برج خنک کننده چیست و چرا مورد نیاز است؟

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده یک دستگاه حذف گرما است که از آب برای انتقال گرمای اضافی به جو استفاده می کند. همه برج های خنک کننده، از جمله برج های خنک کننده تجاری و صنعتی، بر اساس اصل حذف کردن گرما از آب با تبخیر بخش کوچکی از آب که از طریق دستگاه به گردش در می آیند، کار می کنند. مخلوط شدن آب گرم و هوای خنک تر، گرمای نهان تبخیر را آزاد می کند و باعث خنک شدن آب می شود. وقتی از بالای یک ساختمان بلند به پایین نگاه کنید، ممکن است متوجه واحدهای مربعی با فن در بالای آن ها در ساختمان شوید. آن ها برج های خنک کننده آب هستند.

برج خنک کننده صنعتی جزء کلیدی بسیاری از سیستم های تبرید است و می توان آن را در صنایعی مانند نیروگاه ها، فرآوری های شیمیایی، کارخانه های فولاد و بسیاری از شرکت های تولیدی که خنک سازی فرآیندی ضروری است، یافت. برای تأمین سیستم سرمایش برای ساختمان های تجاری بزرگ مانند فرودگاه ها، مدارس، بیمارستان ها یا هتل ها نیز می توان از برج های خنک کننده استفاده کرد.

در سیستم های آب خنک کننده در گردش مورد استفاده در نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت، کارخانه های پتروشیمی، کارخانه های فرآوری گاز طبیعی، کارخانه های فرآوری مواد غذایی و

سایر تأسیسات صنعتی، یک برج خنک کننده صنعتی می تواند برای حذف گرمای جذب شده به کار رود و اندازه آن می تواند بسیار بزرگ باشد.

با افزایش نرخ جمعیت در سراسر جهان، افزایش زیادی در میزان نیازها و احتیاجات جهان برای محصولات تولیدی وجود داشته است. این امر باعث شده است که بخش صنعتی هر روز محصولات بیشتری تولید کند که باعث ایجاد گرمای فرآیند تولید بیشتری می شود. در صنایعی که مقادیر زیادی گرما تولید می کنند برای اینکه ماشین آلات به طور مؤثر به کار خود ادامه دهند باید به طور مداوم خنک شوند. نصب برج خنک کننده، کارآمدترین، مؤثرترین و کم هزینه ترین راه حل برای از بین بردن این گرما، است.

برج خنک کننده چگونه کار می کند؟

تجهیزات تهویه مطبوع و فرآیندهای صنعتی می توانند گرما را به شکل تناژ زیادی از آب گرم تولید کنند که باید خنک شود. اینجاست که برج های خنک کننده صنعتی وارد می شوند. آب بیش از حد گرم شده از طریق برج خنک کننده جریان می یابد که در آنجا گردش می کند و در معرض هوای خنک و خشک قرار می گیرد. گرما از طریق تبخیر آب از برج خنک کننده در حال گردش خارج می شود. سپس آب سردتر دوباره وارد تجهیزات یا فرآیند تهویه مطبوع می شود تا آن تجهیزات خنک شود و چرخه خنک کننده بارها و بارها تکرار می شود. هنگامی که کندانسور گرم وارد برج خنک کننده می شود، آب از چند نازل عبور می کند که آن را به قطرات کوچکی می پاشند که سطح آب را افزایش می دهد و از طریق تبخیر بیشتر فرایند از دست دادن گرما را بهتر می سازد. هدف فن در بالای برج خنک کننده آب، آوردن هوا از پایین برج و حرکت آن به سمت بالا و خارج در خلاف جهت آب گرم کندانسور در بالای دستگاه است. هوا، گرما را از طریق تبخیر آب از برج خنک کننده به جو منتقل خواهد کرد.

انواع برج خنک کننده

سیستم های برج خنک کننده اغلب برای فرآیندهای صنعتی حیاتی هستند. این سازه های استوانه ای بلند، با روکش باز، وظیفه خنک کردن آب تولید شده از جریان هوای خنک کننده HVAC یا صنعتی را بر عهده دارند. آن ها بر اساس نوع کشش (طبیعی یا مکانیکی) و جهت جریان هوا (در جهت مخالف یا عبوری) طبقه بندی می شوند.

•  طرح طبیعی سیستم های برج خنک کننده

معمولاً برای نیروگاه ها و صنایع بزرگ با جریان آب خنک کننده نامحدود استفاده می شوند. این برج با حذف گرمای اتلاف از طریق بالا بردن هوای گرم که سپس در جو آزاد می شود، کار می کند. این برج ها بلند هستند و شکل هذلولی دارند تا جریان هوای مناسب را القا کنند.

• طرح مکانیکی سیستم های برج خنک کننده

هوا توسط یک فن که هوا را از طریق برج به گردش در می آورد، از داخل سازه عبور می کند. فن های متداول مورد استفاده در این برج ها شامل فن های پروانه ای و فن های گریز از مرکز می باشد. با این که برج های طرح مکانیکی مؤثرتر از برج های طرح طبیعی هستند، با این حال انرژی بیشتری مصرف می کنند و در نتیجه کارکردشان هزینه بیشتری دارد.

• سیستم های برج خنک کننده جریان متقاطع

دارای طرحی است که باعث می شود هوا به صورت افقی از میان پر کننده و سازه برج به یک فضای باز اشغال شده توسط ماده جریان یابد. آب گرم از حوضه های توزیع به سمت پایین جریان می یابد. با این حال، فن ها و درایو موتور نیاز به ضد آب در برابر رطوبت که می تواند منجر به یخ زدن و کاهش عملکرد آن شود، دارند.

• سیستم های برج خنک کننده جریان مخالف

دارای طرحی است که در آن هوا به سمت بالا حرکت می کند و جریان مخالف با آب گرم به سمت پایین حرکت می کند تا هوا خنک شود. این امر باعث می شود تا هر ناحیه طرح حداکثر عملکرد را داشته باشد و برای به حداقل رساندن نیازهای پمپ نیز کمک می کند. همچنین سیستم های برج خنک کننده جریان مخالف در شرایط آب و هوای سرد کمتر دچار یخ زدگی می شوند و می توان در دراز مدت در مصرف انرژی صرفه جویی کرد.

• سیستم های برج خنک کننده طرح القایی

معمولاً یک فن در بالای برج خنک کننده نصب می شود که اجازه می دهد هوای گرم خارج شود. سرعت بالای هوای خروجی احتمال چرخش مجدد را کاهش می دهد. برای جلوگیری از گیر افتادن قطرات آب در هوای جریان خروجی، از حذف کننده های رانش استفاده می شود. برج های کشش القایی کارآمدتر هستند زیرا 30٪ تا 75٪ انرژی کمتری در مقایسه با طرح های جریان اجباری مصرف می کنند.

• سیستم های برج خنک کننده جریان اجباری

این سیستم های برج خنک کننده شبیه سیستم القایی هستند، اما تفاوت اساسی آن ها در این است که فن متحرک هوا در پایه برج خنک کننده قرار می گیرد که به هوا اجازه می دهد از پایین عبور کند. استفاده از آن ها به دلیل چالش های توزیع آب، فن های با اسب بخار بالا و امکان گردش مجدد محدود است.

• بهترین مواد برای برج خنک کننده چیست؟

انواع برج های خنک کننده صنعتی سیستم های خنک کننده با آب عمدتاً از سه ماده ساخته می شوند: فلز، فایبرگلاس، یا پلاستیک. همانطور که می دانید، فلز می تواند زنگ بزند و خورده شود و هر چیزی که در داخل آن است می تواند به مرور زمان شروع به نشت کند. این تعمیر و نگهداری می تواند باعث شود کسب و کار شما مدتی تعطیل شود.

منبع : پایپ صنعت