تجهيزات صنعتي

برج خنک کننده صنعتی چیست، انواع و اصل عملکرد برج خنک کننده صنعتی:

واحدهای صنعتی، کندانسورها در تجهیزات برودتی و ژنراتورهای برق اضطراری نیاز به سرمایش دائمی دارند. برای این منظور از تجهیزات ویژه ای به نام برج خنک کننده  استفاده می شود که دمای حجم زیادی از آب را از طریق جریان هوای هدایت شده کاهش می دهد. آبی که ازواحدهای صنعتی بیرون می آید در برج خنک کننده تا دمای لازم خنک می شود.

انواع برج خنک کننده صنعتی:

برج خنک کننده صنعتی به برجهایی با ظرفیتهای بیش از 500 تن اطلاق می گردد. گاها این برجها به یکدیگر مونناژ می گردد که به آنها برجهای سلولی گفته می شود.

برج خنک کننده صنعتی با در نظر گرفتن عوامل مختلفی انتخاب می شود:

شرایط جوی؛

سطح افت دما؛

مصرف آب؛

محاسبات فنی؛

ترکیب شیمیایی آب (کار و اضافی)؛

مکان نصب تجهیزات در محل

بسته به دما، هدف آب سرد و روش انتقال حرارت، برج خنک کننده صنعتی به تبخیری، خشک و هیبریدی تقسیم می شوند. با در نظر گرفتن دامنه کاربرد، موارد زیر وجود دارد:

برج خنک کننده صنعتی تبخیری؛

برج خنک کننده صنعتی خشک؛

برج خنک کننده صنعتی ترکیبی؛

برج خنک کننده صنعتی مدار باز؛

برج خنک کننده صنعتی مدار بسته؛

برج خنک کننده صنعتی (از جمله با کشش هوای طبیعی)؛

برج خنک کننده صنعتی جریان مکانیکی؛

برج خنک کننده صنعتی جریان متقاطع؛

برج خنک کننده صنعتی جریان متقابل؛

برج خنک کننده تبخیری (مرطوب):

مجهز به اسپرینکلر مخصوص، جداکننده قطرات، مخزن جمع آوری آب، مبدل حرارتی، فن و کلکتور. از مزایای برج خنک کننده مرطوب، صرفه جویی در مصرف انرژی (تا 80%)، قابلیت اطمینان سیستم، مصرف کم مواد و حداقل هزینه تعمیرات ذکر شده است. این نوع برج خنک کننده دارای عمر طولانی تا 30 سال است. از معایب آن می توان به سختی شستشو و تمیز کردن، رشد رسوبات آب در سطح لوله ها اشاره کرد.

برج خنک کننده مرطوب نیز بر اساس نوع اختلاط متمایز می شوند:

برج خنک کننده جریان متقاطع و ضد جریان.

برجهای اسپری کننده:

برج خنک کننده اسپری یا استخرهای اسپری با برج های خنک کننده اجکتوری با فشاری که تحت آن فرآیند پاشش انجام می شود تفاوت دارند.

برج خنک کننده جریان مکانیکی:

در این نوع برج خنک کننده صنعتی هوا توسط یک یا چند فن تامین می شود. تیغه ها حرکت می کنند و هوای گرم را از طریق لوورها به بیرون کشیده می شوند. آب از دیواره های برج به داخل مخزن جریان می یابد، در حالی که بخارات گرم از طریق یک دیفیوزر به سوی اتمسفر تخلیه می شوند. همچنین یک سوسپانسیون آبی به اتمسفر برده می شود و به منظور جلوگیری از تلفات قابل توجه آب بازیافتی از قطره گیر برج خنک کننده استفاده می شود. با کمک یک برج خنک کننده جریان مکانیکی، آب به طور موثر و سریع خنک می شود. در شرایط مختلف اقلیمی و فنی قابل نصب می باشد. سهولت کار، قابلیت نگهداری و دستگاه مقطعی، چنین تجهیزاتی را به خوبی از سایر برجهای صنعتی متمایز می کند. فقط هزینه برق از معایب واحد برج خنک کننده صنعتی جریان مکانیکی است.

برج خنک کننده مدار باز:

این تجهیزات بر اساس همرفت طبیعی توده های هوا و باد کار می کنند. کانال های آبیاری با پرده های مخصوص -قطره گیر- حصارکشی شده اند که از خروج مایعات از استخر جلوگیری می کند. عملکرد برج خنک کننده به باد بستگی دارد، که استفاده را برای شرکت هایی که چرخه تولید آنها نیاز به حفظ دمای ثابت آب در گردش دارند، محدود می کند. دستگاه ها به طور موثر آب را خنک می کنند، در حالی که به حداقل مقدار برق نیاز دارند. یک برج خنک کننده صنعتی مدار باز به مناطق وسیع و اینرسی بالا نیاز دارد.

طرح عملکرد یک برج خنک کننده صنعتی مدار بسته:

مایع نیاز به خنک کننده که برای حذف گرمای اضافی استفاده می شود، از طریق منیفولد بالایی وارد مبدل حرارتی–کویل- شده و از منیفولد پایینی خارج می شود. در مدار اولیه، تلفات آب حذف می شود، زیرا مدار جریان و چرخش آب بسته است. آب درون خالص بدون تشکیل رسوب و بدون خوردگی باقی می ماند.

در فرآیند خنک سازی آب برگشتی مدار اولیه، مبدل حرارتی لوله ای باید با آب مدار ثانویه پاشیده شود. هوای تازه دمیده شده از پایین در جریان متضاد با آب آبیاری، در تماس با این آب و مبدل حرارتی مرطوب شده به طور همزمان گرم و اشباع شده و به سمت بالا آزاد می شود. آب مدار ثانویه در یک مخزن جمع آوری شده و برای آبیاری مجدد استفاده می شود. با وجود تبخیر و تخلیه بخشی از آب، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف آب نسبت به روش سرمایش جریانی وجود دارد که از 85 درصد به 96 درصد می رسد.

هر برج خنک کننده مدار باز را می توان با یک برج خنک کننده مدار بسته جایگزین کرد. اگرچه مساحت نصب و قیمت افزایش می یابد، برج خنک کننده صنعتی مدار بسته نیاز به هزینه های نگهداری کمتری دارند.

برج خنک کننده صنعتی تبخیری (مرطوب):

این کارآمدترین تجهیزات برای خنک کردن آب در گردش در کارخانه های صنعتی است. در چنین برج خنک کننده، پیش نویس برای گردش آب به طور طبیعی با کمک یک برج اگزوز ایجاد می شود. این تجهیزات قادر است حجم زیادی از آب سرد را بیش از آنچه برای نیازهای شرکت مورد نیاز است فراهم کند. برج خنک کننده با سهولت کار و حداقل هزینه برای خنک کننده مایع مشخص می شود. تجهیزات را می توان در مجاورت تاسیسات صنعتی قرار داد. از معایب آن می توان به پیچیدگی طراحی، هزینه های قابل توجه ساخت و اینرسی بالا اشاره کرد.

برج خنک کننده صنعتی خشک:

آب با استفاده از مبدل های حرارتی، دستگاه های فن و دریچه های تخلیه خنک می شود. تجهیزات کمکی دستگاه های پمپاژ و فیلترهای هوا هستند. برج خنک کننده خشک، آب را با استفاده از هوای تامین شده توسط یک فن کم مصرف خنک می کند. به دلیل عمق کم آب سرد، از این واحدها به ندرت استفاده می شود. برج های خنک کننده خشک قیمت بیشتری نسبت به انواع دیگر دارند. مزایای اصلی آن ایمنی برای محیط زیست است: جو را با مواد شیمیایی آلوده نمی کند و رطوبت را افزایش نمی دهد.

برج خنک کننده صنعتی هیبریدی:

این تجهیزات برای خنک سازی مرطوب و خشک توده های هوا استفاده می شود. در حین کار، گرمای محیطی وارد اتمسفر می شود. کولر خشک دارای یک برج و فن در اطراف محیط است. این دستگاه مجهز به دو یا چند بخش تبادل حرارت است. خنک کننده با گردش آب و از طریق دیوار تامین می شود.

برای حفظ مشخصات فنی در سطح معین، لازم است هر شش ماه یکبار تعمیر و نگهداری حرفه ای تاسیسات انجام شود. شما همچنین باید عملکرد موتور سیستم فن، پمپ، روغن کاری گیربکس و یاتاقان ها، نظارت بر پارامترهای آب که بر وضعیت نازل تاثیر می گذارد را کنترل کنید.

برج خنک کننده صنعتی جهشی:

اصل عملکرد برج خنک کننده جهشی مبتنی بر استفاده از اثر جهشی است که با کمک نازل های جهشی ویژه طراحی شده در ارتباط با راهنماهای جریان آب-هوا به دست می آید.

خنک کننده داغ از طریق دهانه های بسیار کوچک (اجکتور) وارد برج خنک کننده می شود. در نتیجه، گرد و غبار آب ریز پراکنده تشکیل می شود که با حرکت بسیار سریع، ناحیه ای از فشار کاهش یافته را در داخل برج خنک کننده تشکیل می دهد. به همین دلیل همراه با رطوبت، هوای سرد جوی از طریق اجکتورها به داخل برج خنک کننده کشیده می شود. با توجه به اینکه سطح تماس بین هوای سرد و قطرات گرم بسیار زیاد است، می تواند در دمای مایع خنک شده 50 درجه سانتیگراد، 60 درجه سانتیگراد و حتی بالاتر به طور موثر عمل کند، سایر برج های خنک کننده قابلیت کار ندارند.

برج خنک کننده صنعتی جریان متقاطع:

طراحی برج خنک کننده جریان متقاطع یک جهت افقی جریان هوا و یک جریان عمودی آب را در نظر می گیرد. تامین هوا می تواند از یک یا هر دو طرف سازه انجام شود. آب از بالا از مخزن تامین می شود و تحت وزن خود در لایه آبپاش به پایین جریان می یابد. به دلیل حجم زیاد هوای ورودی، آب به بخار تبدیل شده و خنک می شود.

طرح عملکرد برج خنک کننده صنعتی جریان مخالف:

برجهای آبی که در آنها جریان مایع و هوا به موازات یکدیگر، اما در جهت مخالف حرکت می کنند، جریان مخالف نامیده می شوند. آنها به دو نوع کلی تقسیم می شوند: برج خنک کننده جریان طبیعی و برج خنک کننده جریان مکانیکی. تمام مدل های جریان مخالف با خط لوله تامین آب، نازل برای پاشش و مخزن برای جمع آوری مایع خنک شده طراحی شده اند. هوا از طریق دهانه های طبیعی اسپرینکلر تامین می شود. اگر منبع تغذیه در حالت ثقلی باشد، این یک سازه برج است، اگر پمپ شود، آنگاه یک برج خنک کننده جریان مکانیکی است. جهت کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با انواع برج خنک کننده صنعتی به وب سایت مهتاب گستر مراجعه نمایید.

برج اتمسفريك همان برج بدون فن و برج خنك كننده جريان طبيعي هستند كه در صنايع مختلف براي خنك كردن حجم زيادي از آب استفاده مي شوند. اين برج ها بر اساس اصل خنك كننده تبخيري كار مي كنند كه يك فرآيند طبيعي است كه از آب و هوا براي حذف گرما از سيستم استفاده مي كند.

برج خنك كننده اتمسفريك چيست؟

برج خنك كننده اتمسفريك نوعي برج خنك كننده است كه با استفاده از هواي جوي براي خنك كردن آب كار مي كند. اين با سقف باز طراحي شده است و شامل يك حوض يا استخر بزرگ است كه آب گرم در آن جمع مي شود. اين برج داراي يك سري لوله يا كانال عمودي است كه به صورت شبكه اي چيده شده اند. اين كانال ها با تكه هاي كوچكي از مواد پلاستيكي معروف به فيل پر مي شوند. آب گرم به بالاي برج پمپ مي شود و روي پركننده اسپري مي شود. با جريان يافتن آب از طريق پر، در معرض هواي محيط قرار مي گيرد كه باعث تبخير مقداري آب مي شود. اين فرآيند تبخير گرما را از آب خارج مي كند و آب خنك شده در انتهاي برج جمع آوري شده و به سيستم پمپ مي شود.

برج اتمسفريك بدون فن مدار بسته نوع ديگري از برج خنك كننده است كه بر اساس اصل خنك كننده تبخيري كار مي كند. برخلاف برج اتمسفريك مدار باز، برج با يك سيستم حلقه بسته طراحي شده است كه در آن آب از طريق مبدل حرارتي به گردش در مي آيد. اين برج از يك سري سيم پيچ يا لوله تشكيل شده است كه به صورت شبكه اي چيده شده اند. آب گرم از طريق لوله ها پمپ مي شود و هواي محيط از بيرون لوله ها كشيده مي شود. هنگامي كه آب در لوله ها جريان مي يابد، توسط هواي محيط خنك مي شود كه باعث تبخير بخشي از آب مي شود. سپس آب سرد شده جمع آوري شده و دوباره به سيستم پمپ مي شود.

برج خنك كننده طبيعي جريان (Natural Flow Cooling Tower) نوعي برج خنك كننده است كه براي كار بدون هيچ گونه اجزاي مكانيكي طراحي شده است. اين بر اساس اصل همرفت طبيعي عمل مي كند كه از جريان هواي طبيعي براي خنك كردن آب استفاده مي كند. اين برج از يك دودكش يا پشته عمودي بزرگ تشكيل شده است كه در پايين باز و در بالا بسته است. آب گرم به داخل برج پمپ مي شود و از طريق يك سري مجراها يا كانال هايي كه در قسمت بيروني دودكش قرار دارند به پايين جريان مي يابد. با پايين آمدن آب، در معرض هواي محيط قرار مي گيرد كه باعث تبخير بخشي از آب مي شود. اين فرآيند تبخير گرما را از آب خارج مي كند و آب خنك شده در انتهاي برج جمع آوري شده و به سيستم پمپ مي شود.

هر نوع برج خنك كننده اتمسفريك بسته به نيازهاي خاص صنعت، مزايا و معايب خاص خود را دارد. در اينجا برخي از مزايا و معايب هر نوع برج آورده شده است:

مزاياي برج خنك كننده اتمسفريك:

ü     هزينه نصب و نگهداري كم

ü     بدون نياز به اجزاي مكانيكي

ü     مي تواند حجم زيادي از آب را به سرعت خنك كند.

 معايب برج خنك كننده اتمسفريك:

ü     مصرف آب زياد به دليل تبخير.

ü     راندمان محدود در محيط هاي مرطوب

ü     كنترل درجه حرارت و رطوبت دشوار است.

مزاياي برج اتمسفريك بدون فن:

ü     مصرف انرژي به دليل استفاده از سيستم حلقه بسته.

ü     مصرف كم آب نسبت به برج هاي اتمسفريك ديگر مدلها.

ü     مي تواند در طيف گسترده اي از شرايط دما و رطوبت كار كند.

 معايب برج اتمسفريك بدون فن:

ü     هزينه هاي نصب و نگهداري بالاتر.

ü     به قطعات مكانيكي مانند پمپ ها و مبدل هاي حرارتي نياز دارد.

ü     ظرفيت خنك كنندگي كمتر در مقايسه با برج هاي جوي.

مزاياي برج خنك كننده اتمسفريك جريان طبيعي:

ü     بدون نياز به مصرف انرژي يا قطعات مكانيكي.

ü     مصرف آب بسيار كم به دليل فرآيند همرفت طبيعي.

ü     نيازهاي نگهداري كم

 معايب برج خنك كننده اتمسفريك جريان طبيعي:

ظرفيت خنك كنندگي محدود در مقايسه با انواع ديگر برج ها.

فقط براي شرايط دما و رطوبت خاص مناسب است.

مي تواند تحت تأثير عوامل خارجي مانند باد و باران باشد.

قيمت برج خنك كننده اتمسفريك:

برج هاي خنك كننده اتمسفريك بخش ضروري بسياري از فرآيندهاي صنعتي از جمله توليد برق، توليد مواد شيميايي و سيستم هاي HVAC هستند. اين برج ها با استفاده از تبخير براي حذف گرما از آب فرآيند كار مي كنند و سپس براي استفاده مجدد به سيستم گردش مي كنند. كارايي يك برج خنك كننده به عوامل مختلفي از جمله طراحي، اندازه و شرايط عملياتي آن بستگي دارد. يكي از مهم ترين عواملي كه بر قيمت يك برج خنك كننده جوي تأثير مي گذارد، قيمت آن است.

قيمت برج خنك كننده اتمسفريك بسته به اندازه، ظرفيت و پيچيدگي آن مي تواند بسيار متفاوت باشد. به طور معمول، برج هاي بزرگتر با ظرفيت هاي بالاتر، قيمت هاي بالاتري نسبت به برج هاي كوچكتر دارند. علاوه بر اين، طراحي ها و ويژگي هاي پيشرفته تر، مانند تنظيمات چند سلولي، فن هاي با سرعت متغير و كنترل هاي پيشرفته نيز مي توانند قيمت برج خنك كننده اتمسفريك را افزايش دهند. ساير عواملي كه مي توانند بر قيمت تأثير بگذارند عبارتند از مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز، محل برج و هرگونه هزينه اضافي نصب يا راه اندازي.

هزينه مواد يكي از مهم ترين عوامل موثر بر قيمت برج خنك كننده اتمسفريك است. ساختار برج بايد از مواد باكيفيت ساخته شده باشد كه بتواند در برابر شرايط سخت محيطي و مواد شيميايي خورنده كه معمولاً در فرآيندهاي صنعتي يافت مي شود، مقاومت كند. مصالح رايج مورد استفاده در ساخت برج شامل فايبرگلاس، بتن و فولاد ضد زنگ است كه هر كدام مزايا و معايب خاص خود را دارند. به عنوان مثال، برج هاي فايبر گلاس سبك وزن، مقاوم در برابر خوردگي و نصب آسان هستند و آنها را به گزينه اي محبوب براي بسياري از كاربردها تبديل مي كند. با اين حال، ممكن است مانند مواد ديگر دوام نداشته باشند و هزينه آنها مي تواند بالاتر از ساير گزينه ها باشد.

يكي ديگر از عواملي كه مي تواند بر قيمت يك برج خنك كننده اتمسفريك تاثير بگذارد موقعيت مكاني آن است. برج‌هايي كه در محيط‌هاي سخت نصب مي‌شوند، مانند مناطق ساحلي يا مناطق با دماي شديد، ممكن است به اقدامات حفاظتي اضافي نياز داشته باشند كه هزينه كلي را افزايش مي‌دهد. به طور مشابه، برج هايي كه در مناطق دور افتاده قرار دارند ممكن است به تجهيزات تخصصي و حمل و نقل نياز داشته باشند كه منجر به هزينه هاي نصب بالاتر مي شود.

علاوه بر قيمت خريد اوليه، هزينه‌هاي نگهداري و عمليات مداوم يك برج خنك‌كننده اتمسفريك نيز بايد در نظر گرفته شود. عواملي كه مي توانند بر اين هزينه ها تأثير بگذارند عبارتند از راندمان برج، كيفيت آب مصرفي در فرآيند و هرگونه تعمير يا تعويض لازم.

با وجود اين عوامل هزينه، سرمايه گذاري در يك برج خنك كننده اتمسفريك با كيفيت بالا مي تواند مزاياي قابل توجهي را براي فرآيندهاي صنعتي در دراز مدت فراهم كند. برج هاي خنك كننده كارآمد مي توانند به كاهش مصرف انرژي و كاهش هزينه هاي عملياتي كمك كنند و در عين حال عملكرد قابل اعتماد را تضمين كنند و خطر خرابي تجهيزات را كاهش دهند. علاوه بر اين، ويژگي‌هاي پيشرفته مانند فن‌هاي با سرعت متغير، فن‌آوري‌هاي صرفه‌جويي در مصرف آب و سيستم‌هاي نظارت بر زمان واقعي مي‌توانند عملكرد برج را افزايش دهند و در عين حال اثرات زيست‌محيطي و هزينه كلي مالكيت را كاهش دهند.

در نتيجه، قيمت يك برج خنك كننده اتمسفريك بسته به عوامل مختلفي از جمله اندازه، ظرفيت، مواد، موقعيت مكاني و ويژگي هاي اضافي آن مي تواند بسيار متفاوت باشد. در حالي كه سرمايه گذاري اوليه ممكن است قابل توجه باشد، انتخاب يك برج خنك كننده با كيفيت بالا و كارآمد مي تواند مزاياي طولاني مدت قابل توجهي از جمله كاهش مصرف انرژي، هزينه هاي عملياتي كمتر و قابليت اطمينان بهبود بخشد. به اين ترتيب، هنگام ارزيابي هزينه برج خنك كننده اتمسفريك و انتخاب مناسب ترين گزينه براي كاربرد خود، ضروري است كه همه عوامل را به دقت در نظر بگيريد.