Cooling tower
Cooling tower دستگاهی است که برای خنک سازی آبی که در فرایندهای سردسازی سیستمهای تهویه مطبوع، نیروگاهها، پالایشگاهها و دیگر واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار می‌رود. برجهای خنک کن در اندازه های مختلف برای دفع حرارت از یک تا چند تن تبرید ساخته می شوند.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
Cooling tower با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیر را آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد.
مقدار گرمای که بوسیله مایعی جذب یا دفع می شود ،از رابطه زیر بدست می آید :
E=W*S*T
E :گرمای دفع یا جذب شده بر حسب BTU/hr یا CAL/hr
W :دبی مایع خنک شونده بر حسب lb/hr
S : گرمای ویژه مایع خنک کننده بر حسب lb.f/ Btu
T :کاهش دمای مایع خنک شونده بر حسب fD
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.
قسمتهای اصلی Cooling tower:
بدنه
بدنه از جنس فایبر گلاس یا ورق گالوانیزه و اتصال پیچ مهره ای است. برای سهولت در تعمیر و نصب در محل کلیه قطعات قابل جدا شدن است.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
فن
فن ها نقش اساسی در دمیدن هوا جهت خنک کاری سیال به برج دارند. کلیه الکتروموتورهای فن براساس استاندارد UL بوده و جهت کار در محیط مرطوب طراحی گردیده است .
پکینگ (سینی های مشبک)
برای افزایش سطح حرارتی ما بین آب و هوا، آب را از این سینی ها عبور می دهند، این سینی ها همچنین سرعت جریان آب را کم می کند تا خنک کاری بهتر صورت گیرد. این صفحات شبکه ای بوده و دردو نوع اسپلاش و غشایی وجود دارد.
حوضچه
محفظه پایین برج دارای یک حوضچه ای است که آب خنک شده در آنجا جمع شده و به سیستم سرمایشی فرستاده می شود.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
پره های قطره گیر
این صفحات تیغه ای مورب برای جلوگیری از پاشش آب به محیط اطراف به کار می روند.
تقسیم بندی برجهای خنک کن
عموماً Cooling tower (cooling tower) را به سه گروه تقسیم می کنند:
1. Cooling tower مرطوب
2. Cooling tower مرطوب- خشک
3. Cooling tower خشک
Cooling tower مرطوب
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
در Cooling tower های مرطوب (Wet-Cooling Tower) 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.
کمبود آب تبخیر شده در سیستم Cooling tower باید از منبع خارجی جبران شود که به آن ،آب تکمیلی یا آب جبرانی (Makeup) گویند .
Cooling tower خشک
در مناطقی که بعلت عدم وجود آب کافی باید از اتلاف آب و تبخیر بیشتر جلوگیری نمود از Cooling towerهای خشک (هلر) (Dry-Cooling Tower) 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.
Cooling tower خشک-مرطوب
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
ین نوع، ترکیبی از Cooling towerهای خشک و مرطوب بوده و برای کاهش عوارض و معایب دو سیستم فوق بکار می‌رود.Cooling towerهای خشک-مرطوب(Dry-Wet Cooling Tower) دارای دو مسیر هوا بصورت موازی و دو مسیرآب بصورت سری می‌باشند.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.
Cooling towerها بر مبنای جهت برخورد جریان‌های آب گرم با هوای سرد به دو دسته تقسیم می‌شوند.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
Cooling tower با جریان هوای متقاطع
دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .( مطابق شکل )
Cooling tower با جریان هوای مخالف
در این حالت جریان هوا بصورت مخالف با جریان آب برخورد می‌کند.( مطابق شکل )
عوامل مؤثر در طراحی Cooling tower :
عوامل مؤثر در طراحی Cooling tower را بطور خلاصه می توان بصورت زیر بیان کرد :
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
1. میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)
2. اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دمای مرطوب محیط : اصولاً خنک کردن آب زیر این دما غیر ممکن است .
4. شدت جریان آب
5. شدت جریان هوا
6. نوع آکنه های برج
7. روش پخش آب
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در Cooling tower میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد .
برجهای خنک کن را باید به گونه ای نصب کرد که مانعی در اطراف آن برای ورود جریان هوای تازه به داخل برج نباشد. قیمت برجهای خنک کن با توجه به برند و ظرفیت آنها از دو میلیون تا یک میلیارد متغیر است.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
حداقل ظرفیت برجها 10 تن تبرید است که ممکن است به 6500 تن تبرید هم برسد. این تجهیزات معمولا تا 20 سال عمر می کنند، البته در این مدت به سرویس و نگهداری نیاز دارند که توسط شرکت های خدمات دهنده یا مسئول تاسیسات ساختمان انجام می شود.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
عوامل مؤثر در طراحی برج های خنک کننده
عوامل مؤثر در طراحی Cooling tower را بطور خلاصه می توان بصورت زیر بیان کرد :
۱. میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)
اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
دمای مرطوب محیط : اصولاً خنک کردن آب زیر این دما غیر ممکن است
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
۴. شدت جریان آب
شدت جریان هوا
نوع آکنه های برج
روش پخش آب
به تجربه ثابت شده است که برای هر ۱۰ درجه فارنهایت افت دما در Cooling tower میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد
چون نمک های کلرور حلالیت زیادی دارند غلظت یون کلر در آب ورودی به برج وآب در حال گردش راهنمای بسیار خوبی برای تعیین غلظت بوده و بنابراین همیشه باید آنرا بازدید و بررسی نمود.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در Cooling tower ایجاد اشکال می نماید که برای جلوگیری از افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداری از آب در حال گردش را تخلیه می کنند که این آب در صنعت به زیر آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنین ممکن است تصادفی یا بوسیله باد تقلیل یابد . اصولاً در Cooling tower مقداری آب بصورت گرد درآمده و توسط باد یا کشش از برج خارج می شود .
مقدار تخلیه لازم در یرج برای کنترل مواد محلول و معلق مجاز را می توان از رابطه زیر بدست آورد:
M=(B+W)*C
که در رابطه فوق
B : مقدار زیر آب بر حسب gal/hr یا
m3/hr
E : مقدار آب تبخیر شده بر حسب gal/hr یا
m3/hr
C : ضریب غلطت پیشنهاد شده برای برج
W : مقدار آبی که توسط باد خارج می شود بر حسب gal/hr یا m3/hr
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
مقدار آبی که باد همراه خود از برج خارج می سازد در رابطه بالا منفی است ،زیرا آب مواد محلول و معلق را نیز با خود می برد . بنابراین تاثیر در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب کسری برج از رابطه زیر بدست آورد :
MAKE UP = E +B + W
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
اطلاعاتی که از طرف خریداران در اختیار فروشندگان قرار می گیرد در طرح برج اهمیت فراوانی دارد . مانند اختلاف دما ، مقدار آب در حال گردش ،مقدار زیر آب
کمبود آب در اثر تبخیر و باد را با استفاده از رابطه های بالا بررسی می کنند .
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
انواع سیستم های خنک کننده :
الف: سیستم های خنک کننده تر: WET COOLING SYSTEM
۱-سیستم خنک کننده باز
۲-سیستم خنک کننده بسته
۳-سیستم خنک کننده ترکیبی
ب: سیستم های خنک کننده خشک : DRY COOLING SYSTEM
۱-سیستم خنک کننده خشک مستقیم
۲-سیستم خنک کننده خشک غیر مستقیم
۳-سیستم خنک کننده ترکیبی
۱-سیستم خنک کننده باز ONCE THROUGH SYSTEM
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
در محیطی که آب فراوان است محل های نزدیک دریا یا رودخانه آب را به وسیله پمپ از یک طرف وارد سیستم های مبدل حرارتی (HEAT EXHCANGERS) نموده و از طرف دیگر خارج می گردد. آب درمحل عبور خود با جسم داغ تبادل گرما کرده و دوباره وارد رودخانه یا دریا می گردد.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
بنابراین آب گرفته شده از دریا مجددا به دریا باز می گردد و عمل تبخیر بر روی آن صورت نمی گیرد یعنی آب دارای مواد حل شده و معلق ثابتی است لذا ایجاد رسوب بر روی لوله های کندانسور نمی نماید اما به دلیل داشتن مواد معلق زیاد باعث خوردگی از نوع سائیدگی (ERROSION CORROSION) می گردد برای جلوگیری از سائیدگی درون لوله باید در داخل لوله های خنک کننده با ایجاد محافظ که با تزریق سولفات آهن FESO4 محقق می گردد اقدام نموده و سپس توسط گلوله های اسفنجی که به وسیله پمپ در داخل لوله ها ارسال می شود قطر مورد دلخواه استاندارد را در آن ایجاد و زیادی آن را کنده و از محیط خارج کرد.
دلتاتی DeltaT تحویل فوری کولینگ تاور برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی جریان مخالف و متقاطع پکینگ فیلم اسپلش ابارا رولی
-۲در مناطق کم آب ، آبی که به عنوان واسطه حرارتی در سیستم ها عمل می کند حرارت را جذب کرده ، دور ریخته نمی شود ، بلکه مجدااز آن استفاده می نمایند. بنابراین آب را وارد سیستمی به نام برج های خنک کننده (COOLING TOWER) کرده و پس از سرد شدن مجدا وارد مبدل های حرارتی می نمایند.
۳)سیستم خنک کننده ترکیبی بازو بسته (COMBINTION COOLING SYSTEM)
این سیستم بیشتر درمحیط هایی که در فصل تابستان سطح آب رودخانه پایین آمده و برج با کمبود تغذیه مواجه می شود استفاده می شود .
