته شده ­اند مشکل خوردگی بوجود می ­آید. از طرف دیگر از آنجایی­که بیشتر برج ­های خنک کننده در برخورد مستقیم با هوا و نور خورشید می­ باشند محیط مناسبی برای رشد باکتری ­ها و میکرو ارگانیسم ­ها نیز می­باشند که آنها نیز مشکلاتی به همراه دارند. وارد شدن گرد و خاک بداخل برج نیز در بعضی مواقع ایجاد مشکل می ­نماید. براي جلوگيري از اين پيامدها و مشكلات به خصوص خوردگي و رسوب­ دهي بايد تا حد ممكن از سختي آب مورد استفاده در برج­ هاي خنك كننده و ساير قسمت ­ها كاسته شود.

2 دیدگاه

  1. سلام بنده دنبال برج خنک کننده می گردم ‘ ولی نمی‌دونم که از چه نوعی از برج را باید از شما خرید کنم ؟ چون مقدار فشار آب در مکان من بسیار کم هست و جای برای گزاشتن مخزن آب را هم ندارم

    1. سلام جناب اقای فدایی پور عزیز
      برای دریافت مشاوره در ارتباط با قیمت و خرید این محصول لطفا مشخصات محصول مد نظر را به شماره واتساپ 09129512165 ارسال بفرمایید. در اسرع وقت کارشناسان ما با شما تماس می گیرند.

پیام بگذارید

کلیه فیلدهای مشخص شده با ستاره (*) الزامی است