برج خنک کننده یا کولینگ تاور (cooling tower)، استوانه ای گرد بصورت مخروطی و یا مکعبی است شبیه به یک برج که وظیفه دریافت گرما از سیال فرآیندی به روش طبیعی و یا مکانیکی از طریق مکش یا دمش با فن و خنک کاری تا نزدیک دمای مرطوب هوا بصورت تر یا خشک و در دو مدل مدار بسته یا باز و انتقال گرمای زائد به اتمسفر یا جو را بر عهده دارد.
برجهای خنک کننده به دستگاه‌های خنک کننده آب به یکی از دو منظور تهویه مطبوع و یا گرفتن گرمای تجهیزات صنعتی کارخانجات صنعتی گفته می شود. وظیفه برجهای خنک کن کاهش دمای آب یا هر سیالی است که ظرفیت گرمای ویژه بالایی دارد، همچون روغن، اسید و غیره. این سیستم یکی از مهمترین تجهیزات در مبحث تهویه مطبوع می باشد و براساس نحوه کارکرد و جنس بدنه و قطعات دارای تقسیم بندی های متفاوتی است.
یکی از مهم ترین بخش های برج خنک کننده پکینگ کولینگ تاور می باشد که برای ایجاد تبادل گرما طراحی شده است.
برج خنک کننده چیست؟
برج خنک کننده مشتمل بر تجهیزاتی است با جنس بدنه گالوانیزه، چوبی، بتنی و فایبرگلاس گاه بصورت منفرد و گاه همراه با چیلر با تقسیم بندی هایی بصورت گرد، مدور و مکعبی، تر و خشک، مدار بسته و مدار باز هیبریدی، جریان مخالف و جریان متقاطع، جریان طبیعی و جریان مکانیکی که بمنظور ایجاد برودت و انتقال گرما از سیال فرآیندی به اتمسفر در پالایشگاه، نیروگاه، مجتمع‌های مسکونی، تجاری، اداری، ورزشی، کارخانجات تزریق پلاستیک و … مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور خلاصه هدف از استفاده این سیستم، خنک کردن آب می باشد.
خنک سازی آب با اهداف مختلف در کاربردهای صنعتی، تهویه مطبوع و… توسط برجهای خنک کن انجام میشود. عملکرد آن نیز در واقع مشابه عملکرد کولر آبی می باشد. کولر آب با پاشش آب سبب افزایش رطوبت هوا و کاهش دمای خشک هوا در تابستان می گردد. این سیستم نیز با پاشش آب و تماس با هوا موجب تبخیر بخش کوچکی از آب، در نتیجه سبب کاهش دمای آب می گردد.
ظرفیت برج خنک کننده اصطلاحا با تن تبرید یا کیلو وات نمایش داده می شود. این عدد بیانگر میزان گرمایی است که این دستگاه در واحد زمان از آب دریافت می کند. ظرفیت های برج خنک کن تولیدی شرکت ناب زیست در انواع مختلف از 5 تن برودتی یا تن تبرید آغاز و تا 5000 تن تبرید (به صورت چندسلولی و صنعتی) ادامه دارد.
نحوه کار برج خنک کننده
نحوه کار برج خنک کننده بر اساس شرایط سایکرومتریک محیط در شرایط فصلی مختلف (زمستان یا تابستان) متفاوت است. آب، این سیال ارزان قیمت بعنوان سیال فرآیندی ابتدا وارد لوله کشی قسمت بالایی برج خنک کننده گردیده و از طریق نازل‌ها با قدرت به سمت پایین پاشیده می شود.
در بخش نازل در برج خنک کننده سرعت آب افزایش می یابد و بخشی از فشار جریان صرف گذر از نازل می گردد. آب که هم اکنون از سرعت بالا و فشار نسبی کمتری برخوردار است بر روی سطوحی به نام پکینگ مدیا پاشش می نماید. در این مرحله همزمان با گذر آب از سطح پکینگ مدیا در تماس با هوا قرار گرفته و بخشی از فلو (دبی – جریان) اصلی آب تبخیر و وارد هوا می گردد.
به این ترتیب آب ورودی به برج، بواسطه عبور از پکینگ برج خنک کننده و تبخیر سطحی (فرآیندی گرماده) دمای خود را از دست می دهد و با دمایی نزدیک به دمای مرطوب محیط وارد بیسین برج خنک کن می گردد. آب از طریق لوله کشی بمنظور خنک کاری سیستم هایی که بواسطه کار زیاد گرم شده اند حرکت می نماید و آب بعنوان سیال فرآیندی با قرار گرفتن در مجاورت این دستگاه ها گرمای زائد تجهیزات رو گرفته و مجددا به سمت کولینگ تاور حرکت می نماید.
سپس یک بار دیگر همانند آنچه در بالا اتفاق افتاد، نحوه کار برج خنک کننده تکرار می شود تا کارفرما یا به سطح خاصی از دما برسد و یا در سیستم های تهویه مطبوع، هوای مورد نظر به دمای 29 درجه سانتی گراد رسیده و وارد چیلرها و فن کویل ها گردد. اگر به دنبال اطلاع از قیمت انواع برج های خنک کننده هستید، می توانید با شرکت دلتا کولینگ تماس بگیرید.
نحوه عملکرد برج خنک کننده مخروطی
آب داغ در ورودی اتصال اصلی به کولینگ تاور توسط یک زانویی با ورودی اصلی آب پخش کن هدایت میشود. آب پخش کن به کمک فشار آب داغ ورودی سبب چرخش اسپرینکلر و هدایت آن به لوله های آرم میشود. آب داغ از منافذ موجود بر روی لوله‌های آرم خروجی اسپرینکلر بر روی قسمتی به نام پکینگ ریزش می‌کند. پکینگ یا اصطلاحاً پکینگ مدیا (packing media) وظیفه ایجاد سطح تبادل حرارت در برج را بر عهده دارد.
هوا نیز توسط یک فن یا پروانه مکنده به واسطه نیروی القایی مکش از قسمت لوور (کرکره هوا) به سمت خروجی فن دک هدایت میشود. جریان هوای خنک و خشک هدایت شده از بیرون کولینگ تاور در تماس با آب داغ در بخش گرمای آب را جذب می‌نماید. هوای خشک با رطوبت حاصل از تبخیر آب را جذب کرده و به حالت اشباع در می آید و آب نیز با تبخیر میزان گرمای معینی را از دست می دهد. مجموعه فرآیند توضیح داده شده در برج خنک کننده مخروطی موجب کاهش دمای آب خواهد شد.
اجزای برج خنک کننده مخروطی یا مدور
- پنل یا دیواره منحنی: اتصال دهنده تشتک آب به فن استک خروجی هوای گرم و اشباع
- تشتک یا بیسین: محل ذخیره سازی و تجمیع آب خنک خروجی کولینگ تاور
- لوور: محل مکش شدن هوای خشک و خنک به داخل برج
- پایه لوور دو طرفه: اتصال دهنده لوور به تشتک و پنلها
- موتور یا دینام: تامین انرژی مورد نیاز جهت گردش فن یا پروانه
- فن محوری: ایجاد تلاطم در هوا و ایجاد نیروی مکش مکانیکی در سیال هوا
- کاهش دور یا کاهنده دور: انتقال دهنده قدرت گشتاور از موتور به فن
- توری محافظ فن گارد: محافظ کننده از ورود اجسام خارجی به پروانه
- پایه ریلی موتور: تنظیم کننده محل دقیق موتور و سفت کننده تسمه ها
- پکینگها: سطوح خنک کننده به منظور افزایش سطح تبادل انرژی گرمایی
- المیناتور پره ای: نصب شده بر روی لوله آرم جهت کاهش پرتاب قطرات به سمت فن
- آب پخش کن: تحت نام اسپرینکلر پخش کننده آب در برج خنک کننده مخروطی
- لوله آرم: لوله های خروجی اسپرینکلر دارای منافذی جهت خروج آب داغ بر روی پوشال ها
- لوله ورودی آب پخش کن: منتقل کننده آب گرم به آبگردان
- فلنچ ورودی و خروجی اصلی: جهت اتصال به خط مدار رفت و برگشت به کولینگ تاور
- شناور برنجی: ورودی آب جبرانی یا make up به داخل برج
- اتصالات جانبی: خروج جریان تخلیه یا بلودان و همچنین سرریز
- ساپورت عنکبوتی: جهت نگهداری پکینگ ها بر روی پنل ها
- توری زیر پکینگی: قرارگیری بر روی ساپورت عنکبوتی و نگهدارنده جانبی پکینگها بر روی ساپورت
- پیچ و مهره: جهت اتصال قطعات مختلف بدنه به یکدیگر
- تسمه: جهت اتصال پولی سر پروانه به فولی سر دینام
کاربرد برج خنک کننده مخروطی
بسیاری از صنایع سنگین و سبک امروزه از انواع کولینگ تاور مدور یا مخروطی جهت تامین آب سرد ماشین آلات خود بهره می جویند. صنایعی همچون صنایع شیمیایی، صنایع تولید لوازم آرایشی، صنایع غذایی، صنایع فولاد و ذوب فلزات، صنایع تزریق پلاستیک و نفت و پتروشیمی مهمترین کارخانجات مصرف کننده برج مخروطی می‌باشند.
در سیستمهای تهویه مطبوع از چیلرهای تراکمی یا جذبی جهت خنک‌کاری هوای محیط توسط فن کویل استفاده میشود. چیلرهای تراکمی و جذبی که کندانسورهای آن‌ها از نوع آبی باشد به منظور تکمیل فرآیند خود نیازمند یک مدار آب خنک کننده و منبع برودتی می‌باشند. منبع تبرید و سرمایشی در این چیلرها برج خنک کن مخروطی یا مدور میباشد.
مزایای برج خنک کننده مخروطی یا مدور
- گردش هوای بسیار مناسب و مطلوب به دلیل ساختار استوانه ای شکل
- ارتفاع کم و جا نمایی آسان در پشت بام ساختمانها در کاربری خنک کن چیلر
- دارای بدنه فایبرگلاس ضد رسوب و ضد آفتاب سوختگی
- مقاومت بالای بدنه در برابر لرزش، خوردگی ناشی از املاح آب و رسوب‌پذیری
- طول عمر بالا (بین 20 الی 25 سال) به دلیل متریال بکار رفته در ساخت کولینگ تاور
- تولید سریع و آسان توسط تولیدکننده در کمترین زمان ممکن
- امکان تولید پیش ساخته کولینگ تاور و نصب آسان در کمترین زمان ممکن
- تعمیر و نگهداری آسان به واسطه قابلیت اسیدشویی
مشخصات اصلی برج خنک کننده مخروطی
- ظرفیت برودتی: 5 تن تبرید الی 1250 تن تبرید
- قطر مخروطی شکل برج: از 115 سانتیمتر الی 850 سانتیمتر
- ارتفاع برج خنک کننده: از 145 سانتیمتر الی 550 سانتیمتر
- توان موتور: 1 اسب بخار الی 30 اسب بخار
- قطر پروانه هوادهی: از 550میلیمتر الی 4500 میلیمتر
- میزان هوادهی: از 5500 الی 295.000 فوت مکعب بر دقیقه
- دور موتور: 700 الی 3000 دور بر دقیقه
- سایز اتصالات ورودی و خروجی آب: 2 الی 12 اینچ
- قابلیت مونتاژ : به صورت مونتاژ در محل و درب کارخانه
- متریال بدنه: فایبرگلاس کامپوزیتی با الیاف ژلکت پوششی
- نوع الیاف بکار رفته در بدنه: حصیری، سوزنی و پودری(اروزیل)
- نوع رزین فایبرگلاس: رزین اورتوفتالیک و ایزوفتالیک کد UP220
نحوه فعالیت کولینگ تاور های مخروطی
چگونه است؟ آبی که طی فرآیند های صنعتی در سیستمی مانند تهویه مطبوع داغ شده از قسمت فلنج ها به درون دستگاه وارد میشود. بر خلاف برج های خنک کننده مکعبی، آب داغ از قسمت زیرین دستگاه وارد آن می‌گردد. پس از وارد شدن، آب داغ توسط لوله هدر به بخش تشتک فوقانی دستگاه وارد میشود. سپس سیال خنک شونده وارد بخشی به نام اسپرینکلر می‌گردد. هر آب پخش کن دارای تعداد معینی خروجی است که لوله های سوراخ داری به آن اتصال می‌یابد. سوراخ ها دارای زاویه بوده که در اثر فشار آب سبب چرخش اسپرینکلر و پاشش دورانی آب بر رویمی‌شود.
قطعات کولینگ تاور مخروطی مدور
- تشتک یا بیسین: محل تجمع و ذخیره سازی آب سرد دستگاه
- پنل های منحنی: دیواره های سازنده استراکچر کولینگ تاور مخروطی
- لوور یا کرکره: دریچه های ورودی هوا
- فیلتر حذف جامدات: توری آشغال گیر جهت حذف ذرات معلق درشت هوا
- اسپرینکلر یا هد آب پخش کن: هدایت سیستم نوزیع آب
- لوله آرم: لوله های منفذ دار متصل به خروجی های اسپرینکلر
- لوله های هدر آب: انتقال و هدایت سیال به نقاط مختلف کولینگ تاور مخروطی
- الکتروموتور یا دینام : تبدیل انرژی الکتریکال به مکانیکی و چرخاندن فن
- فن یا پروانه کولینگ تاور: شامل هاب، بلید، شفت و خار، وظیفه نهویه هوای درون برج
- الیمیناتور یا قطره گیر: وظیفه برگرداندن قطرات و میعان بخار هوای اشباع دستگاه
- نردبان بالارو: نردبان جهت دسترسی به فن برج خنک کننده و موتور
مشخصات فنی کولینگ تاور مخروطی مدور:
- ظرفیت طراحی: از پنج تن و برجهای خنک کننده کوچک تا کولینگ های بزرگ صنعتی 1500 تن
- قطر داخلی تجهیز: 115 الی 950 سانتی متر
- ارتفاع برج خنک کننده: 135 الی 690 سانتیمتر
- توان الکتروموتور یا دینام: 0.5 الی 22 کیلو وات
- قطر فن یا پروانه: 55 الی 450 سانتیمتر
- میزان هوارسانی پروانه: 4500 الی 171 هزار cfm
- دور موتور: 700 الی 2500 دور بر دقیقه
- قابلیت ارسال دمونتاژ: مونتاژ در محل درخواستی
- متریال سازنده: اغلب فایبرگلاس و فلزی
- گرید الیاف بدنه فایبرگلاس: حصیری، سوزنی، و اروزیل
چگونه راندمان کولینگ تاور مدور را افزایش دهیم؟
راهکار های متفاوتی برای افزایش توان سرمایشی دستگاه بدون نیاز به تعویض و یا خرید آن با ظرفیت بالاتر وجود دارد. اولین نکته در افزایش راندمان دستگاه دقت در آن توسط شرکت سازنده برج خنک کننده مخروطی است. چنانچه اسپرینکلر مناسب بر روی دستگاه قرار گیرد و منافذ لوله ها در فاصله معینی از یکدیگر قرار داشته باشد، آنگاه سطوح پکینگ به طور کامل با آب تر خواهد شد.
در طی فرآیند به اصطلاح همپوشانی، سطح تماس جریان آب و هوا به حداکثر میزان خود رسیده که نتیجه آن افزایش روند کاهش دمای سیال است. استفاده از اسپرینکلر مناسب و پکینگ های مطلوب سبب افزایش کارکرد دستگاه میشود. رسیدگی اصولی، چکاپ و تعویض به موقع مخروطی در زمان آورهال می‌توان بر عملکرد تجهیز موثر باشد. در واقع این اقدام به جهت جلوگیری از تشکیل رسوب، و تعویض قطعات رسوب گرفته انجام می‌گردد.
با جلوگیری از خروج قطرات و کاهش تماس رطوبت با اجزای بخش حوض هوارسانی سبب افزایش طول عمر این تجهیزات میشود. همچنین در فصول گرم سبب حذف بخار اشباع سنگین در اطراف دستگاه می‌گردد.
محل نصب کولینگ تاور مخروطی یا گرد:
این دستگاه به دلیل استراکچر بادشکن قابل نصب در ارتفاعات میباشد. به منظور ایمن سازی باید در جای خود به شکل صحیح محکم و نصب شود. در هنگام نصب توجه کنید که کولینگ تاور مخروطی به دور از تحهیزات مولد گرما قرار گرفته باشد.
استفاده از مخزن یا استخرهای نگه داری آب:
وجود مخزن و یا حوضچه های آب فشان، سبب کاهش دمای آب ورودی به برج خنک کننده خواهد شد. این اقدام سرعت خنک کاری و تحویل آبسرد را بالا میبرد.
مزایا و معایب کولینگ تاور مخروطی
- کاربری ویژه در صنعت تهویه مطبوع به ویژه چیلر
- قابل مونتاژ در محل احداث پروژه
- ساختار بادشکن
- تهویه، مکش و ایجاد جریان هوای مناسب تر
- بدنه از جنس فایبرگلاس، ضد رسوب، ضد جلبک و انتی باکتریال، عدم آفتاب سوختگی و پوسیدگی
- ایجاد تنش و لرزش بسیار اندک به همراه تولید صدای بسیار کم
معیاب برج خنک کننده مخروطی یا گرد
- افزایش هزینه های دوره های آورهال
- پرت متریال به دلیل استوانه ای شکل بودن سازه
قیمت کولینگ تاور مخروطی یا مدور
قیمت برج خنک کننده و بهای تمام شده برای آن به عوامل متعددی بستگی دارد. در این بخش عوامل موثر بر هزینه ساخت دستگاه مخروطی در را مورد بررسی قرار خواهیم داد. برای دریافت مشاوه، طراحی و خرید دستگاه می‌توانید با کارشناسان این کمپانی تماس حاصل نمائید. پس از ساخت برج خنک کننده نوبت به تست نهائی و استاندارد های آن میباشد.
عوامل موثر بر قیمت برج خنک کننده مخروطی
- متریال سازنده بنده: فایبرگلاس، فلزی و بتنی
- گرید سازنده پکینگ ها یا سطوح تبادل حرارت: پلی پروپیلن و پی وی سی
- گرید سازنده اسپرینکلر ها: برنجی، استیل، آلومینیوم، PVC
- میزان متریال مصرف شده در ساخت قطعات در سایز های مختلف
- توان موتور و برند سازنده دینام یا الکتروموتور کولینگ تاور مخروطی
- نوع فن و قطر آن و میزان هوادهی سیستم حوض هوارسانی
- عایق بندی و ضخامت پنل ها و تشتک
سازنده کولینگ تاورهای مخروطی یا مدور
شرکت تهویه دی ایکس مهر به عنوان سازنده وطراح انواع سیستمهای حرارتی و برودتی در ایران توانسته با دانش مهندسین خود انواع کولینگ تاور فایبرگلاس و گالوانیزه را تولید نماید.این سازنده صنعتی از سال 1387 فعالیت خود را آغاز نموده و تاکنون تمامی انواع برج خنک کننده را طراحی نماید.ساخت محصول باکیفیت و تضمین عملکرد از نقاط قوت شرکت بشمار میرود و علاوه بر آن پیش تولید برخی محصولات نظیر پکینگ،قطره گیر،پروانه و اسپرینکلر موجب افزایش رضایتمندی مشتریان کارخانه شده است.کولینگ تاور مدور یکی تولیدات این سازنده بشمار میرود که درصنایع مختلفی نظیر تهویه مطبوع و مصارف صنعتی پرکاربرد میباشد.
