برج خنک کننده چیلر دستگاهی است که در فضای باز نصب می شود و به وسیله لوله های آب به چیلر متصل می شود. در واقع آبی که گرمای مبرد (فریون) را در کندانسور مبرد جذب می کند باید به نحوی گرمای جذب شده را از بین ببرد که این کار با برج خنک کننده چیلر انجام می شود. در این حالت به چیلری که نصب شده در این سیکل خنک کاری ، چیلر تراکمی آب خنک می گویند.
همچنین انواع چیلرهای جذبی نیاز به سیستم های پیش خنک کننده دارند. اما نوعی کولر به نام کولر هوا (یا کولر فشار هوا خنک) وجود دارد که چون گرمای کولر توسط هوا (فن) گرفته می شود، نیازی به برج خنک کننده ندارد که در ادامه در وسط صفحه به شرح آن می پردازیم.
اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده چیلر
مهمترین قطعات و اجزای یک برج خنک کننده چیلر به شرح زیر است:
- الکتروموتور: تامین انرژی و توان برج خنک کننده. (اگر الکتروموتور در صورت خرابی یا بارندگی خاموش شود، برج خنک کننده نیز خاموش می شود!)
- پروانه: انتقال دهنده نیرو
- فن: بخشی از سیستم انتقال قدرت و مکنده و دمنده هوای خنک بیرونی به درون برج خنک کننده چیلر
- سیستم توزیع آب: شامل نازل ها و اسپرینکلرهد می باشد. عملکرد صحیح سیستم توزیع آب در برجهای تبخیری، ضامن راندمان بالا و خنکسازی موفق آبهای کولینگ تاور است.
- لوله های ورودی و خروجی آب
- بیسین: آبهای خنک شده نهایتاَ به درون تشتک زیر دستگاه ریخته میشود.
- سطوح فیلینگ: سطوح ارتباط مستقیم در برجهای تبخیری، پکینگ برج خنک کننده نام دارد. عمدتاَ پکینگها از میان دو مدل کلی «فیلمی» و «اسپلش» انتخاب میشود.
- کویل مسی: کویلها در برجهای خنک کننده مداربسته، هیبریدی و خشک که انتقال حرارت در آنها بصورت غیرمستقیم است، بکار گرفته میشود.
- فن استک: دهانه خروجی دستگاه
- لوور: کرکره های ورود هوای خنک به درون سیستم کولینگ
- قطره گیر: بمنظور کاهش اتلاف آب در فرآیندهای خنکسازی تبخیری، در درون برج خنک کننده چیلر نصب میشود.
- درب دسترسی به درون کولینگ تاور
- بدنه، ولو، فلنج، شیرهای تنظیم، سیستم کاهنده سرعت، ترموستات، نردبان، حوضچه بالایی، محفظه فن، اتصالات و…
ظرفیت برج خنک کننده و چیلر
هنگام انتخاب و خرید برج خنک کننده مناسب برای چیلر باید به ظرفیت خنک کنندگی این تجهیزات توجه ویژه ای داشت. یک اشتباه غیرقابل انکار بزرگ از سوی صاحبان مشاغل، توجه به ظرفیت خنک کننده برج خنک کننده و چیلر است!
در واقع توان تبرید یا قدرت خنک کنندگی برج های خنک کننده باید همیشه بیشتر از چیلر مورد نیاز باشد. زیرا قدرت خنک کنندگی برج چیلر باید به اندازه ای باشد که گرمای ساطع شده از کندانسورهای رادیاتور را به خوبی پوشش دهد. در نتیجه مایع خنک کننده دائما در حال خنک شدن است.
تفاوت برج خنک کننده و چیلر
در نگاه اول، هم برج خنک کننده و هم چیلر کاربردهای زیادی برای خنک کننده آبی دارند. اما از نظر عملکرد و مکانیسم تفاوت های اساسی وجود دارد. به این دلیل:
- اساس خنک سازی چیلر ها استفاده از گاز مبرد و تماس آن با آب گرم است. به طوری که گاز مبرد ابتدا توسط کمپرسور به کندانسور هدایت می شود. سپس پس از عبور از کندانسور کاملا خنک شده و در فضای اواپراتور این مبرد با آب در تماس است. در نتیجه آب خنک می شود و از این آب سرد می توان در انواع سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، فن کویل ها و تهویه مطبوع استفاده کرد.
- از طرفی اساس خنک کاری برج های خنک کننده بر اساس تماس با آب و جریان هوای سرد است. چه در برج خنک کننده مدار باز به طور مستقیم و چه تماس غیر مستقیم در برج های خنک کننده مدار بسته .
به دلیل هدف نهایی این سیستم های خنک کننده، اصطلاح “برج خنک کننده چیلر ” به کرات در صنعت استفاده می شود.
برج خنک کننده چیلر تراکمی آب خنک
کندانسور چیلر تراکمی آب خنک بیشتر از نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله شل اند تیوب است که در آن آب به داخل لوله ها، خنک کننده و اطراف لوله ها جریان می یابد و با تبادل حرارت بین آب و خنک کننده گرم می شود.
آبگرم باید به نحوی خنک شود تا بتواند دوباره گرمای کولر را جذب کند و چرخه خنک کننده ادامه یابد. برای این منظور آبگرم به دستگاه برج خنک کننده پمپ می شود تا در آنجا خنک شود و به کندانسور برگردانده شود.
هنگامی که آبگرم وارد سیستم خنک کننده می شود، روی قطعه ای به نام رسانه بسته بندی اسپری می شود و با هوای مکیده شده توسط فن برج خنک کننده از داخل دریچه ها در تماس است. در اثر تماس هوا و آب در اثر تبخیر سطحی، آبگرم گرما به هوا می دهد و آن را خنک می کند.
علاوه بر این، بخشی از آب همراه با هوا تبخیر می شود و از بالای چیلر برج خنک کننده وارد هوای اتمسفر می شود. بنابراین مصرف آب در چیلر فشار آب خنک کننده و برج خنک کننده متصل به آن نیز وجود دارد. از طرفی آب با ذرات و مواد شیمیایی موجود در هوا ترکیب شده و کم کم آلوده می شود که باید به صورت دوره ای ضدعفونی شود.
برج خنک کننده چیلر
نقش برج های خنک کننده در چیلر تراکمی
انواع برج های خنک کننده با توجه به نوع کندانسور مبرد مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع باید بدانید که کندانسورهای کولر فشاری عمدتاً به دو مدل مختلف تقسیم می شوند:
- کندانسور هوایی (هواخنک)
- کندانسور آب
در مدل های چیلرهای دارای کندانسور آب از انواع برج های خنک کننده برای تامین آب خنک و سرد استفاده می شود. این امر باعث می شود که چیلرها با وجود وجود برج خنک کننده، به طور مداوم خنک شوند. در نتیجه، راندمان مبرد هرگز کاهش پیدا نکرد و سیستم های تهویه مطبوع در شرایط عالی به کار خود ادامه دادند. از طرف دیگر مدل های کندانسور هوا را از طریق فن های القایی خنک می کنند. به همین دلیل در مدل های کولرهای با کندانسور هوا از برج خنک کننده استفاده نمی شود.
چیلر تراکمی هوا خنک و حذف برج خنک کننده
در چیلرهای تراکمی با هوا خنک کننده همان کمپرسور، اواپراتور و …. وجود دارد، اما به جای کندانسور پوسته و لوله آب سرد که توضیح داده شد، در بالای چیلر یک مبدل حرارتی با هوا خنک شامل یک کویل (چند لوله رفت و برگشتی با پره های اطراف) قرار دارد. فن ها، این بار مایع خنک کننده ارسالی از کمپرسور وارد این لوله ها می شود و به جای اینکه گرمای خود را به آب بدهد، گرمای خود را مستقیماً به هوای مکیده شده (توسط فن) اطراف لوله ها می دهد. بنابراین نه آبگرم و نه نیازی به برج خنک کننده یخچال دار وجود دارد.
ضمناً مصرف آب در آن وجود ندارد و نیازی به ضدعفونی دوره ای آب نیست. اما قیمت اولیه چیلر هوا خنک بالاتر از چیلر با برج خنک کننده است.
بررسی وجود یا عدم وجود و کیفیت سیستم های پیش خنک کننده قبل از چیلرهای تحت فشار یک امر تخصصی است که باید با توجه به دمای آب ورودی به چیلر، بودجه موجود، میزان و قیمت آب موجود، اهمیت بهداشتی بودن یا نبودن محیط و غیره مهندسین متخصص در این زمینه انجام شود.
مزایای استفاده از برج خنک کننده چیلر
استفاده یا عدم استفاده از پیش برج خنک کننده چیلر انتخاب سختی نیست، بلکه کارخانه، کارگاه، مجتمع مسکونی، اداری یا تجاری است که مزایا و ضرورت استفاده از سیستم خنک کننده برج خنک کننده را می داند و از آن استفاده نمی کند. ، قطعا از علم مهندسی استفاده نکرده است.
- قیمت بسیار پایین تر خرید و نصب سیستم کولینگ نسبت به چیلر
- قیمت تعمیر و بازسازی بسیار کمتر سیستم خنک کاری با برج خنک کن نسبت به خنک کاری با چیلر
- هزینه برق مصرفی بسیار بالای انواع چیلرها نسبت به کولینگ تاورها
در هر صورت تمامی مهندسین و طراحان سیستم های تهویه مطبوع بر این باورند که با توجه به قیمت پایین این مایع تا حد امکان از سیستم های برودتی مبتنی بر آب استفاده می کنند. بنابراین از آنجایی که سیستم های خنک کننده آبی وظیفه خنک سازی سیال فرآیند را بر عهده ندارند و به آبی که خنک تر از هوای مرطوب محیط است نیاز است، باید سراغ یکی از انواع چیلرها بروید.
سوال: اگر دمای آب در گردش در فن کویل بالای 29 درجه باشد، چیلر چه می شود؟
پاسخ: در این صورت چیلر در حین کار فشار بسیار بالایی را تجربه خواهد کرد، بنابراین باید اطمینان حاصل شود که دمای آب ورودی به چیلر از 29 درجه سانتیگراد بیشتر نشود. در این راستا آب خروجی از فن کویل ها باید ابتدا به سمت برج خنک کننده هدایت شود تا دما مثلاً از 36 درجه سانتی گراد به 29 درجه سانتی گراد برسد و سپس به چیلر تحویل داده شود.
بنابر این یکی از اصلی ترین تجهیزاتی که در مکانهایی که از چیلر استفاده میکنند ، برج خنک کننده است.جنس برج خنک کننده چیلر میتواند فایبر گلاس ، (فلزی یا گالوانیزه) ، چوبی و یا بتنی میباشد.
از نظر کاربرد، برج های خنک کننده فایبرگلاس نسبت به انواع دیگر برج ها کارایی بیشتری دارند. از نظر قیمت، مدل فلزی و مدل های چوبی نسبت به سایر انواع برج خنک کننده مقرون به صرفه تر هستند.