برج خنک کننده (کولینگ تاور)

برج خنک کننده چیست ؟

برج خنک کننده یا کولینگ تاور دستگاهی است که برای رفع گرمای آب،مورد استفاده قرار می گیرد برج های خنک کننده با تبخیر آب حرارت موجود در سیال را گرفته و خنک کاری انجام می شود و دمای آب را تا دمای مرطوب محیط کاهش میدهد به زبان ساده تر گرمای آب داغ ورودی از طریق فرایند تبخیر به جریان هوای عبوری منتقل می شود و دمای آب پایین می آید و نکته مهم این است که برج خنک کننده فایبرگلاس در مناطق شرجی به دلیل اینکه مبنای کار آنها سرمایش تبخیری می باشد عملکرد مطلوبی ندارند و مناسب نیست.

برای تماس با کارشناسان فروش به صفحه تماس با ما رفته و یکی از راه های ارتباطی را انتخاب فرمایید

تاریخچه برج خنک کننده

سیستم های خنک کاری با گذشت زمان تغییرات شگرفی داشته و در انواع مختلف طراحی و تولید شده ،در ابتدا این دستگاه ها بعد از انقلاب کبیر فرانسه تولید شد و به آن برج خنک کننده اتمسریک یا دست ساز می گفتند و کارکرد این برج ها به گونه ای بود که جریان آب به صورت طبیعی بر روی چوب ها ریخته شده و خنک کاری انجام می شد و بعد ها بدنه این برج خنک کننده از بتن ساخته شدند و به دلیل هزینه های بالای ساخت این برج ها نسل بعدی برج های خنک کننده به صورت گالوانیزه طراحی و ساخته شدند.

پس از مدتی به دلیل رسوب گیری ،خوردگی و تعمیرات سخت این مدل از رده خارج شد و هم اکنون تعداد سازندگان برج خنک کننده گالوانیزه رو به کاهش است، سیستم فن و پروانه این برج ها سانتریفیوژی می باشد و نسل بعدی برج خنک کننده که هم اکنون در حال ساخت است برج های خنک کننده فایبرگلاس می باشد. در ابتدا برج های خنک کننده فایبرگلاس به صورت مدور بوده و بخاطر هدر رفت زیاد آب در این نوع برج خنک کن کمتر مورد استفاده قرار میگیرد و نسل بعدی برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی می باشد که با داشتن قطره گیر از هدر رفتن آب تا مقدار زیادی جلوگیری میکند.

انواع برج خنک کننده

در این قسمت میخواهیم به انواع برج خنک کننده بپردازیم که انتخاب نوع برج خنک کننده را بر اساس شرایط برایمان آسان تر می نماید در اولین قدم باید به شکل هندسی آن پرداخت که در دو مدل مکعبی و مدور می باشد که این دو نوع با یکدیگر تفاوت هایی دارند، همانطور که از نام این دو مدل مشخص است عمده ترین تفاوت آنها در شکل ظاهری برج ها است که به صورت گرد و مربع می باشند اما این دو برج در بعضی از قطعات نیز تفاوت هایی با یکدیگر دارن که میتوان به نحوه پاشش آب بر روی سطح پکینگ اشاره نمود برای دریافت اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید به صفحه انواع برج خنک کننده رفته و کاملا تفاوت های این دو مدل را بررسی نمایید.

تقسیم بندی برج خنک کننده

برای آشنایی بهتر با برج خنک کننده در زیر طبقه بندی جامعی از کولینگ تاورها آورده شده است.

برج خنک کننده از لحاظ عملکرد:

1.  برج خنک کننده مرطوب
2. برج خنک کننده خشک
3. برج خنک کننده دوگانه مرطوب و خشک

برج خنک کننده از لحاظ مدار گردش آب:

1. کولینگ تاور مدار بسته 
2. کولینگ تاور مدار باز

از لحاظ جریان:

1. برج های خنک کن جریان مخالف
2. برج های خنک کن جریان متقاطع
3. برج های جریان از یک طرف
4. برج های جریان از دو طرف
5. برج های جریان از چهار طرف

از لحاظ جریان هوا:

1. برج خنک کننده جریان طبیعی
2. برج خنک کننده جریان مکانیکی
3. برج خنک کننده جریان مکشی
4. برج خنک کننده جریان دمشی 
5. برج خنک کننده جریان طبیعی و مکانیکی

 برج خنک کننده از لحاظ جنس:

1. کولینگ تاور با سازه فایبرگلاس 
2. کولینگ تاور با سازه فلزی 
3. کولینگ تاور با سازه چوبی
4. کولینگ تاور با سازه بتنی

تعیین ظرفیت برج خنک کننده فایبرگلاس برای سیستم های سرمایشی

برای تعیین ظرفیت برج خنک کننده مبنا، دبی آب در گردش سیستم تبرید است یعنی معمولا برای چیلر های تراکمی به ازای هر تن تبرید 3 gpm و برای چیلر های جذبی به ازای هر تن تبرید 3/5 gpm در نظر گرفته می شود اما در روش ساده تر برای سیستم های تراکمی ظرفیت اسمی برج معادل ظرفیت سیستم تراکمی در نظر گرفته میشودیعنی برای چیلر تراکمی 100تن برج خنک کننده 100 تن اما در سیستم های جذبی ظرفیت نامی برج 2 برابر ظرفیت نامی چیلر جذبی در نظر گرفته می شود یعنی برای چیلر جذبی 100 تن برج خنک کننده 200 تن در نظر گرفته می شود.

طراحی و ساخت برج خنک کننده

برج های خنک کن با توجه به نوع صنعت و شرایط پروژه طراحی می شوند در پایین به تعدادی از صنایع که شرایط عملکرد خاصی دارند اشاره شده است

صنایع تهویه مطبوع                صنایع نیروگاهی

صنایع پالایشگاهی                صنایع پتروشیمی

صنایع فولاد،آلومینیوم،مس       صنایع سرب و روی

صنایع شیمیایی                     صنایع معدنی

صنایع قند و شکر                    صنایع غذایی شامل کنسرو،رب،آب میوه،روغن و ...

صنایع پلاستیک                      صنایع لاستیک سازی

و سایر صنایع سبک و سنگین

در پایین دقیق تر وابستگی صنایع به برج خنک کننده را مورد بررسی انجام میدهیم.

علاوه بر این یکی از مواردی که تاثیر بسزایی در طراحی و ساخت برج خنک کننده دارد، شرایط مختلف محیط و پروژه می باشد و در زیر به برخی از این موارد اشاره شده است.

آبهای با سختی و رسوب گذاری بالا                  آبها با خورندگی بالا

آبها حاوی چربی و روغن                                 آبها حاوی شربت و مواد چسبنده و خوراکی

آبها حاوی الیاف و مواد جامد و پساب ها             آبهای خورنده با رسوب بالا

آبهای صاف و زلال                                          محیط های همراه با گرد و غبار

سرویس انواع برج خنک کننده

در بسیاری از موارد تعمیرات اساسی برج خنک کننده و رفع عیب صحیح، شرایط را مشابه روز اول و یا حتی بهتر می نماید. آشنایی با علم کولینگ تاورها و چگونگی انتخاب قطعات مناسب آن، یکی از مهمترین کارهایی می باشد که شرکت پیام سرما شما را از آن بهرمند میسازد.

• افزایش ظرفیت، بهینه سازی و نو سازی برج خنک کننده بزرگ در صنایع شیمیایی، پالایشگاهی و ...
• جایگزینی و ساخت بدنه فایبرگلاس در برج های خنک کننده فلزی یا با پوشش آزبست
• جایگزینی پکینگ های ضد رسوب با قابلیت شستشو در برج خنک کننده چوبی و همچنین کاهش آب پرانی و قطرات به بیرون از کولینگ تاور

اقدامات بالا بخشی از خدماتی می باشد که شرکت پیام سرما با حضور کارشناسان مجرب خود آماده ارائه آنها می باشد

محاسبه آب جبرانی برج خنک کننده فایبرگلاس

محاسبه آب جبرانی میزان آبی است که باید به برج خنک کننده فایبرگلاس اضافه شود تا از رسوب گرفتگی برج جلوگیری کند و باعث بالا رفتن راندمان حرارتی می شود اگر آب جبرانی درست محاسبه نشود آب گرم به درستی خنک کاری نمیشود و عمر تجهیزات و برج خنک کننده کوتاه خواهد شد.

این آب برای جبران کمبود آب حاصل از سه فرآیند تبخیر آب برج خنک کن جهت خنک کاری، پرتاب قطرات آب به بیرون از برج و بلودان آب درون تشتک اضافه می شود.

تفاوت برج خنک کننده مکعبی و مدور 

برج خنک کننده امروزی به دو شکل مکعبی و مدور ساخته خواهد شد حال با یک بررسی ساده میتوان فهمید که کدام نوع برج خنک کننده برای ما مناسب است و تفاوت های آنها را مورد بررسی قرار میدهیم، علاوه بر اینکه برج خنک کننده مکعبی و مدور در ظاهر با یکدیگر تفاوت دارند در موارد دیگری نیز اختلافاتی دارند که میخواهیم آنها را بررسی کنیم.

• در برج خنک کننده مکعبی از نازل پاشش آب استفاده میشود ولی در مدور از اسپرینکلر یا آب پخش کن استفاده میشود
• در برج های مدور به دلیل نبود قطره گیر میزان هدر رفت آب بالا میباشد اما در نوع مکعبی با وجود این قطعه درصد بالایی از مکش آب توسط فن به بیرون از کولینگ تاور جلوگیری می شود

اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی و مدور

در ادامه توضیحات مختصری از قطعات بکار رفته در برج خنک کننده و همچنین مشخصات عملکردی،جهت آشنایی بیشتر ارائه خواهد شد.

سازه و بدنه برج خنک کننده فایبرگلاس

قطعات سازه و بدنه خنک کننده فایبرگلاس شامل حوضچه آب سرد،ستونها،فریم لوور ها،پنل های بدنه و فن دک برج خنک کن از موارد کامپوزیتی تهیه شده است.

پکینگ برج خنک کننده

سطوح تبخیر یا پکینگ برج خنک کن مهمترین قطعه جهت تبادل حرارت یا بعبارتی قلب کولینگ تاور محسوب میشود انتخاب پکینگ برج خنک کننده بر اساس کیفیت آب،نوع صنعت و آلودگی محیط اطراف صورت می پذیرد .برای مثال در صورت بالا بودن کیفیت آب (با سختی کمتر از 120ppm) و همچنین پایین بودن میزان آلودگی محیط از پکینگ Film Fill استفاده میشود.

فن محوری 

بمنظور عبور هوا از میان پکینگ برج خنک کننده از فن استفاده میشود. در برج های خنک کن از فن محوری با پره های فایبرگلاس (FRP) با مقطع آیرودینامیک Airfoil و هاب گالوانیزه گرم استفاده میگردد این پره ها دارای قابلیت تنظیم زاویه و افزایش هوادهی فن بوده و لبه آن جهت مقاومت در برابر سایش با استفاده از رزین های ضد سایش تقویت شده است.

 نازل اسپری آب 

یکی از قطعاتی که تاثیر مستقیم بر راندمان برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی دارد نازلهای توزیع آب می باشد. در برج خنک کننده مکعبی جهت توزیع و اسپری کردن آب از نازلهای ضد رسوب و گرفتگی با مقطع پاشش مربعی استفاده میشود. این نازل ها فقط در مدل برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی قابل استفاده است.

قطره گیر

از قطره گیر فقط در برج خنک کننده مکعبی فایبرگلاس استفاده میشود وظیفه این قطره گیرها حذف قطرات آب برج خنک کن که از طریق فن به خارج از دستگاه پرتاب میشوند است قطره گیر ها نقش عمده ای در در صرفه جویی مصرف آب در برج خنک کننده دارند و انتخاب صحیح آنها به این مساله کمک قابل توجهی میکند.

لوور ورودی هوا

لوور در قسمت ورودی هوا به برج خنک کننده نصب میگردد و جهت جلوگیری از پاشش آب به بیرون از دستگاه ،جلوگیری از ورود گرد و خاک به دستگاه و جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید به آب سرد درون حوضچه استفاده می شود.

قیمت برج خنک کننده

اختلاف قیمت ها در برج خنک کننده بین تولید کنندگان این محصول براساس رقابت نبوده بلکه بر اساس کیفیت و مواد مصرفی برج بوده در مواقعی اختلاف قیمت بین دو تولید کننده به دو برابر رسیده و با تفکر به این موضوع میتوان دریافت که این اختلاف قیمت فقط به دلیل کیفیت محصول و مواد مصرفی بوده.

مثال: یک تولید کننده قیمت برج خنک کننده 250 تن تبرید را به یکصد میلیون تومان به مشتری خود ارائه می دهد و دیگر تولید کننده همان تناژ تبرید را به قیمت شصت میلیون تومان ارائه می نماید حال با این اختلاف قیمت مصرف کننده به فکر فرو رفته که منشا این اختلاف قیمت چه بوده است با یک حساب ساده میتوان یافت تنها دلیل این اختلاف قیمت کیفیت محصول میتواند باعث ایجاد چنین اختلافی گردد.برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد قیمت برج خنک کننده به دست بیاورید بر روی لینک آبی کلیک نموده تا به صفحه قیمت برج خنک کننده رفته و اطلاعات تکمیلی تر را کسب نمایید.

 کاربرد برج خنک کننده در صنعت

برج های خنک کننده در صنعت کاربرد های فراوانی دارند یکی از صنایع که وابستگی زیادی به برج خنک کننده و چیلر دارد صنعت پلاستیک یا همان تزریق پلاستیک میباشد صنعت پلاستیک یکی از پرکاربرد ترین صنایع میباشد که تاثیر بسزایی در تولید محصول به دست آمده دارد کیفیت محصولات پلاستیکی بسته خنک کاری درست با دمای مطلوب آب دستگاه تزریق دارد از این رو برج های خنک کننده با تعیین ظرفیت مناسب میتوانند این کیفیت را تضمین کنند، دیگر مزیت برج خنک کننده برای دستگاههای تزریق پلاستیک افزایش تعداد تولید میباشد هرچه قالب سریعتر خنک کاری شود تعداد خروجی دستگاه افزایش می یابد.

از دیگر صنایعی که نیاز به استفاده از برج خنک کننده دارند میتوان صنعت ذوب فلزات مانند مس، آلومینیوم، چدن، فولاد و... نام برد،از برج خنک کننده در صنایع زیادی مانند پتروشیمی، پلایشگاهی، تولید الکل، نیروگاهی، صنایع کنسرو غذا مانند رب، مربا و... استفاده نمود.

صنایع لبنی نیز یکی از صنعت های وابسته به برج خنک کننده و چیلر میباشد هم در بخش تولید هم در بخش انبار و نگهداری.

این نوع برج ها در شهر هایی که رطوبت هوا پایین می باشد کارایی بهتری دارند شهرهایی مانند یزد، کرمان، اصفهان و ....

برج خنک کننده مدار بسته

در مواقعی هدف استفاده از برج خنک کننده خنک کاری روغن، الکل، آب مقطر و غیره می باشد و این مواد برای خنک کاری باید در یک سیکل بسته خنک کاری شوند، در برج خنک کننده مدار بسته یک کویل در کولینگ تاور بارگذاری می شود که سیال در آن گردش پیدا می کند و توسط آب که از نازل ها پاشش می شود سرد می شوند کویل ها غالبا از جنس مس ساخته می شوند (بخاطر ضریب انتقال حرارت بالا) و در بعضی از موارد این کویل ها از جنس گالوانیزه یافولادی ساخته می شود.

 کاربرد برج خنک کننده در مراکز تجاری، مسکونی و اداری

وابستگی چیلر های آب خنک (جذبی و تراکمی) به برج خنک کننده یک امر انکار ناپذیر میباشد بعضا مجتمع هایی وجود دارند که برای خنک کردن فضای مورد استفاده هنوز از چیلر های آب خنک استفاده میکنند و این چیلر ها برای خنک شدن کندانسور از برج خنک کننده کمک میگیرد به همین دلیل چیلر آب خنک نامگذاری شده اند در سیستم های برودتی جدید به دلیل کمبود آب از هوا برای خنک کاری کندانسور استفاده میشود اما هنوز هستند اداره ها و مجتمع هایی که از چیلر آب خنک استفاده می کنند و حاضر به تعویض این چیلر ها نیستند ویکی از دلایلی که از انجام این کار باز میزنند هزینه های بالای چیلر می باشد.

حل مشکل رسوب گرفتگی برج خنک کننده

برج خنک کننده در مواقعی دچار رسوب گرفتگی میشود که میتواند دلایلی داشته باشد که آن را بررسی خواهیم نمود یکی از دلایل بالا بودن سختی آب وارد شده به کولینگ تاور می باشد که در بعضی از شهرها سختی آب به قدری بالا می باشد که برای جلوگیری از رسوب گرفتگی از سختی گیر استفاده می نمایند کار این سختی گیرها جلوگیری از ورود املاح به داخل برج می باشد دلیل، بعدی و مهم  رسوب گرفتگی برج خنک کننده استفاده از نازل های نامناسب می باشد زمانی که پاشش آب به صورت منظم و یکنواخت صورت نگیرد در قسمت هایی از پکینگ ها که آب پاشش مناسبی ندارد دچار رسوب گرفتگی می شود این پاشش ناقص میتواند یا به دلیل فشار پایین آب باشد یا استفاده از نازل پاشش آب نامناسب.

نکاتی برای جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده در زمستان 

یکی از مشکلاتی که امکان دارد برج خنک کننده در زمستان به آن برخورد کند یخ زدگی آب می باشد که راه حل هایی دارد، برج خنک کننده ای که همیشه در حال کارکردن باشد دچار یخ زدگی نخواهد شد ولی زمانی که کولینگ تاور خاموش باشد آب داخل تشتک یخ زده و برای جلوگیری از این مشکل باید از ضدیخ های صنعتی برپایه پروپیلن گلیکول و اتیلن گلیکول استفاده شود تفاوت این دو ماده در سمی و غیرسمی بودن آنهاست که پروپلین گلیکول غیر سمی بوده و در مواردی استفاده می شود که به طور مستقیم با انسان سر و کار دارد ولی اتیلن گلیکول سمی بوده و بیشتر مواقعی استفاده میشود که ارتباط مستقیم با انسان ندارد پس استفاده از هر دو برای جلوگیری از یخ زدگی آب برج خنک کننده مانعی ندارد.

برج خنک کننده نیروگاه

 برج های خنک کننده نیروگاهی عموما به صورت بتنی ساخته می شوند  و در دسته بندی های برج خنک کننده، در دسته جریان طبیعی قرار میگیرند یعنی جریان هوا بدون دخالت هیچ ابزاری به داخل کولینگ تاور کشیده می شود این برج ها برای خنک کردن آب در تابستان تا دمای 20 الی 30 درجه مناسب می باشد عدد دقیق دمای آب خروجی از کولینگ تاور به اقلیم آب و هوایی منطقه ارتباط دارد برای مثال در شهر هایی مانند یزد،کرمان، اصفهان و امثال این استانها دمای آب سرد تا 20 درجه سانتی گراد هم خواهد رسید اما در شهرهای با رطوبت بالا به دست آمدن این دمای آب با برج خنک کننده نیروگاه امکان پذیر نمی باشد در کولینگ تاور ها هرچه رطوبت هوا بالاتر باشد عملکرد برج خنک کننده کاهش می یابد.

برج خنک کننده هیبریدی

برای افزایش راندمان و کمتر نمودن هدر رفت آب برج خنک کننده باید از برج خنک کننده هواخنک یا برج خنک کننده هیبریدی استفاده نمود، برج های خنک کننده هوا خنک به دلیل خنک کاری سیال در یک سیکل بسته از هدر رفت کامل آب برج خنک کننده جلوگیری مینماید اما راندمان برج های خنک کننده مدار بسته آب خنک را ندارند، در برج خنک کننده هیبریدی از دو مدل برای خنک کاری سیال استفاده شده که در قسمت فوقانی که ورود سیال به برج خنک کننده می باشد ابتدا کویل هوا خنک قرار خواهد گرفت و در پایین این کویل لوله های انتقال آب و نازل آب پاش قرار دارد و در قسمت انتهایی کویل آب خنک قرار گرفته تا در زمان بالا رفتن دمای سیال کویل زیرین توسط آب خنک شود.

تفاوت برج خنک کننده هیبریدی و مدار بسته

در برج خنک کننده مداربسته یک کویل برای خنک کاری وجود دارد که توسط آب خنک کاری می گردد اما در برج خنک کننده هیبریدی دو کویل مجزا وجود دارد که در دو مرحله توسط هوا و آب خنک کاری میگردد در مرحله اول و پس از ورود سیال گرم به داخل کویل فوقانی برج خنک کننده توسط هوا خنک کاری شده و در مرحله دوم با ورود سیال به این مبدل آب بر روی کویل پاشش شده که باعث خنک کاری میگردد.

 معرفی شرکت پیام سرما تولید کننده برج خنک کننده در مشهد

 شرکت پیام سرما تولید کننده انواع برج خنک کننده فایبرگلاس در مشهد می‌باشد که با هدف تولید کولینگ‌تاور با راندمان بالا و استهلاک پایین که شعار این مجموعه می‌باشد شروع به کار نموده است این شرکت با رزومه‌ای قوی در تولید برج خنک کننده در مشهد بنا شده است.برای ارتباط با شرکت به صفحه تماس با ما رفته و از طریق یکی از راه های ارتباطی با کارشناسان ما تماس بگیرید.

 

نویسنده:سجاد قلخانی