برج خنک کننده کولینگ تاور چیست؟

کولینگ تاور چیست ؟

برج خنک کننده کولینگ تاور یا برج خنک کننده دستگاهی است که حرارت غیر قابل استفاده و مازاد آب موجود در سیستم های تهویه مطبوع برودتی و یا دستگاه های صنعتی را گرفته و آن را به هوای اتمسفر منتقل می کند. انواع کولینگ تاور یا پکینگ برج خنک کننده نیز به طور کلی به 2 گروه عمده مدار باز و مدار بسته (که نام دیگر آن خشک یا هوا خنک است) تقسیم می شود که در ادامه طرز کار ، اجزا ، ساختار و مزایا و معایب هر یک را بررسی می کنیم و آنها را از نظر کارایی و قیمت مقایسه می کنیم.

انواع آن کدام اند و هر یک از آنها چه ویژگی هایی دارد ؟

1 . کولینگ تاور مدار باز و طرز کار آن

در شکل زیر طرز کار این سیستم و نحوه ورود آب داغ به دستگاه ، تماس هوا با آب و خروج آب خنک شده از پایین دستگاه نشان داده شده است. آبی که در دستگاهی صنعتی مانند یک چیلر و یا هر فرآیند و سیستم صنعتی دیگر داغ می شود از قسمت بالای برج بر روی بستری به نام پکینگ افشانده می شود و بر روی این بستر، هوا با آب داغ تماس مستقیم پیدا می کند تا حرارت آب داغ به هوا منتقل شود.

اجزای اصلی دستگاه کولینگ تاور مدار باز عبارت اند از :

1 . فن و موتور الکتریکی آن (نوع محوری و گریز از مرکز)

3 . حوضچه یا تشتک که محل جمع آوری آب خنک شده در پایین برج است.

5 . سیستم توزیع کننده آب داغ از قسمت بالای برج شامل لوله ها و نازل های پاشش آب

کولینگ تاور مدار باز (برج خنک کننده مدار باز) با اسامی دیگری چون کولینگ تاور مرطوب یا تبخیری یا تر نیز نامگذاری می شود و همگی به یک نوع اشاره دارند. در واقع علت اینکه به آن مدار باز گفته می شود این است که آب داغ که برای خنک کاری به برج پمپاژ می شود در فضایی باز درون برج جریان پیدا کرده و با هوای اتمسفر تماس مستقیم پیدا می کند تا گرمای خود را به هوای اتمسفر دهد و چون با برخورد آب داغ با هوا ، قسمتی از آب تبخیر می شود به آن برج تبخیری یا مرطوب نیز گفته می شود.

بررسی مزایا و معایب آن در مقایسه با نوع مدار بسته :

بدیهی است که در این سیستم راندمان خنک کاری به خاطر تماس مستقیم آب با هوا بالاست و این مورد از جمله مزایا و برتری های آن نسبت به نوع مدار بسته (که در ادامه طرز کار آن را شرح می دهیم) است ولی چون بخشی از آب تبخیر می شود باید آب جایگزین به مدار سیستم تزریق شود و در این نوع از کولینگ تاور ها مصرف آب وجود دارد. در ضمن چون آب دارای املاح است ، این املاح در دستگاه رسوب کرده و هم به تجهیزاتی برای تصفیه آب و جداسازی املاح آن (با سختی گیر) نیاز دارد (مگر اینکه کیفیت آب بسیار بالا باشد) و هم اینکه به سرویس دوره ای مرتب نیاز دارد و این موارد از معایب آن محسوب می شود.

هر گاه بخواهیم قیمت این سیستم را برآورد کنیم باید هم قیمت دستگاه کولینگ تاور را در نظر بگیریم و هم قیمت سختی گیر. این نوع از کولینگ تاور ها از نظر فرم بدنه به دو دسته مکعبی و گرد (مدور) و از نظر جنس بدنه نیز به انواع فایبرگلاس و گالوانیزه تقسیم بندی می شوند که نمونه هایی از آنها را که در شرکت تبادل گستر هیراد طراحی و ساخته شده اند. جهت اطلاع از قیمت پکینگ نت اسپلش در سال 1402 نیز میتوانید با این شرکت تماس حاصل نمایید.

2 . کولینگ تاور مدار بسته یا خشک یا همان هوا خنک

کولینگ تاور مدار بسته (برج خنک کننده مدار بسته) با اسامی دیگری چون کولینگ تاور هوا خنک یا خشک یا درای کولر نیز شناخته می شود. علت نامگذاری این نوع از کولینگ تاور ها به مدار بسته این است که آب داغ در مسیری بسته و بدون تماس مستقیم با هوا ، حرارت خود را به هوای اتمسفر می دهد و طرز کار آن دقیقا مثل یک رادیاتور خودرو است و چون در آن هیچ بخشی از آب داغ تبخیر نمی شود به آن برج خشک یا همان درای کولر نیز گفته می شود. حرارت مازاد آب داغ (یا هر سیال داغ دیگری) که در لوله های (کویل) این دستگاه جریان می یابد ، گرمای خود را از جداره لوله ها به هوایی که توسط فن دمیده می شود ، منتقل می کند.

اجزای اصلی کولینگ تاور مدار بسته عبارتند از :

1 . ورودی آب داغ یا هر سیال داغ دیگر به لوله های کویل

2 . کویل (لوله های خم خورده پره دار)

3 . فن

4 . ورودی هوای اتمسفر جهت خنک کاری

5 . خروجی آب یا هر سیال دیگر خنک شده از دستگاه

بررسی مزایا و معایب آن در مقایسه با نوع مدار باز :

1 . چون در این نوع از کولینگ تاور ها ، سیال در مسیری کاملا بسته حرکت می کند و با هوا یا هر سیال دیگری برخورد مستقیم ندارد ، به جای آب داغ هر نوع سیال داغ دیگری را می توان در آن جاری و خنک نمود.

2 . همانطور که توضیح دادیم در کولینگ تاور مدار بسته تماسی بین هوا و آب وجود ندارد و بنابرین در این نوع از کولینگ تاور ها هیچ مصرف آبی را شاهد نخواهیم بود و نیازی به تزریق آب جایگزین در مدار این دستگاه نیست.

3 . بر خلاف نوع مدار باز که به سختی گیر و سرویس های دوره ای نیاز داشت در این نوع چون مصرف آب نداریم و آب در مداری بسته قرار دارد بنابرین نه به سختی گیر نیاز است و نه به سرویس های دوره ای مرتب و پرهزینه و فقط کافیست گرد و غبار سطح کویل پاکسازی شود. بنابرین قیمت کولینگ تاور خشک فقط شامل خود دستگاه می شود و این در حالیست که برای نوع مدار باز باید سختی گیر نیز خریداری شود.

4 . بر خلاف نوع مدار باز که نمی توان در آب و هوای شرجی از آن استفاده کرد از نوع هوا خنک یا همان مدار بسته در آب و هوای شرجی هم می توان استفاده نمود.

5 . در کنار این مزایا و برتری هایی که توضیح دادیم این دستگاه نسبت به نوع مدار باز راندمان کمتری دارد.

انواع کاربرد کولینگ تاور

کولینگ تاورهای خنک کننده چیلرها عمدتاً در سیستم های سرمایش مرکزی با چیلر آبی کاربرد دارند. این نوع کولینگ تاورها با دو سازه فلزی و گالوانیزه تولید می شوند که از گذشته تا بحال نیز کاربرد دارند. کولینگ تاور گالوانیزه به لحاظ کاربری به دلیل رسوب و گرفتگی زیاد امروزه دیگر توسط تولیدکنندگان تولید نمی شود. بیشتر سیستم های سرمایشی امروزه در خنک کاری چیلر از استفاده می نمایند. کولینگ تاور علاوه بر کاربری در سیستم های تهویه مطبوع ساختمان، در بیشتر سیستم های صنعتی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

در صنایع مختلف کشور از جمله فولاد، نفت و پتروشیمی امروزه این سردکن ها کاربرد زیادی پیدا کرده اند. بیشتر تولیدات صنایع کشور به منظور خنک کردن دستگاه های خود نیازمند منبع سرمایشی مثل کولینگ تاور یا چیلر می باشند. طراحی صحیح سیستم سرمایشی دستگاه های صنعتی از حساسیت بالایی برخوردار است زیرا عدم کارایی مناسب این بخش سبب کاهش تولید می شود. کولینگ تاور در این زمینه همواره کمک بسزایی در افزایش راندمان تولید در صنایع مختلف نموده است.

نحوه خنک کاری آب در کولینگ تاور

هنگامی که در چای با هوای دهان خود می دمیم جریان هوا با برخورد با سیال سبب خنک شدن آن می شود. عملکرد کولینگ تاور هم مشابه همین فعالیت با هدف کاهش دمای آب در نظر گرفته می شود. ایجاد یک جریان هوا و تماس آن با آب داغ سبب تبادل حرارت و جرمی می شود که اساس و پایه کار کولینگ تاور می باشد.

گرمایی که از آب داغ به هوای بیرون انتقال می یابد با دو روش کلی تعریف و تحلیل می شود. در روش اول هوای سرد بیرون در تماس با آب به دلیل داشتن دمای پایین تر نسبت به آب، گرمای این سیال را جذب می کند. روش دوم نیز هوای خشک با اختلاط با درصدی بخار آب اشباع شده و گرمای مورد نیاز جهت تبخیر در واقع از خود جریان آب گرفته می شود. در روش دوم به نرخ تبادل انرژی صورت پذیرفته گرمای محسوس نیز گفته می شود.