تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن

تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن

برج خنک کننده جریان مکانیکی به برج خنک کننده ای -تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – می گویند که در آن هوا به وسیله یک یا چند فن به جریان می افتد. این نوع از برج های خنک کننده در شرایط مختلف جوی عملکرد مطمئنی دارند ، به دلیل وجود فن در این نوع برج خنک کننده می توان میزان دبی هوا در برج خنک کننده را تغییر داد و شرایط جوی و بار حرارتی را خنثی نمود. اگر فن در ناحیه خروج هوا قرار گیرد برج خنک کننده جریان مکانیکی القایی نامیده شده و اگر فن در ناحیه ورودی قرار گیرد برج خنک کننده جریان مکانیکی اجباری نامیده می شود.

تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن

انواع برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی هوا

در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی ،هوا بوسیله یک یا چند باد بزن (FAN) که – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن- بطور مکانیکی عمل می نمایند بحرکت در می آید .بطوریکه در ژنراتورهای بخار ،باد بزنها که از نوع کشش اجباری هستند در سطح زیرین جهت راندن هوا بداخل برج نصب شده اند .از لحاظ تئوری این نوع برج ترجیح داده می شود ،زیرا فن با هوای خنک کننده کار می کنند و بدین جهت نیروی کمتری را تلف می کنند . بهر حال آزمایش و کار با این نوع فن ها دارای بعضی نقطه ضعف ها است که از آنجمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد :

پخش وتوزیع هوا ، نشت وتراوش ،برگشت هوای خروجی – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – مرطوب و داغ به برج و جمع شدن شبنم و سرماریزه در ضمن کار در زمستان .
در برجهای کشش مکانیکی ،فن ها جایگزین دودکش ها در برجهای کشش طبیعی می شوند .
خصوصیات عمل سرمایش (خنک کردن) قدری متفاوت است .در شرایط آب وهوایی که رطوبت بسیار پائین است برجهای کشش طبیعی بطور رضایت بخشی عمل می کنند و در برجهای کشش مکانیکی بسیار اقتصادی تر خواهند بود .

برای واحدهای کوچک چند سلولی بدون شک برجهای کشش – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن- مکانیکی ارزانتر از برجهای کشش طبیعی است ، اما در مورد واحدهای بزرگ که تمایل به زیاد شدن هزینه های اصلی و اولیه وجود ندارد بکار بردن برجهای کشش مکانیکی هزینه توان مورد نیاز بادبزن می بایست مورد بررسی قرار گیرد .
یکی از اشکالات کاربرد برجهای کشش مکانیکی تخلیه ذرات پخش شده از برج در – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – ارتفاع کم می باشد که ممکن است این ذرات بداخل ورودی های هوا کشیده شوند . این برگشت مجدد ذرات می تواند سبب نزول ذرات و بدی عملکرد مجموعه بزرگی از تجهیزات سلولهای برجهای کشش مکانیکی گردد .بعلاوه اگر ذرات بطرف زمین کشیده شوند ممکن است اطراف برج مه آلود شود .از مزایای اصلی این برجها می توان موارد زیر را نام برد :

تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن

1. اطمینان از بجریان انداختن هوای مورد نیاز به هر میزان و در شرایط اقلیمی و آب و هوائی
2. استفاده از پمپهای با فشار کم
3. اشغال فضای کمتر جهت بهره برداری از این نوع دستگاههای مبرد
4. تنظیم دقیق دمای آب
5. سرمایه اولیه کم و هزینه ساخت ناچیز

از معایب این نوع برجها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. قدرت زیاد باد بزنها مستلزم خرج زیادتر است .
2. ایجاد سروصدا و لرزشهای فراوان – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع_فن – حاصل از گردش پروانه ها
3. خسارات ناشی از خرابی فن ها و فساد الوارشش مکانیکی خواهد بود .

قسمت های برج خنک کننده

الف) لوله ها و آکنه ها
شامل قسمتهای هستند که درجریان انتقال – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – حرارت دخالت داشته در ضمن باعث می شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج می شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگیری شود.همچنین نگهدار خوبی برای قسمتهای دیگر برج می باشد . در مورد مشخصات آکنه ها در همین فصل توضیح داده خواهد شد.

ب)حوضچه
حوضچه در پائین برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع می گردد.به حوضچه یک جریان بنام آب تکمیلی یا آب جبرانی (MAKE UP) وارد می شود و یک جریان برای استفاده در دستگاههای تبادل حرارت از آن خارج می گردد .علاوه بر جمع آوری آب در حوضچه ،آب قبل از اینکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نیز می گردد.
حوضچه های برجهای بزرگ و مفید از بتن ساخته شده اند .عموماً – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع_فن – این حوضچه ها طوری طراحی می شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبرانی می تواند برای چندین ساعت کار کند .
از زهکش برای برطرف کردن لجن ته نشین شده و کنترل سطح آب در حالتی که جریان موج دار که در کف قرار دارد ترک می کند و به میان سرندی که از ورود اشغال تجمع یافته به ورودی پمپ جلوگیری می کند ،می ریزد .

پ)بادبزنها
در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی باد بزنهای نصب می شوند تا جریان هوای لازم را جهت عبور از آکنه ها تولید نماید .بادبزنها در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی کاربرد دارند . توضیح در این مورد ضرورتی ندارد و به همین مقدار اکتفا می شود .
ت) حذف کننده ها
این وسیله از خارج شدن قطرات آب بوسیله کشش هوا از – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – برج جلوگیری بعمل می آورد . تیغه ها معمولاًطوری 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 باشند .درباره کشش و حذف کننده های کشش بعداً مفصلاً توضیح داده خواهد شد .

ث) آکنه ها
دو نوع آکنه ها که در برجهای خنک کننده ممکن است مورد استفاده قرار گیرد عبارتند از :

در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها پخش و به صورت – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیع می نماید .از آنجایکه قطرات آب همراه پیوسته بوده و وزن سنگین دارند این نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.

2. FILM PACKING :

در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می آید . به طرق گوناگون می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد

a. GIRD PACKING

در این نوع آکنه ها از یک سری شبکه های که معمولاً از چوب بوده و روی یکدیگر قرار گرفته اند استفاده می شود .این شبکه ها طوری نصب گردیده که همراه هر شبکه با شبکه های اطراف خود زاویه 90 درجه می سازند وباین شکل در سطوح شبکه ها پخش می گردد .

b. RANDOM PACKING

این نوع آکنه ها موادی با سطح زیاد درست شده که به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . یکی از دلایل نا مرغوب بودن این نوع آکنه ها ایجاد مقاومت زیاد در مقابل جریان هوا می باشد . این نوع آکنه ها دارای قسمتهای حلقوی است که قطر هر حلقه با طول آن برابر است . این حلقه ها از جنس های مختلفی یوده وسطح تماس آب با هوا را زیاد می کنند.

c. PLATE TYPE FILM PACKING

این نوع آکنه ها از صفحات نازک پلاستیکی چین دار ساخنه شده اند – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – که با زاویه کمی کمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چین های روی صفحات باعث بوجود امدن سطح زیاد می گردند .
مشخصات و خصوصیات آکنه ها در بخش های آینده تشریح خواهد شد .آکنه ها باید طورب انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا برای نسبتهای بالای انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب یاشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند .آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشد.

مشخصات و خصوصیات آکنه های برج خنک کننده :

مشخصات و خصوصیات آکنه یک برج خنک کننده را در یک برج خنک کننده آزمایشی اندازه گیری می کنند. یک نمونه از این برج در نیروگاه برق groyden A در سال 1950 بنا شده بود و در آن زمان فکر می کردند بزرگترین نوع خود در کشور باشد . در این برج یک مقطع از آکنه با مربعی به ضلع 4 ft وعمق 8 ft را می توان زیر یک تغییر بار آب و هوا و اتلاف حرارتی برای اندازه گیری ضریب انتقال حجمی و مقاومت جریان هوا نصب و آز مایش کرد . بزرگی این برج یک مسئله اساسی است در غیر اینصورت مقدار آبی که به ظرف پائین دیواره ریزش می کند کافی است تا بر روی دقت آزمایش تاثیر بگذارد.
هر دو جریان آب وهوا توسط اوریفیس اندازه گیری می شود . جریان آب بیشتر در مقابل یک حجم اندازه گیری شده تانک ، چک خواهد شد.

ویژگی های برج خنک کننده جریان مکانیکی

همانطور که اشاره شد برج خنک کننده جریان مکانیکی برج خنک کننده ای است که – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – از یک یا چند فن برای به جریان انداختن هوا در درون برج خنک کننده استفاده می کند که نیروی محرک برای به حرکت درآوردن پروانه ها به وسیله الکتروموتور تأمین می گردد. حال اگر این فن در ناحیه خروج هوا از برج خنک کننده قرار داشته باشد و هوا را به بیرون مکش کند برج خنک کننده جریان القایی نامیده شده و اگر فن در ناحیه ورود هوا به برج خنک کننده قرار داشته باشد و هوا را به داخل برج بدمد برج خنک کننده جریان اجباری نامیده می شود.

برج خنک کن جریان اجباری

در برج خنک کننده جریان مکانیکی از یک یا چند فن برای به جریان انداختن هوا درون برج خنک کننده استفاده می شود.

این نوع برج خنک کننده نسبت به برج خنک کننده جریان طبیعی دارای سازه کوچکتری – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – می باشد و عملکرد پایدارتری در مقابل تغییرات جوی دارد. این برج خنک کننده از الکتروموتور برای به حرکت درآوردن فن استفاده می کند و برخلاف برج خنک کننده جریان طبیعی برق مصرف می کند. استفاده از برج های خنک کن جریان مکانیکی با پیشرفت تکنولوژی ساخت الکتروموتور ها و پروانه ها بیشتر مورد استفاده قرار گرفت و امروزه اکثر برج های خنک کننده ساخته شده از نوع جریان مکانیکی می باشند.

مزایای برج خنک کننده جریان مکانیکی:

سازه بسیار کوچک
اشغال فضای کم
راندمان و عملکرد بالا
پایداری نسبت به شرایط جوی

برج خنک کننده جریان القایی

برج خنک کننده جریان القایی نوعی از برج خنک کننده جریان مکانیکی است که – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – فن در ناحیه خروج هوا قرار دارد و هوا را از داخل برج خنک کننده مکش کرده و به سمت بیرون هدایت می کند. فن برج خنک کننده جریان القایی معمولا از نوع محوری می باشد و عمدتا در قسمت فوقانی برج خنک کننده قرار می گیرد. در این نوع برج خنک کننده به دلیل اینکه فن در ناحیه خروجی قرار دارد به دلیل تماس با هوای گرم خروجی ، فن و الکتروموتور برج خنک کننده دچار یخ زدگی نمی شوند ، معمولا فن برج خنک کننده به فشار استاتیکی کمتری نیاز دارد و با دور پایین تری به دوران در می آید.

برج خنک کن جریان القایی

ویژگی های برج خنک کننده جریان القایی

در حال حاضر بیشتر کولینگ تاور های مورد استفاده در صنایع و ساختمان ها – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن- از نوع برج خنک کننده جریان القایی می باشد. در برج خنک کننده جریان القایی سرعت جریان هوای خروجی سه تا چهار برابر سرعت جریان هوای ورودی می باشد به دلیل اینکه ناحیه ای که هوا امکان ورود به برج خنک کن دارد بیشتر از ناحیه هوای خروجی می باشد.

برج خنک کننده جریان متقاطع القایی

در این نوع برج خنک کننده به دلیل شکل و مکانیزم کارکرد امکان گردش مجدد – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن وجود ندارد. این نوع برج های خنک کننده از دبی های کوچک 15 گالن بر دقیقه تا 700000 گالن بر دقیقه و بیشتر ساخته می شود و خود شاهدی بر گسترش روز افزون استفاده از این مدل کولینگ تاور می باشد.

برج خنک کننده جریان القایی

در برج خنک کننده جریان القایی ، پروانه برج خنک کننده در ناحیه خروج هوا قرار دارد و هوا را به سمت بیرون مکش می کند.

در شکل بالا انواع برج خنک کننده جریان القایی نشان داده شده است ، برج خنک کننده – تقسیم برجهای خنک کننده براساس نوع فن – القایی در هر دو سیستم برج خنک کننده جریان متقاطع و برج خنک کننده جریان مخالف ساخته می شود. سازه و بدنه این نوع از برج خنک کن را می توان از بتن ، فایبرگلاس ، فلر و یا چوب ساخت ، همچنین می تواند با پکینگ و یا فاقد پکینگ باشد.