پرینت

    Cooling Tower

    طراحی و ساخت انواع برج های خنک کننده بدنه فلزی و فایبرگلاس

    برج خنک کننده چیست ؟

    برج خنک کننده یا  برج خنک کن (به انگلیسی: Cooling tower )دستگاهی است که برای خنک سازی آبی که در فرآیندهای سردسازی سیستمهای تهویه مطبوع ، نیروگاهها، پالایشگاهها و دیگر واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار می‌رود .

    اجزا مهم برج خنک کن ‌ها ( کولینگ تاور ) عبارتند از:

    ۱-فن

    فن‌ها نقش مهمی در خنک سازی دارند و از نوع فن محوری یا فن گریز از مرکز می‌باشند.

    ۲-پکینگ ها

    برای افزایش تبادل حرارتی بین جریان آب و هوا در داخل برج خنک کن (برج خنک کننده ، کولینگ تاور )از پکینگ‌ها استفاده می‌گردد که با افزایش سطح تماس جریان آب با هوا و همچنین کاهش سرعت جریان آب، در خنک سازی جریان آب نقش موثری دارند.پکینگ‌ها بصورت شبکه‌ای بوده و در دو نوع غشایی(Film Packing ) و اسپلاش (Splash Packing )در برج خنک کن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

    ۳-حوضچه یا باسین

    در قسمت زیرین برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) قرار دارد و آب خنک شده در آن جمع آوری شده و به سمت سیستم‌های سردسازی هدایت می‌شود.

    ۴-قطره گیرها

    تیغه‌های قطره گیر برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آنها به محیط بیرون از برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) بکار می‌روند.

    جنس ساختاری  برج خنک کن ‌ها ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  معمولاً به سه صورت فلزی، فایبر گلاسی و بتنی ساخته می‌شوند

    دسته بندی  برج خنک کن ‌ها  ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) را با توجه به موارد زیر می‌توان دسته بندی کرد.البته باید توجه داشت که یک برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) می‌تواند ترکیبی از هر کدام از دسته‌های زیر باشد و این دسته بندی صرفا برای نشان دادن وضعیت عملکرد برج خنک کن‌ ها (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) در حالات زیر می‌باشد:

    ۱-نیروی محرک جریان هوا

    تصویر یک برج خنک کن (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) فن دار برج خنک کن‌ ها (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) از لحاظ اینکه نیروی جریان دهنده هوا طبیعی یا مکانیکی باشد به دو دسته تقسیم می‌شوند.

    برج خنک‌کن فن‌دار(مکانیکی)  (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) در برجهای فن‌دار یک یا چند فن وظیفه به جریان در آوردن هوا را در داخل برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) دارند . در این نوع تا زمانی که فن روشن است جریان هوا بین محیط داخل برج و بیرون برقرار است همچنین نسبت به برجهای بدون فن فضای کمتری را اشغال می‌کنند.اما مهمترین عیب این نوع صدا و لرزشی است که فن یا فن‌ها ایجاد می‌کنند.

    برج خنک کن بدون فن (طبیعی) (برج خنک کننده بدون فن ، کولینگ تاور ) در برجهای بدون فن جریان هوا بصورت طبیعی ما بین برج و محیط بیرون جابجا می‌شود .از جمله مزایا این دسته می‌توان به مصرف کمتر انرژی الکتریکی، صدای کم، قطعات متحرک کمتر و عدم پاشیدن آب به فضای اطراف و از معایب آن می‌توان به راندمان پایین تر و هزینه بیشتر جهت ساخت آن، اشاره کرد.

    ۲-مکانیسم انتقال حرارت  از نظر شیوه‌های انتقال حرارتی به سه دسته تقسیم می‌شوند.

    برج خنک کن مرطوب ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  در برج خنک کن ‌های مرطوب (Wet-Cooling Tower ) (برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  آب گرم از بالای برج با عبور از پکینگ‌ها و برخورد با جریان هوای تازه که از محیط بیرون توسط فن و یا بصورت طبیعی وارد برج می‌شود ضمن تبادل حرارتی و خنک شدن در پایین برج ته نشین می‌شود.مهمترین عیب این سیستم پاشیدن ذرات آب به اطرف و همچنین تبخیر بیش از حد آب می‌باشد.

    برج خنک کن خشک (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) در مناطقی که بعلت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از برج خنک کن ‌های خشک(Dry-Cooling Tower ) ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) استفاده می‌گردد . در این دسته، آب گرم بجای عبور از پکینگ‌ها از لوله‌های پره دار که با هوای سرد در تماس می‌باشند عبور کرده و خنک می‌گردد.از معایب این سیستم کاهش راندمان با افزایش دمای محیط اطراف می‌باشد.

    برج خنک کن خشک-مرطوب  ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) این نوع، ترکیبی از برج خنک کن‌ های خشک و مرطوب  (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) بوده و برای کاهش عوارض و معایب دو سیستم فوق بکار می‌رود. برج خنک کن‌ های خشک-مرطوب (Dry-Wet Cooling Tower ) (برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  دارای دو مسیر هوا بصورت موازی و دو مسیرآب بصورت سریمی‌باشند.آب گرم ابتدا وارد لوله‌های پره دار و سپس وارد پکینگ‌ها می‌شود و در طول این مسیر با هوای سرد تبادل حرارتی داشته و آب سرد در پایین برج جمع می‌گردد.

    ۳-نحوه برخورد جریان‌های آب و هوا  برج خنک کن‌ ها (برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) بر مبنای جهت برخورد جریان‌های آب گرم با هوای سرد به دو دسته تقسیم می‌شوند .

    برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  با جریان هوای متقاطع  دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .( مطابق شکل )

    برج خنک کن با جریان هوای متقاطع

    برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) با جریان هوای مخالف در این حالت جریان هوا بصورت مخالف با جریان آب برخورد می‌کند.

    برج خنک کن با جریان هوای متقاطع

    کار تمام برج خنک کن‌ ها ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد. عموما در برج خنک کن‌ ها ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشانهایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .

    محل نصب  محل نصب برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  باید بگونه‌ای باشد که مانعی در اطراف آن برای ورود جریان هوای تازه به داخل برج وجود نداشته باشد همچنین در صورت استفاده از چندین برج در کنار هم باید تدبیری اندیشه شود که هوای گرم خروجی از برجها مستقیما وارد همدیگر نشده تا باعث کاهش راندمان و عدم کارایی برج شوند.

    مشکلات برج خنک کن‌ ها ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور )  عمده‌ترین مشکلات بوجود آمده برای یک برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) عبارتند : خوردگی قطعات داخلی برج ، رشد جلبک‌ها و باکتریهای بیولوژیکی و همچنین تشکیل رسوب در قسمتهای مختلف برج .

    cooling tower

    • بلوک دیاگرام برج خنک کننده
    • Cooling Tower