عملکرد حرارتی برج های خنک کننده

همانطور که می‌دانید برج خنک کننده برای خنک کردن آب استفاده می‌شود؛ البته می توان علاوه بر آب، مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول و روغن‌هایی با لزجت پایین و سایر سیالات با لزجت کم را خنک کرد. عملکرد حرارتی برج های خنک کننده، به این صورت است که آب گرم از طریق لوله‌ها به برج خنک کن وارد شده و سپس از طریق نازل یا سینی پخش کن، آب بر روی اجسامی مثل چوب‌هایی با ضخامت کم و ورق‌های پلاستیکی مثل پکینگ و… ریخته می‌شود تا آب در معرض هوای عبوری از این اجسام قرار گیرد.

هوای عبوری به وسیله فن های برج خنک کننده ایجاد می شود. سپس آب گرم با هوای خنک انتقال حرارت انجام داده و مقداری جزیی از آب تبخیر شده و الباقی به صورت آب خنک شده از کولینگ تاور خارج می‌شود. مقداری از آب در گردش در هر بار چرخش، یا تبخیر شده یا توسط فن از کولینگ تاور خارج می‌شود.

برای جبران هدر رفت این مقدار آب به جمع آب های تبخیر شده و خارج شده از طریق فن و مقدار آب بلودان (زیر آب کشی) که در ادامه این مقاله از سایت شرکت کارا فناور اطلس پارسی، به آن می‌پردازیم، آب جبرانی یا Make up گویند.

بلودان عبارت است از مقدار آبی که در هر چند بار سیکل چرخش آب در برج خنک کننده از برج خارج شده و به همان مقدار به برج جایگزین می‌شود. این کار برای جلوگیری از تشکیل رسوب در برج خنک کننده است.

محاسبه آب جبرانی به صورت ذیل است:

همانطور که می دانیم عملکرد حرارتی کولینگ تاورهابه پکینگ های برج خنک کننده نیز بستگی دارد. پکینگ‌های فیلم در گام های مختلف 12، 14، 19 و به بالا و در جنس‌ها و ضخامت‌های مختلف از جمله 400 و 600 میکرون ساخته می‌شود.

معمولاً پکینگ‌های فیلم در ابعاد استاندارد تولید می‌شوند که به آن یک بلوک پکینگ گفته می‌شود. یکی از ابعاد استاندارد پکینگ 30×30×120 سانتی متر است. معمولاً مواد تشکیل دهنده پکینگ‌های فیلم P.V.C یا P.P (پلی پروپیلن) است.

پکینگ‌های P.V.C غالباً برای تحمل گرمای آب تا 50 درجه سانتی گراد بوده و پکینگ های P.P معمولاً تا تحمل دمایی 80 درجه سانتی گراد است. در این میان پکینگ‌های نت اسپلش و گرید اسپلش و رندوم اسپلش و… هم در صنعت استفاده می‌شود که نسبت به پکینگ‌های فیلم بازده کمتری دارد.

نوع دیگر پکینگ‌ها به چوب کاج روسی معروف است که معمولاً در برج های ذوزنقه‌ایی و قدیمی کاربرد دارد. بازده این نوع پکینگ‌ها نسبت به پکینگ های فیلم نیز بالاتر می‌باشد، ولی باعث استفاده بیش از حد چوب شده و قطع درختان را شامل می‌شود که به خاطر همین دلایل زیست محیطی بهتر است از این نوع پکینگ‌ها استفاده نشود تا منابع طبیعی نابود نشوند.

بدنه برج های خنک کننده در تشکیل وزن برج بسیار پر اهمیت است. در قدیم بدنه برج‌ها را فلزی می‌ساختند که استحکام برج خنک کننده را ایجاد کرده، اما وزن برج بسیار سنگین و خوردگی و زنگ زدن برج خنک کننده را باعث شده است.

امروزه ساخت برج خنک کننده فایبرگلاس (FRP) با استقبال بیشتری روبرو است، زیرا که هم مقاومت بالا و هم وزن سبکتری دارد و در برابر خوردگی و زنگ ضدگی مقاوم است.

دمای برج خنک کننده برای چیلرهای آب خنک یکسان است، البته بستگی به دمای مرطوب نیز دارد. معمولاً دمای برج‌های خنک کننده که جهت چیلرهای آب خنک استفاده می‌شود، برابر دمای ورودی 35 درج سانتی گراد و دمای خروجی از برج برابر 29.4 درجه سانتی گراد و در شهرهای مرطوب 37 به 32 درجه سانتی گراد است.

محاسبه آب جبرانی کولینگ تاور براساس تناژ کندانسور چیلر قابل محاسبه است که مطابق با فرمول ذیل انجام می‌گیرد:

دمای برج در عملکرد حرارتی برج ها و تناژ برج خنک کننده بسیار تاثیر می‌گذارد. هرچه که دمای خروجی مورد نیاز برج خنک کننده به دمای مرطوب هر شهر یا محل پروژه نزدیک باشد، تناژ برج خنک کن افزایش خواهد یافت و هرچقدر دمای خروجی مورد نیاز برج خنک کننده از دمای مرطوب فاصله داشته باشد، تناژ برج خنک کن نیز کمتر می‌شود.

انواع برج های خنک کنندهقادر هستند تا دمای خروجی آب را به میزان 3 درجه سانتی گراد بالای دمای مرطوب خنک کند که در این مورد، هیچ برجی توانایی رساندن دمای خروجی به کمتر یا برابر دمای مرطوب را ندارد.

هر چه قدر اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده کمتر باشد، دبی آب در گردش برج خنک کننده افزایش خواهد یافت و هرچقدر اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کن بیشتر باشد، دبی برج خنک کننده نیز کاهش می‌یابد. تناژ برج‌های خنک کننده مدار بسته از طریق فرمول ذیل قابل محاسبه است.

برج های خنک کننده‌ای که دارای پکینگ هستند، از نوع مدار باز بوده که تناژ این برج‌ها را نمی‌توان از طریق فرمول بالا محاسبه کرد؛ چون به دمای مرطوب بسیار مرتبط هستند. به عنوان مثال برج خنک کننده ای که در تهران 100 تن تبرید ظرفیت دارد، اگر همان برج خنک کننده را به آبادان ببریم و با همان دماهای ورودی و دبی آب در گردش کار کند، ظرفیت کمتری را به ما می دهد و دمای آب خروجی بالاتری را به ما نشان خواهد داد. چون وت بالب (Wet Bulb) یا دمای مرطوب آبادان 29 درجه سانتی گراد بوده و دمای مرطوب تهران 24 درجه سانتی گراد است.

برج های خنک کن مدار باز در انواع مختلف مکعبی و مدور جریان مخالف یا (Counter Flow) و نوع جریان متقاطع یا Cross Flow که اولین بار توسط شرکت ابارا ژاپن ساخته شد نام برد. اما برج های دیگری مثل برج مدار بسته، برج خنک کننده هیبریدی، برج های آدیاباتیک و درای کولر (Dry Cooler) از جمله خنک کننده‌ها یا برج‌های خنک کننده هستند.

در برج های مدار بسته ما به جای پکینگ‌ها، از لوله‌های مسی یا گالوانیزه و استیل استفاده کرده و آب خنک شونده در لوله‌های مسی در جریان است. در برج های خنک کننده هیبریدی نیز مانند برج های مدار بسته، آب خنک شونده درون لوله مسی در گردش است، با این تفاوت که آب در کویل خشک و فین دار، خنک سازی اولیه می شود که طی آن مقداری از گرما و درجه حرارت خود را از دست داده و سپس وارد کویل ثانویه و مدار بسته شده و تا دمای مورد نظر آب را خنک کند.

استفاده از لوله های مسی نسبت به لوله‌های گالوانیزه از این جهت بهتر است، زیرا وزن لوله‌های مسی در مقابل لوله های‌استیل و گالوانیزه کمتر بوده و انتقال حرارت را به خوبی انجام داده و زنگ زدگی در لوله‌های مسی وجود ندارد. اما در آب‌هایی اسیدی که ما قصد خنک سازی آنها را داریم، نباید از لوله مسی استفاده کرد؛ چون باعث خوردگی مس خواهد شد، بنابراین بهتر است از لوله‌های گالوانیزه و استیل استفاده کرد.

برج های آدیاباتیک که به نوعی خنک کننده ی درای کولر است، امکان استفاده از آن در فصل تابستان نیز وجود دارد که از پدهای سلولزی برای خنک کردن هوای عبوری از کویل‌های این برج استفاده می‌شود. درای کولر نیز که از کویل و لوله های مسی و فین دار استفاده می شود که هوا از طریق فن های نصب شده بر روی دستگاه از کویل عبور کرده و آب را خنک می‌کند.

برج های خنک کننده صنعتی معمولاً با تناژهای بالا هستند که از جمله این برج های خنک کننده می‌توان برج های بتنی مدار باز، برج های هایپربولیک و برج های خشک هایپربولیک (هلر) را نام برد. می‌توان از برج های خنک کننده فایبرگلاس با تناژ مختلف و نییز تعداد بالا در پروژه‌های صنعتی مختلف استفاده کرد.

شرکت کارا فناور اطلس پارسی (بادران تهویه صنعت)

تلفن تماس: ۰۲۱۲۶۷۰۹۹۱۸ / ۰۲۱۲۶۷۰۹۳۶۸ / ۰۲۱۲۲۶۴۵۸۹۰ / ۰۲۱۲۶۶۰۲۷۷۶
تماس فوری / واتس اپ۰۹۲۱۳۶۰۲۶۹۰

وب سایت رسمی:Badrantahvieh.net
ایمیل:badran.tahvieh@gmail.com
گروه تلگرام:Cooling tower

سوالات تکمیلی