برج خنک کننده مدار بسته دستگاهی جهت خنک کردن آب در گردش با استفاده حداقلی از آب و جدا نمودن سیال فرآیندی و سال خنک کننده است. بعضی مواقع با توجه به شرایط آب و هوایی نیاز است که از هدر دادن آب و تبخیر زیاد آن جلوگیری شود و دلیل آن کمبود آب است. برای همین منظور از پکینگ برج خنک کننده مدار بسته یا همان برج خنک کننده خشک استفاده می‌گردد. عملکرد برج خنک کننده مدار بسته این طور است که آب گرم در آن ار لوله‌های پره دار عبور می‌کند و به جای عبور از پکینگها، این لوله‌های پره دار در ارتباط با هوای سرد هستند.
اساس کار برج خنک کننده بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو است. عموماً در پکینگ گرید اسپلش آب گرم خروجی از سیستم توسط لوله‌هایی از بالای برج خنک کننده وارد شده و در آنجا به صورت طبیعی یا با آب فشان هایی به سمت پایین برج جاری می‌شود و در طول این مسیر با توجه به نوع برج خنک کننده به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند. برج خنک کننده از لحاظ مکانیزم انتقال حرارت به دو گروه مرطوب (مدار باز) و خشک (مداربسته) تقسیم می‌شود.
برج خنک کننده از لحاظ مکانیزم انتقال حرارت
الف) برج خنک کننده مرطوب (مدار باز) Wet Cooling Tower:
آب گرم از بالای برج خنک کننده با عبور از پکینگها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن یا به صورت طبیعی وارد برج خنک کننده می‌شوند ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین می‌شود. مهمترین عیب این سیستم پاشیدن حرارت آب به اطراف و همچنین تبخیر بیش از حد آب است.
ب) برج خنک کننده خشک (کولینگ تاور مدار بسته) Dry Cooling Tower:
در مناطقی که به علت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کننده خشک استفاده می‌گردد.در این دسته آب گرم (یا روغن) بجای عبور از پکینگها از لوله‌های پره دار که با هوای سرد در تماس است عبور کرده و خنک می‌گردد. از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف است. مکانیزم چرخش آبگرم (روغن) در این سیستم مانند مکانیزم عملکرد یونیت هیترها است. تقریبا بیش از90 درصد برج‌های خنک کننده از نوع برج‌های تر هستند که خود به دو گروه جریان متقابل(counter flow) و جریان متقاطع (cross flow) تقسیم می‌شوند. طی سالهای طولانی فعالیت تبادل گستر هیراد برج‌های خنک کننده از نوع جریان متقابل بعلت حجم کمتر برج خنک کننده و راندمان بهتر و هزینه کمتر مقبولیت بیشتری پیدا کرده است.
اصول عملکرد برج خنک کننده مدار بسته
مشخصات فنی برج خنک کننده مدار بسته
مشخصات بدنه
- پلی استر غیر اشباع F-65 (محلول در استایرن65%) مقاوم در برابر جرقه و شکست ولتاژ خوردگی
- کبالت با ضریب شتابدهندگی 10% بعنوان خشک کننده رزینهای پلی استر
- اسید پراکسید (هاردنر) MEKP متیل اتیل کتون پراکسید
- تینر 15000 و استایرن منومر جهت جلوگیری از شکنندگی بدنه و افزایش طول عمر مفید قطعاتی که در معر ض آب و اشعه خورشید هستند.
- الیاف شیشه سوزنی 450 و حصیری 600 با درصد اختلاط 75% به 25% محصول کشور اسپانیا یا ژاپن
- اروزیل دگوستا 200
- تیتان کرونوس آلمان
- ساختار پلی استر تقویت شده مجموعه فوق در برابر اشعه UV و رطوبت مقاوم است.
مشخصات فنی سایر قطعات
پکینگ پی وی سی با گام 19میل با ضخامت 350 میکرون مقاوم در برابر رسوب و خوردگی و ضد مواد UV این مجموعه در برابر جریان هوا و آب مقاوم است و به دلیل دارا بودن ساختار خاص شرایط را برای تشکیل و نگهداری لایه فیلم آب بروی سطوح خود فراهم می‌کند که این مورد باعث افزایش راندمان و ایجاد ضریب انتقال بالا در سیستم می‌گردد.این پکینگها تا حداکثر دمای آب ورودی به میزان 80 درجه سیلسیوس قابل استفاده است. پایه‌های لوور از جنس آلومینیوم است و جهت ایجاد استحکام بروش ریخته گری تهیه می‌گردد.
مجموعه کاهش سرعت و سیستم آبپاش:
قطعات کاهش سرعت از جنس چدن نشکن و آب پخش کن یا اسپرینکلر از جنس آلومینیوم است و سیستم آبپاش بدون استفاده از نازل در نظر گرفته شده که به صورت خود گردان عمل می نماید و این مورد در جلوگیری از افت فشار موثر است. پولی و فلکه از نوع تیپر بوش مخروطی با قابلیت نصب و دیمونتاژ آسان بوده وبصورت بالانس شده نصب می‌گردد.
الکتروموتور 11 کیلو وات فلنج دار همراه با اینورتور(کنترل دور متغیر) از نوع اروپایی مارک زیمنس و یا VM است ونحوه اتصال مجموعه فن و موتور بصورت تسمه و پول است. پیچ و مهره و اتصالات با گرید 8.8 بصورت آبکاری شده استفاده می‌گردد. این مجموعه از ساختار پلی استر تقویت شده تشکیل شده و بصورت گسترده بروی لوله‌های فرعی وگردان مجموعه نصب می‌شود که مانع از مکیده شدن قطرات آب به سمت فن می‌گردد.
لوازم و مصالح داخلی دستگاه:
مجموعه چپ گرد-راست گرد و لوله‌های نگهدارنده خورشیدی و شناور و همچنین حفاظ مجموعه فن و پایه موتور و شاسی فن موتور از جنس استنلس استیل است. در اغلب موارد، ایزولاسیون کولینگ تاور مدار بسته بصورت کامل و محلهای مورد نیاز با فایبرگلاس انجام خواهد شد.
مجموعه کویل برج خنک کننده مدار بسته:
هر دستگاه دارای کویل مسی حداقل 6 ردیفه، از جنس کربن استیل بدون فین متناسب با بار برودتی دستگاه است.
مزایای برج خنک کننده مدار بسته
برج‌های خنک کننده مدار بسته، مایع یا سیال فرآیند را کاملا از جو جدا می‌کند. این امر با ترکیب تجهیزات دفع گرما با مبدل حرارتی در یک برج خنک کننده مدار بسته محقق می‌شود (شکل زیر). برج خنک کن مدار بسته از کیفیت سیال فرآیندی محافظت می‌کند، هزینه و زمان مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری سیستم را کاهش می دهد و انعطاف پذیری عملیاتی را با کاهش هزینه اولیه بالاتر میبرد.
علاوه بر موارد فوق، برج خنک کننده مداربسته دارای مزایای زیر نیز است:
- مصرف آب: درقیاس با مدل‌های مدارباز، از مصرف آب بسیار کمتری برخوردار است. ضمناَ نیاز بسیار کمتری به تزریق آب جبرانی خواهد داشت. (صرفه جویی مالی)
- مصرف انرژی: پایین بودن میزان مصرف انرژی
- کنترل انرژی: قطعات و سیستم‌های جانبی مانند ترموستات و…، به راحتی با برج‌های مداربسته هماهنگ می‌شوند. لذا میتوان در فصول مختلف سال، انرژی مصرفی را کنترل نمود.
- عدم نیاز به تصفیه آب: سیال در مجراهای بسته‌ی سیستم‌های مدار بسته جریان دارد. بنابراین چنانچه از کیفیت آب ورودی مطمئن هستید، نیازی به تصفیه ثانویه نخواهید داشت. بدلیل عدم ارتباط مستقیم با هوا، کیفیت و بهداشت سیال حفظ خواهد شد.
- رسوب: میزان تشکیل رسوب نیز در برج خنک کننده مداربسته کمتر است. درنتیجه به شستشو و تعمیر کمتری نیاز خواهند داشت.
- محافظت از لوله‌ها: لوله‌های فلزی پره دار این تجهیزات، امکان اکسیداسیون و زنگ زدگی دارند. از همین رو با شیوه حفاظت کاتدی، به راحتی میتوان این دغدغه را برطرف نمود.
انواع برج خنک کننده مداربسته
برج‌های خنک کن مدار بسته دارای دو زیرمجموعه اصلی هستند: «سیستم‌های مداربسته خشک» و «سیستم مدار بسته هیبریدی». کارشناسان بر این عقیده هستند که هر یک از این مدل‌ها، به دلیل «انتقال حرارت غیرمستقیم» و «عدم ارتباط مستقیم آب با جریان هوا»، در زیرمجموعه‌ی کلی برج خنک کننده مداربسته قرار می‌گیرند. در ادامه به بررسی کوتاه هر یک از این مدل‌ها خواهیم پرداخت.
برج خنک کننده مدار بسته خشک
سیستم کولینگ مداربسته خشک، یک دستگاه کاملاَ صنعتی است که به منظور پوشش‌دهی نیازهای صنایع بزرگ بالادستی طراحی می‌گردد. بنابراین مشخصاَ در ظرفیتهای بزرگی طراحی خواهد شد. با توجه به عدم ارتباط مستقیم سیال با جریان هوا، نیاز به راهکاری دیگر برای پوشش ضعف راندمان است. در نتیجه غالباَ از کویلهای فین دار و لوله‌های پره دار ترکیبی (از جنسهای مختلف) در برج خنک کننده مداربسته خشک استفاده می‌شود. بهره‌گیری از کویلهای آلومینیومی فین دار، می‌تواند به گستردگی سطح تبادل گرمایی جریان هوا و آب، کمک کند. طراحی ظاهری این تجهیزات به صورت مستطیلی و همراه با سطوح شیبدار از دوطرف است. بیاد داشته باشید که نوع هوادهی در این مدل‌ها، تماماَ به صورت «هواخنک» است.
برج خنک کننده مداربسته هیبریدی
بسیاری از متخصصان، نقدهای تندی را به عملکرد سیستم‌های مدارباز و مداربسته در فصول مختلف سال، وارد میکردند. به همین دلیل طراحی برج خنک کننده مداربسته هیبریدی با خلاقیت های خاصی همراه شد. بطوریکه نوع عملکرد این سیستم‌ها را ترکیبی از برج‌های مدارباز و مداربسته می‌دانند:
- فصول گرم: در فصول گرم سال، گاهاَ واردسازی هوای خنک از محیط بیرون به درون دستگاه امکانپذیر نیست. زیرا خود هوای بیرونی، بسیار گرم است و نمی‌تواند سیال داغ را خنک کند. در چنین شرایطی از یک سیکل توزیع آب کمکی (شبیه به اسپرینکلرهدهای مدارباز) استفاده می‌شود. تاجای ممکن نیز از هوای خنک بهره گرفته می‌شود.
- فصول سرد: باتوجه به سرمای هوا در فصول سرد سال، در این فصول استفاده از سیستم مکش و دمش هوا کفایت می‌کند. بدین‌گونه که هوای خنک توسط فن‌ها وارد دستگاه شده و به سطح خارجی لوله‌ها دمش پیدا می‌کند.
خرید بهترین برج خنک کننده مداربسته
انتخاب یک برج خنک کننده مداربسته مناسب، از چندین جهت حائز اهمیت است:
- اول اینکه انتخاب غلط این دستگاه‌ها، می‌تواند هزینه‌های تعمیر زیادی بر روی دستتان بگذارد. فارغ از اینها، از ارزش هزینه‌ی اولیه‌تان نیز می‌کاهد.
- دوم انکه روند تولید صنعتی را مختل خواهد کرد.
- و سوم اینکه وقت و انرژی زیادی را بایستی صرف تعمیرات دستگاه کنید.
بنابراین از هر سو که بنگریم، انتخاب برج خنک کننده می‌تواند با حساسیت‌های زیادی همراه باشد. شرکت معتبر تبادل گستر هیراد با در اختیار داشتن نیروهای متخصص، خلاق و متعهد و راه اندازی خطوط تولید تماماَ استاندارد و در اختیارگیری تجهیزات بروز جهانی، همواره در سالیان اخیر، در سطح اول تولید تجهیزات صنعتی کشور درخشیده است. بطوریکه امروزه در کنار صدها دستگاه صنعتی دیگر، به طراحی و تولید انواع: برج خنک کن مداربسته، مدارباز، هیبرید، خشک، آدیاباتیک، جریان مخالف، جریان متقاطع، فایبرگلاس، بتنی و گالوانیزه مشغول است. جهت ارتباط و دریافت مشاوره‌های رایگان از متخصصان فنی شرکت تبادل گستر، همین حالا با آنها بگیرید. پایین ترین قیمت برج های خنک کننده در کنار بالاترین بالاترین کیفیت را از این شرکت بخواهید.
پارامترهای تاثیرگذار در انتخاب نوع کولینگ تاور به لحاظ خشک یا تر بودن سیستم
هنگام تصمیم گیری در مورد اینکه کدام سیستم برای یک پروژه خنک سازی بهتر است، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شوند. اگر در پروژه ای قرار است در طول سال سیستم خنک سازی با ظرفیت کامل کار کند، حفظ یک برج خنک کن مدار بسته با سیستم پاک و قابل اعتماد بسیار مهم است. جداسازی مایع فرآیند در سیستم حلقه بسته از ورود آلودگی های هوا و رسوب آن به سیستم جلوگیری می‌کند. حفظ عملکرد بهینه در یک کولینگ تاور حلقه باز برای اطمینان از کارایی مشابه نیاز به نگه داری منظم دارد. چیلرها و مبدل های حرارتی با بازده بالا به عملکرد فرآیند تمیز آب متکی هستند و حتی مقادیر کمی رسوب گذاری بر آن ها تأثیر می گذارد.
هزینه تجهیزات اولیه یک سیستم مدار باز کمتر از یک سیستم مدار بسته با مقدار قابل توجه ای خواهد بود، زیرا سیستم باز شامل مبدل حرارتی متوسط نیست. با این حال، هزینه اول بیشتر سیستم مدار بسته در طول عمر خود با عملکرد های زیر بازپرداخت می‌شود:
- مایع فرآیند تمیزتر منجر به یک سطح داخلی تمیزتر و بازده بالاتر اجزای سیستم می‌شود (به عنوان مثال چیلر).
- کاهش هزینه‌های نگهداری سیستم درون کولینگ تاور مدار بسته
- کاهش هزینه‌های تصفیه آب برای تجهیزات تبخیری.
- کار در حالت “خنک سازی آزاد” در زمستان برای صرفه جویی در مصرف انرژی.
