کویل برج خنک کننده و کاربرد آن

5
(640)

کویل برج خنک کننده، سیال خنک شونده را از هوای محیط جدا می‌کند و این کار باعث تمیز ماندن سیال مورد نظر که معمولاً آب است، می‌شود. انواع برج‌ خنک کننده نیز دارای کویل می‌باشند. در کولینگ تاور مدار بسته، کویل وظیفه انتقال حرارت بین سیال خنک شونده و محیط اطراف را عهده‌‌دار می‌باشد. بنابراین در مواردی به کویل برج خنک کننده، مبدل گرمایی و هیت اکسچنجر نیز می‌گویند. در این مقاله از سری مقالات سایت کارا فناور اطلس پارسی، درباره کویل برج خنک کن و کاربرد آن مطالبی بیان خواهد شد.

در واقع بر خلاف برج خنک کننده مدار باز که در آن سیال خنک شونده بر اثر تبخیر در روی پکینگ خنک می‌گردد، در کولینگ تاور مدار بسته نیز سیال خنک شونده در داخل کویل جریان دارد و پاشش آب روی کویل موجب خنک کاری آن می‌گردد.

کاربردهای کویل در برج‌های خنک کننده

کولینگ تاورهایی که دارای کویل می‌باشند عبارتند از برج‌های خنک کننده مدار بسته، برج‌های خنک کننده هیبریدی، خنک کننده‌های آدیاباتیک و خنک کننده‌های هوای خشک که در همه موارد ذکر شده، وظیفه کویل، انتقال حرارت بین سیال خنک شونده و محیط اطراف است که در ادامه به تفصیل هر کدام را توضیح خواهیم داد.

کویل در برج های خنک کننده مدار بسته

کویل برج خنک کننده مدار بسته
کویل برج خنک کننده مدار بسته

برج‌های خنک کننده مدار بسته (Closed circuit cooling tower) دارای کویل با لوله‌هایی از جنس مس، گالوانیزه و استیل هستند. این کویل ها بدون فین آلومینیومی می‌باشد. سایز این لوله‌ها معمولاً بزرگ هستند تا سرعت درون لوله زیاد نشود و تشکیل رسوب و گرفتگی درون لوله کاهش یابد.

در برج‌های خنک کننده، سیال خنک شونده که بیشتر آب است، درون لوله‌ها جریان یافته و پس از چند پاس و ردیف لوله از کویل خارج می‌شود. مدار ثانویه‌ایی نیز درون برج خنک کن وجود دارد که آب از طریق نازل‌ها بر روی کویل و لوله‌های آن پاشش شده و از طریق تبخیر این آب، آب درون لوله‌های کویل خنک می‌شود. در کولینگ تاورهای مدار بسته نیز فن وجود دارد تا عملکرد تبخیر با شتاب بیشتری صورت گیرد.

کویل در برج‌های خنک کننده هیبریدی

کویل برج خنک کننده هیبریدی
کویل برج خنک کننده هیبریدی

کویل در برج های خنک کننده هیبریدی (Hybrid Cooling tower) دارای کویل با لوله های از جنس مس، گالوانیزه و استیل می‌باشد. این برج خنک کن دارای دو نوع کویل خشک (کویل همراه با لوله و فین آلومینیوم) و کویل تر (کویل با لوله و بدون فین آلومینیومی) است.

کویل خشک کولینگ تاور هیبریدی، شامل لوله های مسی، گالوانیزه و استیل همراه با فین های آلومینیومی پوشش دار Blue و Gold است تا آلومینیوم آن از زنگ ضدگی محافظت شود. معمولاً تراکم فین آلومینیومی در این برج‌ها برای جلوگیری از افت فشار هوا بالا نمی‌باشد.

کویل تر برج‌های خنک کننده هیبریدی، همانند کویل‌های برج های خنک کننده مدار بسته می‌باشند که این کویل‌ها بستگی به شرایط، شامل لوله‌های مسی،گالوانیزه و استیل بدون فین آلومینیومی هستند.

در این سیستم آب ابتدا وارد کویل خشک شده و توسط هوای خنک مدار بسته مقداری از گرمای خود را از دست می‌دهد و سپس وارد لوله ی تر یا مدار بسته شده و همانند برج‌های خنک کننده مدار بسته توسط آب مدار ثانویه کولینگ تاور، اب درون لوله‌های کویل، خنک می‌شود.

در این برج‌ها نیز از پروانه آکسیال بزرگ استفاده می‌شود. و اگر برج‌های خنک کننده هیبریدی به صورت چهار فصل کار کنند تا 40 الی 60 درصد در مصرف آب صرفه جویی می‌شود.

“جهت خرید کویل برج خنک کننده و طراحی کویل می‌توانید با شرکت بادران تهویه صنعت تماس حاصل نمایید.”

کویل در برج‌های خنک کننده آدیاباتیک

برج های خنک کننده آدیاباتیک (Adiabatic Cooling Tower) معمولاً از کویل با لوله های مسی و همراه با فین آلومینیومی روکش دار Blue و فین Gold است. البته از لوله‌های استیل و فین استیل و لوله‌های گالوانیزه و فین آلومینیومی نیز تشکیل شده که توسط پد سلولزی احاطه شده است.

این نوع برج‌های خنک کننده دارای فن‌های سایز 80 یا 91 سانتی متر مکشی و یا فن‌های آکسیال پروانه‌ایی و ملخی با طول زیاد است. در این برج‌ها، هوای گرم عبوری از پدهای سلولزی خنک شده و سپس هوای خنک وارد کویل شده و در آنجا آب وارد برج خنک کن می‌شود.

در زمستان نیز بدون استفاده از پدهای سلولزی و گردش آب در آنها، آب درون کویل را با هوای خنک محیط کاهش می‌دهد. در صورتی که این برج‌ها به صورت چهار فصل کار کنند، در حدود 80 درصد در مصرف آب صرفه جویی می‌شود.

کویل در برج‌های خنک کننده هوای خشک

برج خنک کننده خشک (Dry Cooler.V-Type)
برج خنک کننده خشک (Dry Cooler.V-Type)

برج‌هایی در مقیاس‌های کوچک تا متوسط را برج‌های خنک کننده هوای خشک یا (Dry Cooler) می‌نامند و برج‌هایی در مقیاس‌های متوسط تا بزرگ که به صورت بتنی هستند را با نام برج‌های خشک هلر می‌نامند.

در برج‌های خنک کننده درای کولر که کویل معمولاً به صورت V-Type است، آب درون کویل و لوله‌های مسی با فین آلومینیومی در جریان است و فن‌های مکشی با سایز 80 الی 91 سانتی متری جهت جریان هوای اجباری در این کویل‌ها وجود دارد.

در خنک کننده‌های درای کولر، هوای عبوری از درون کویل باید چندین درجه از دمای آبی که می‌خواهیم خنک کنیم کمتر باشد تا آب درون کویل خنک شود، دمای مقدار خنک شدن آب درون کویل بیشتر از هوای محیط است.

بنابراین ما می‌توانیم از این دستگاه در مناطق سردسیر یا در فصل های سرد سال و یا در شرایطی که دمای خشک محیط از دمای خروجی از کویل کمتر باشد استفاده نماییم. به عنوان مثال می‌خواهیم آبی را با 200 متر مکعب در ساعت از دمای 80 درجه به 60 درجه سانتیگراد در شهر تهران کاهش دهیم.

خوب از آنجا که بیشترین دمای هوای تهران 43 درجه سانتی گراد است، ما می‌توانیم دمای آب را توسط خنک کننده های درای کولر کاهش دهیم. اما فرض کنیم می‌خواهیم آبی را با دبی 80 متر مکعب در ساعت از دمای 37 درجه به 32 درجه ساتی گراد در شهر تهران کاهش دهیم که در این صورت دیگر امکان استفاده از خنک کننده های درای کولر در فصل گرم سال وجود ندارد، زیرا دمای خشک محیط از دمای خروجی بالاتر می‌باشد.

در برج خنک کننده های هلر که به صورت بتنی ساخته شده‌اند و جریان هوای عبوری از کویل‌ها به صورت طبیعی است، فن وجود ندارد. بنابراین در قسمت پایین برج خنک کننده بتنی هلر، آب درون کویل‌ها عبور کرده و خنک می‌شود.

در این برج‌ها نیز شرط اینکه دمای خشک محیط از دمای آب خروجی مورد نظر کمتر باشد نیز، وجود دارد. این نوع برج برای جریان‌های زیاد است که هم باعث کاهش مصرف برق فن‌ها و هم باعث کاهش مصرف آب می‌گردد.

نمودار دمای هوای خروجی برج خنک کننده هلر
نمودار دمای هوای خروجی برج خنک کننده هلر

کویل‌هایی که در بالا ذکر شدند، نیز می‌توانند در برج‌های خنک کننده با بدنه گالوانیزه، برج‌های فایبرگلاس (FRP) و برج‌های با بدنه استیل استفاده شوند که هر کدام مزایا یا معایبی را دارند. به طور مثال برج‌های فایبرگلاس سبک‌تر و ضد زنگ‌تر از نوع گالوانیزه و سبک‌تر از برج استیل بوده و برج‌های استیل کمتر دچار زنگ ضدگی شده و مقاوم‌تر هستند.

کویل استیل برج خنک کننده مدار بسته
کویل استیل برج خنک کننده مدار بسته

جنس کویل کولینگ تاور

جنس کویل برج خنک کننده هم بسیار مهم است که بسته به نوع کاربرد، تفاوت دارد. کوئل‌های مسی انتقال حرارت را بهتر انجام داده و در نهایت باعث می‌شوند که دستگاه سبک‌تر باشد. در جاهایی که آب درون کویل اسیدی باشد، باید از کویل‌های استیل و کویل‌های گالوانیزه استفاده کرد که نیاز به طول لوله‌های بیشتر نسبت به کویل مسی است.

کویل مسی برج خنک کننده مدار بسته
کویل مسی برج خنک کننده مدار بسته

کویل مسی در برج‌های خنک کننده به علت دارا بودن ضریب بالای انتقال حرارت، راندمان بالاتری را نسبت به کویل گالوانیزه دارد. زیرا قطر و ضخامت پایین در لوله مسی، در مصارف صنعتی ممکن است باعث بروز مشکلاتی شود.

ضخامت کم کویل مسی کولینگ تاور، باعث می‌شود تا این نوع کویل نسبت به ضربه و برخورد با اشیاء خارجی حساسیت بالایی داشته و در صورت برخورد، سوراخ شود. با توجه به همه موارد بیان شده، می‌توان عنوان کرد که کویل مسی در مصارف صنعتی خاص و خشن، کمتر کاربرد داشته و برج خنک کننده مدار بسته با کویل مسی بیشتر برای استفاده همراه با چیلر، برای مصارف مسکونی و تجاری کاربرد دارد.

ساخت کویل‌های برج خنک کننده

ساخت کولینگ تاور مدار بسته همراه با کویل
ساخت کولینگ تاور مدار بسته همراه با کویل

برای انتقال حرارت بهتر در کویل‌ها مخصوصاً کویل های فین دار، سرعت هوای عبوری از روی کویل باید 2.5m/s یا 500FPM باشد. در این صورت است که سرعت روی کویل بهینه است و انتقال حرارت به درستی انجام می‌شود. به عنوان مثال فن ما دارای 12000CFM می‌باشد و ما می‌خواهیم کویل متناسب با آن را طراحی کنیم

فرمول 1

که می‌توان یک کویل مربعی با ابعاد 1.49m طراحی کرد که برای تعداد ردیف‌های آن می‌توان از فرمول انتقال حرارت ذیل استفاده کرد.

فرمول 2

سرعت درون لوله‌های کویل خنک کننده نباید از 8ft/s بیشتر شود چون باعث ایجاد افت بالا و لرزش کویل می‌شود و در این صورت نیاز به پمپ قوی‌تری خواهد بود و در دراز مدت مصرف برق را افزایش می‌دهد. کلکتورهای کویل‌های آبی معمولاً از فرمول ذیل محاسبه می‌شود.

فرمول 3

که N مجموع تعداد لوله‌هایی است که کلکتور را به کویل متصل کرده و d قطر لوله‌های کویل می‌باشد.

شرکت بادران تهویه صنعت

  • فروش و ساخت کویل گالوانیزه برج خنک کننده
  • فروش و ساخت کویل مسی برج خنک کن
  • فروش و ساخت کویل استیل کولینگ تاور
  • ساخت و فروش کولینگ تاور مدار بسته فایبرگلاس

(۲۶۷۰۹۹۱۸ – ۲۶۷۰۹۳۶۸) –021
(۲۲۶۴۵۸۹۰ – ۲۶۶۰۲۷۷۶) -021

تماس فوری / واتس اپ: 09213602690

https://badrantahvie.com

سوالات تکمیلی

1. در چه نوع برج‌های خنک کننده‌ای کویل وجود دارد؟

در کولینگ تاورهای مدار بسته، هیبریدی، آدیاباتیک و درای کولر یا خنک کننده‌های خشک از کویل استفاده می‌شود.

2. چرا از کویل در برج خنک کننده استفاده می‌شود؟

یکی از علت‌های اصلی استفاده از کویل در برج‌های خنک کننده جدا کردن آبی که می‌خواهد خنک شود با هوای عبوری از آن است که در این صورت آب خنک شونده تمیز می‌باشد و دچار گرد و خاک و رسوب نمی‌گردد. در برخی از برج‌ها نیز جهت جلوگیری از تبخیر آب به صورت مستقیم آب را درون کویل و یک سیکل بسته به گردش در می‌آورند. مثل برج‌های خنک کننده درای کولر یا برج خنک کننده خشک هلر.

3. سرعت مناسب و بهینه عبوری هوا از روی کویل چقدر باید باشد؟

سرعت مناسب و بهینه عبوری هوا از روی کویل باید 2.5m/s یا 500FPM باشد. در این سرعت است که هوای عبوری از روی کویل بیشترین انتقال حرارت را دارد و از ایجاد صدا در کویل در سرعت‌های بالاتر هوا یا انتقال حرارتی کمتر در سرعت های پایین هوا جلوگیری می‌شود.

چقدر این مطلب برای شما مفید بوده است؟