مقالات

برج خنک کننده چیست

برج خنک کننده چیست ؟

برج های خنک کن یا کولینگ تاوردر اصل وسایل خنک کردن آب می باشند و وسیله ای می باشد که گرمای تولید شده توسط کندانسور را به محیط آزاد منتقل میکند.

آب گرم خروجی از کندانسور به بالای خنک کن پمپ میشود و از آنجا به تشتک برج میریزد . آب گرم شده برای خنک شدن به برج خنک کن بازمیگردد. آب در برج به گردش در می آید و از بالای برج به طرف پایین ریخته میشود . این آب در حین سقوط از درون پوشش های داخلی برج با هوا برخورد کرده و گرمای خود را به هوا می دهد.

cooling tower 1

برج های خنک کننده سیستم توزیع و پخش آبگرم دارند که آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم می پاشد. این شبکه ها آکنه یا پر کننده نامیده میشود. آکنه ها آب سرازیر شده از بالای برج را باهوایی که از میان آن حرکت می کند کاملا مخلوط کرده به طوری که آب به صورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود میریزد . هرچند در این برج ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب به هوا وجود دارد ولی تقریبا اثر خنک کنندگی تماما از تبخیر قسمتی از آب اسپری شونده در برج حاصل میشود. بخار حاصل از فرایند تبخیر در برج توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد میکند ازبرج خنک کن خارج می شود. با توجه به این که دماو رطوبت هوای از برج افزایش می یابد بدیهی است که میزان تاثیر برج حنک کن تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد و باکاهش آن افزایش می یابد و عوامل دیگری که عملکردبرج های خنک کنرا تحت تاثیر قرار می دهند عبارت اند از :

1.     سطح و زمان تماس آب و هوا

2.     سرعت هوای عبوری از برج

3.     جهت جریان هوا نسبت به سطح تماس آب ( هم سو و غیر هم سو)

سطح تماس آب با هوا شامل :

1.     سطح آب در تشتک برج

2.     کلیه سطوح خیس شده در برج

3.     سطح کل قطرات آب پاشیده شده در برج می شود.

از نظر تئوری پایین ترین دمای قابل حصول برای آب دربرج خنک کندمای مرطوب هوای ورودی می باشد که در آن شرایط هوای خروجی از بخار آب اشباع خواهد بود ولی اغلب دمای آب خروجی از برج 4 تا 5.5 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب هوای ورودی می باشد. بنابراین هوای خروجی از برج همواره مقداری از حالت اشباع پایین تر خواهد بود.

نکته: دمای مطلوب هوای ورودی برج هر چه کمتر باشد راندمان برج افزایش می یابد بنابراین در مناطق مرطوب کندانسور آبی مقرون به صرفه نیست و از کندانسور هوایی استفاده میشود.

نزدیکیapproach:  با اختلاف بین درجه حرارت آب خروجی از برج و دمای مرطوب هوای وردی به برج می باشد. هرقدر نزدیکی را بخواهیم کمتر کنیم ( دمای آب خروجی از برج را به دمای تر محیط نزدیکتر کنیم ) بایدبرج خنک کنبزرگتر و یا پر کننده های بیشتری را انتخاب کنیم. در عمل می توان به نزدیکی حدود 5 درجه فارنهایت رسید ولی اکثر اوقات ، نزدیکی را برای موارد متعارف حدود 7 درجه فارنهایت انتخاب می کنند.

دامنهrange:درجه حرارت آب در عبور از برج یعنی اختلاف بین درجات حرارت ورودی و خروجی آب دامنه برج نامیده می شود.

محاسبه بار برج :بار یک برج خنک کن را می توان با اندازه گیری دبی آب برج و دمای آب و خروجی برج با استفاده از معادله زیر بدست آورد:

بار برجkw= دبی آبkg* 4.19kj/kg* (دمای آب ورودیc دمای آب خروجیc)

اجزای اصلی برج خنک کن عبارت اند از :

بدنه و پوستهcasing - frame:اغلب برج ها در ساختار خود بدنه ای دارند که آنها را محافظت می کند و موتورها ، فن ها و دیگر اجزا را پوشش می دهد.

واسطه های انتقال حرارتFill:درون هر کولینگ تاور واسطه انتقال حرارت وجود دارد که لاپرکن با آکنه نامیده میشود. وظیفه این قطعات فقط این است که قطرات آب را به ذرات ریز تر تبدیل کنند و سطح انتقال حرارت را افزایش دهند تا انتقال حرارت بین آب و هوای ورودی به سادگی انجام شود. بیشتر از چوب یا پلاستیک ساخته شده اند . آکنه ها باید طوری انتخاب شوند تا هم سطح تماس و هوا برای نسبت های بالای انتقال حرارت و انتقال جرم مناسب باشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند. آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشند. دو نوع آکنه که دربرج خنک کناستفاده می شود عبارت اند از : ترشحی و فیلمی

splash

 

پر کننده ترشحیsplash packing:در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها و پخش به صورت قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیعی می نماید . از آنجایی که قطرات آب همواره پیوسته بوده و وزن سنگین دارند این و نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.

Packing 02

 

پرکننده فیلمی  Film Packing:در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می آید و به طرق گوناگونی می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد.

Packing 03

 

حوضچه آب خنکcold water basin:حوضچه آب خنک در پایین برج قرار دارد . آب خنکی که از پخش کننده ها فرود می آید را جمع آوری میکند . حوضچه های آب خنک یک چاهک برای تخلیه آب خنک دارد . در بیشتر برج ها حوضچه آب خنک در زیر تمام سینی ها قرار دارد.

قطره برگردانها یا حذف کننده هاdrift eliminator:آنها قطرات آب موجود در بخار را به تله می اندازند تا وراد اتمسفر نشوند . به این وسیله از خارج شدن قطرات آب به وسیله کشش هوا ازبرججلوگیری می کند. تیغه ها معوملا طوری نصب می شوند که با سطح افق زاویه ای در حدود 45 درجه بسازد. جنس این تیغه ها از چوب ، فلز یا پلاستیک ممکن است ساخته شده باشد.

Packing 01


ورودی هوا
air inlet:دریچه ای برای ورود هوا بهکولینگ تاوروجود دارد. ورودی هوا ممکن است در طرح های متقاطع در اطراف بالا قرار داشته باشد یا مثل طرح های متقابل در کف یا قسمت پایین برج قرار گیرد.

کرکره هاlouvers`:معمولا برج های با جریان متقاطع دارای کرکره های ورودی هستند که وظیفه آنهاست که جریان هوا را به طور یکنواخت روی سینی ها پخش کند و آب را نگه دارند. بعضی طرح های با جریان متقابل کرکره لازم ندارند.

نازل هاnozzles:آب را به صورت اسپری روی سینی ها می پاشد . توزیع یکنواخت آب روی سینی ها باعث می شود سطوح سینی ها به خوبی خیس شوند. نازل ها می توانند ثابت باشند و طرح های اسپری مربعی یا گرد داشته باشند یا قسمتی از یک جز دوار باشند که دربرج های متقاطعدیده می شود.

upload product 43upload product 42

فن هاfans:روی بدنه برج سوار می شود و آبی را که از بالای برج توسط نازل ها روی صفحه پایینی پاشیده می شود خنک می کند. فن جریان محوری سانتریفیوژی در برج خنک کن استفاده می شود. معمولا در برج های با جریان هوای دمیده شده از فن محوری و در برج های با جریان هوای مکیده شده از هر دو نوع فن های محوری و سانتریفیوژی استفاده میشود.

فلز مربوط به پوشش موتور باید به منظور یافتن علامت خوردگی بررسی شود و پیچ هایی که موتور را به اسکلت اصلی متصل می کنند باید از نظر محکم بودن و سفتی مورد بررسی قرار گیرند. هنگام کار کردن فن به صدای آن با دقت گوش کنید تا صدای یاتاقان های فرسوده و برخورد پره های فن به پوشش محافظ را بشنوید.

Fan

 

برج خنک کننده یاکولینگ تاوردر شکل و انواع مختلف ساخته و دسته بندی می شود.

از نظر جریان هوا: برج های خنک کن از نظر جهت جریان هوا در سه گروه جریان مخالف و جریان متقاطع و جریان موافق طبقه بندی می شوند.

از نظر وزش هوا: اجباری با فن و طبیعی بدون فن

از نظر فن: گریز از مرکز و جریان محوری

از نظر گردش آب : باز و بسته.

از نظر ساختار: مکعب فلزی و ذوزنقه چوبی و فایبرگلاس

برج از نظر مدار بسته یا باز: مدار باز به برجهایی گفته می شود که دمای آب در تماس مستقیم با هوا کاهش می یابد. شامل کلیه برج های مورد استفاده در تاسیسات سرمایش و تهویه مطبوع ساختمانهای می شود. در اینگونه کولینگ تاورها اب خنک کننده کندانسورها به طور مستقیم با هوای جو در تماس قرار می گیرد و بخشی از ان تبخیر می شود.

برج مدار بسته: در صنایع تهویه مطبوع وسرمایش ساختمان آب مدار بسته برج به طور مستقیم به منظور تقطیر سیال ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد.

در مدار بسته(غیر مستقیم) آب داخل لوله های مبدل حرارتی با هوای محیط و آب پاشیده شده روی لوله ها تبادل حرارت انجام می دهد و دمای آن کاهش می یابد. از این جهت کندانسور تبخیری هم خوانده می شود.

برج از نظر ساختار بدنه:

برج خنک کننده گالوانیزه

 

بر اساس جنس و شکل ورق گالوانیزه بدنه نامگذاری شده است. برجهای کم ظرفیت مکعبی فلزی دارای یک فن جریان محوری در سطح جانبی هستند و بستر ریزش آب در آنها از چوب اشباع شده، مواد پلی مری و یا ورق گالونیزه است. در اینگونه برج های کم ظرفیت از افشانک استفاده نمیشود. بلکه آب ورودی به تشتک فوقانی برج ریخته و سپس از روی سطوح چوبی یا پلیمری گذر کرده و در تشتک زیرین برج جمع می شود. در برج های مکعبی فلزی پر ظرفیت از افشانک و فن های گریز از مرکز استفاده می شود.

برج خنک کننده  فایبرگلاس:

 


با شکل خمره ای دارای تشتک و بدنه ای از جنس فایبرگلاس و دارای فن جریان محوری در گلویی فوقانی است. جریان آب و هوا در اینگونه برجها از نوع مخالف است. آب از بالا به پایین جریان مییابد و هوا از پایین به بالا. بستر توزیع و گسترش آب در اینگونه برج ها از جنس پی وی سی است.

برج خنک کنذوزنقه ای:

برجهای چوبی ذوزنقه ای شکل هستند که دارای یک فن جریان محوری بزرگ در قسمت فوقانی میباشند. برج های ذوزنقه ای چوبی معمولا زیاد و فن آنها نیز دارای قطر قابل توجه است به همین دلیل انتقال قدرت الکتروموتور به وسیله گیربکس انجام می شود.

upload product 36

 

 

 

برج از نظر وزش هوا:

برج خنک کن با وزش هوای طبیعی(Natural draft):

در این سیستم بدون استفاده فن و با پاشش سریع آب در هوا انجام می شود و به شکلی طراحی شده که هوای خنک بیرون به طور طبیعی واردبرج خنک کننده شده و پس از خنک کردن آب از قسمت بالایبرج خنک کنخارج می گردد. چگالی بین هوای بیرون و هوای گرم و مرطوب داخل برج موجب مکش هوا از جداره های اطراف و خروج آن از بالای برج میگردد.

برج هذلولی بر اساس خاصیت دودکشی هوا(تمایل هوای گرم به صعود) و بدن استفاده از فن، عمل کاهش دمای آب ورودی را انجام میدهد.البته در این گونه برجها مدارآب خنک شونده مدار بسته ای است و از داخل کویل هایی که در زیر برج تعبیه شده است عبور می کند. برج های هذلولی کاربرد چندانی در تاسیسات سرمایشی و تهویه مطبوع ندارند و در نیروگاه برق کاربرد دارد.

برج خنک کن با وزش هوا با فن(Mechanical draft)

توسط یک فن یا چن فن با دور ثابت یا متغیر جریان هوا به حرکت در می آید. هوای اجباری در برج به داخل آن کشیده شده و از آن به خارج ارسال می شود. بادزن ها بسته به نوع برج ممکن است جریان محوری و یا گریز از مرکز باشند.تمامی برج های خنک کننده سیتم تهویه و تبرید ساختمان از نوع وزش اجباری و مجهز به فن هستند.

برج های خنک کنندهmechanical draftبه دو نوع زیر تقسیم بندی میشوند:

الف: وزش هوای القایی با فنInduced draft:

در برج های خنک کننده فوق فن در قسمت بالایبرج خنک کنندهنصب میگردد. و جریان هوا با سرعت ورودی پایین و سرعت خروجی بالا درکولینگ تاورایجاد میگردد.

ب: وزش هوای اجباری با فنforced draft

فن در این گروه ازبرج خنک کنندهدر قسمت پایین آن نصب میگردد و لذا جریان هوای ورودی بهبرج خنک کنندهنصب به جریان خروجی آن داری سرعت بیشتری می باشد. در این برج های خنک کننده به دلیل این که سرعت هوای ورودی به برج بیشتر از هوای خروجی است لذا احتمال وقوع پدیده بازگشت موقت بیشتر است . از طرف دیگر برج های خنک کننده هوای اجباری به فن قویتری نیست به کولینگ تاوراز نوع القایی نیاز دارند. همچنین احتمال یخ زدگی این نوع برج در شرایط زمستان بیشتر خواهد بود.

خواندن 1655 دفعه آخرین ویرایش در یکشنبه, 18 آذر 1397 ساعت 10:59
برای ارسال نظر وارد سایت شوید

تماس با ما

آدرس: تهران، میدان پونک، مجتمع تجاری اداری بوستان، واحد 778
تلفن:   44624467  -  44499440-021
ایمیل: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
کد پستی: 96934 - 14768
بالا
_____ _______ AzarNasim HVAC Systems +98-21-44499440 info@azarnasim.com