برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک کننده هیبریدی ترکیب مناسب از برج خنک کننده خشک و برج خنک کننده مرطوب در یک دستگاه می باشد. معمولا در قسمت فوقانی قسمت خشک و در قسمت تحتانی قسمت مرطوب قرار گرفته است. استفاده از برج خنک کننده هیبریدی تبخیر و اتلاف آب را کاهش می دهد و با کاهش مصرف برق آسیب کمتری به محیط زیست وارد می نماید. این نوع برج های خنک کننده به جهت طراحی دارای ارتفاع بلندی بوده و دارای سیستم لوله کشی دقیق می باشند. در ادامه مطلب به بررسی ساختار ، صنایع که آن را مورد استفاده قرار می دهند و نحوه عملکرد آن می پردازیم.

ویژگی های برج خنک کننده هیبریدی

در انواع برج های خنک کننده هیبریدی پروانه در قسمت فوقانی قرار گرفته است و هوا در ارتفاع بلند برج به جریان می اندازد. در قسمت خشک مسیری از کویل قرار گرفته است که آب سیستم ابتدا در آن به جریان درآمده همزمان هوا از روی کویل ها عبور کرده و دمای آب را تا نزدیکی دمای خشک کاهش می دهد. سپس همین آب در قسمت پایین اسپری شده و با مکانیزم تبخیر به نزدیک دمای مرطوب می رسد و از قسمت حوضچه برج خنک کننده به سیستم پمپ می شود.

بیشتر بخوانید: برج های خنک کننده مکعبی

انواع برج های خنک کننده هیبریدی ترکیبی مناسب از خنک کننده تر و خشک را است که تاثیر مثبتی بر محیط زیست دارد و ملزومات زیست محیطی را دارا می باشد.

این برج ها کاهش تبخیر آب و در نتیجه کاهش خروج بخار را به دنبال دارند که مخصوصا در آب و هوای مرطوب سرد و در زمستان از یخ زدن و آلودگی محیطی جلوگیری می شود. حذف بخار به خصوص در مناطق شهری، مناطق صنعتی و نزدیک به جاده هایی با قابلیت انجماد بسیار سودمند است. انواع برج های خنک کننده هیبریدی مصرف آب را کاهش می دهند و میزان خنک کاری مورد نیاز مشتری را فراهم می کند.

اجزاء برج خنک کننده هیبریدی

1. پوسته بیرونی (مواد: FRP، فولاد، فولاد ضد زنگ، بتن)
2. ساختار اصلی
3. حوض آب
4. فن استک
5. حوضچه خنک کننده
6. قطره گیر -مبدل های خنک کننده خشک
7. ماژول های مخلوط
8. فن با درایو
9. سیستم توزیع آب از جمله اسپری های نازل

در شکل پایین نوعی از انواع برج های خنک کننده هیبریدی نشان داده می شود که علاوه بر وجود فن و ایجاد جریان مکانیکی ، سازه برج خنک کننده به صورتی است که جریان هوا را به صورت طبیعی به جریان در می آورد. ابن نوع برج خنک کننده به نام انواع برج های خنک کننده هیبریدی جریان مرکب هیبریدی شناخته می شود.

انواع برج های خنک کننده هیبریدی

انواع برج های خنک کننده هیبریدی با اصول خنک کننده مرطوب کار می کند، در حالی که آن را با ماژول خنک کننده خشک تکمیل می کند. هدف از این ماژول کاهش دمای آب خنک کننده با استفاده از هوای اطراف قبل از ورود آب به بخش مرطوب است. هوای داغ قسمت خنک کننده خشک با هوای مرطوب اشباع شده از بخش مرطوب مخلوط شده است، که نتیجه آن حذف بخار در قسمت خروجی میباشد.

بیشتربخوانید: تعمیر برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده هیبریدی

کاربرد صنعتی انواع برج های خنک کننده هیبریدی:

• صنایع انرژی
• صنعت پتروشیمی
• صنایع شیمیایی
• مهندسی صنایع و متالورژی
• صنعت پلاستیک و لاستیک
• صنعت کاغذ
• صنعت تولید ( پردازش مواد غذایی ، پالایشگاه های شکر )
انواع برج های خنک کننده هیبریدی – Hybrid Cooling tower

در حالت کلی برج های خنک کننده از لحاظ نحوه خنک کردن آب به سه گروه تقسیم می گردند :
1- برج خنک کن خشک یا کولینگ تاور بتنی نیروگاهی

Dry Cooling tower
این نوع برج های خنک کن صرفا با گردش جریان هوا کار می کنند و تبخیر آب در روند خنک کاری آنها تاثیری ندارد. نمونه قابل توجه این گروه را می توان در انواع برج های خنک کننده هیبریدی نیروگاه ها مشاهده کرد. در این نوع Cooling tower سیال مورد نظر از داخل رادیاتور ها در قسمت پایینی برج خنک کننده رد شده، و اختلاف فشار بین دهانه بالایی برج خنک کن و قسمت پایینی، موجب ایجاد جریان هوا و خنک شدن سیال داخل رادیاتور می گردد. البته در برخی نمونه های این نوع برج خنک کن، برای افزایش شدت جریان هوا از فن نیز استفاده می گردد.

بیشتر بخوانید : قیمت برج خنک کننده 

باید توجه داشت که فرم مخروطی بتونی برج های خنک کن نیروگاهی دلیل بر خشک بودن آنها نیست و در برخی موارد این نوع برجهای خنک کن از آب برای خنک شدن استفاده می کنند که این مطلب را از بخار خارج شده از بالای برج می توان فهمید.مشکل این نوع برج های خنک کن محدودیت در کاهش دمای سیال و دمای بالای آب خروجی در تابستان می باشد.

2 – برج خنک کننده تر – مرطوب
Wet Cooling tower
در انواع برج های خنک کننده هیبریدی کن که در اکثر قسمتهای این وبلاگ در خصوص آنها صحبت کرده ایم، آب خنک کاری پس از پاشش از طریق نازل ها به داخل برج خنک کن، بر اثر تبخیر سطحی دچار کاهش دما می گردد. باید در نظر داشت که برج های خنک کن تر، متداول ترین نوع کولینگ تاور هستند و در اکثر صنایع از آنها استفاده می شود. مزیت استفاده از برج های خنک کن تر کاهش قابل ملاحظه دمای Cooling water و نیز مصرف برق کمتر آنها است. با ید توجه داشت که به صورت کلی زمانی که صحبت از کولینگ تاور یا برج خنک کننده می شود، منظور برج خنک کن خیس یا Wet cooling tower است.

برج خنک کننده هیبریدی

3_برج خنک کننده هیبرید – کولینگ تاور کم مصرف
Hybrid Cooling Tower
انواع برج های خنک کننده هیبریدی یا دو گانه (ترکیبی) ترکیبی از برج خنک کننده خشک و کولینگ تاور تر است که در زمانهای اوج گرما از تبخیر آب، و در سایر موارد از هوای محیط برای خنک کاری سیستم استفاده می کند. مساله اصلی انواع برج های خنک کننده هیبریدی هزینه اولیه ساخت بسیار بالا و در عین حال ابعاد بزرگتر از برج خنک کن مدار بسته و مدار باز است. بزرگترین مزیت برج خنک کن هیبرید، کاهش قابل توجه مصرف آب متوسط سالیانه است.
نحوه کاهش مصرف آب در کولینگ تاور هیبرید بدین ترتیب است که در این نوع برج خنک کننده، سیال یا آبی که نیاز به خنک کاری دارد ابتدا به بخش بالایی کولینگ تاور وارد می شود. در این بخش آب یا سیال مورد نظر، ابتدا در کویل ها و توسط هوای محیط تا حدی خنک می شود. این مرحله از خنک کاری در بسیاری از فصول سال کمک می نماید تا میزان خنک کاری مورد نیاز توسط تبخیر تا حد قابل توجهی کم شود.

در تصویر ذیل شرایط دمایی متوسط سالیانه ایران مشاهده می شود.بدین ترتیب در فصول پاییز، زمستان و بهار و همچنین در طول مدت شب، امکان صرفه جویی مصرف آب بین 40 الی 60 درصد به صورت سالیانه وجود دارد.

پس از این مرحله آب به قسمت پایینی انواع برج های خنک کننده هیبریدی وارد شده و توسط نازل بر روی پکینگ پاشیده می شود. بدین ترتیب تا رسیدن دمای سیال به دمای ایده آل، تبخیر سطحی موجب خنک شدن آب خواهد شد.
نکته بسیار مهم در برج های خنک کننده هیبرید این است که در فصول پاییز، زمستان و بهار، درصد قابل توجهی از انتقال حرارت و خنک کاری توسط سیستم هوا خنک صورت می پذیرد و به همین دلیل مصرف آب سالیانه Hybrid Cooling tower نسبت به سایر مدل های کولینگ تاور کمتر است.

این مساله موجب شده که انواع برج های خنک کننده هیبریدی گزینه مناسبی برای مناطق نسبتا خشک باشد که امکان تامین آب در آنها بسیار دشوار است. در حقیقت برج خنک کننده کم مصرف هیبریدی، میزان تبخیر آب را کنترل کرده و تا جای ممکن با استفاده از سیستم هوا خنک به کاهش دمای سیال اقدام می کند. تولید و ساخت کولینگ تاور هیبرید نیازمند آشنایی با علم مکانیک سیالات و انتقال حرارت بوده و انجام شبیه سازی و محاسبات اولیه در آن بسیار مهم است.
در تصویر ذیل مقایسه ای کلی بین ابعاد و قیمت حدودی برج خنک کن مدار باز، کولینگ تاور مدار بسته و برج خنک کن هیبریدی ارائه می گردد.