برج خنک کننده

برج خنک کننده  یا کولینگ تاور از نظر ساختاری به دو دسته تقسیم می شوند که عبارتند از :

• برج خنک کننده گرد یا مخروطی
• برج خنک کننده مکعبی

کولینگ تاور ها گرمایی که در فرآیند ها ، ماشین ها و دستگاه های صنعتی بوجود می آید را از آب در حال جریان دریافت می کند و بوسیله ی تبخیر آن را به اتمسفر می فرستد و دوباره آب خنک شده را به سیستم باز می گرداند. در برج خنک کننده ، قسمتی از آب با دریافت گرما  از مایع به بخار تبدیل  شده و وارد اتمسفر می شود.

زمانی که تبخیر انجام می شود با توجه به انرژی گرفته شده از آب ، مقدار دمای مابقی آب که در جریان است کاهش پیدا می کند که به این پدیده ،  سرمایش تبخیری  یا Evaporative cooling  گفته می شود و این چیزی است که در کولینگ تاور ها یا برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد. به صورت خلاصه خنک کردن آب  ، هدف استفاده از این وسیله است. خنک کردن آب توسط برج خنک کننده برای هدف های مختلفی در کاربرد های صنعتی ، تهویه مطبوع و… انجام می شود.

کاربرد های برج خنک کننده

برج های خنک کننده به دو دسته ی خانگی و صنعتی  تقسیم می شوند که در ادامه به شرح آنها می پردازیم :

برج خنک کننده صنعتی

اغلب دستگاه های صنعتی مانند کوره ها ، بویلر ها و توربین ها مقداری حرارت اضافی  زمان چرخه ی کاری خود تولید می کنند .برج خنک کننده صنعتی وظیفه ایی که در چرخه کاری این ماشین آلات و تجهیزات دارند این است که گرمای اضافی ایجاد شده را  دریافت کنند و به دفع آن بپردازند.

دراغلب موارد برج های خنک کننده صنعتی از جنس بتنی با ظاهر هذلولی تولید می شوند  در موارد معدودی از جنس فایبرگلاس تولید می شود

برج خنک کننده خانگی

برج خنک کننده خانگی در سیستم های تهویه مطبوع واحد های مسکونی و اداری کاربرد دارد که جنس آنها عموما فایبرگلاس و گالوانیزه ساخته شده اند و به  نسبه خنک کننده های صنعتی که مقاومت بالایی دارند ، وزن و ابعاد کمتری دارند .  در سیستم های سرمایش مرکزی برای خنک کردن هوای داخلی محیط از چیلر های تراکمی یا جذبی استفاده می شود و برج خنک کننده خانگی از نظر عملکرد ، سایز ، جنس و اندازه با هم متفاوتند.

جذب گرمای یک منطقه از ساختمان توسط چیلر  باعث افزایش دمای این دستگاه می شود که برای فعالیت موثر و مداوم نیاز دارند تا خنک شوند که این کار توسط کولینگ تاور انجام می شود که برج خنک کننده با تولید آب سرد و فرستادن آن به کندانسور باعث تعادل دما در چیلر می شود

. .چیلر ها آب بسیار سرد با دمای 5 الی 10 درجه سانتیگراد را تامین می کنند که ای آب سرد وارد فن کوئل و هواساز می شود و هوای داخل ساختمان را خنک می کند. برج خنک کننده خانگی نامی دیگر برای سیستم های تهویه مطبوع غیر صنعتی است .

انواع برج خنک کننده

برج خنک کننده انواع مختلفی دارند که از نظر مسیر جریان آب و هوا ، نحوه ساخت و روش انتقال حرارت دسته  بندی می شوند. انتخاب نوع کولینگ تاور براساس  نوع و نیاز بهره بردار انتخاب می شود که انواع برج خنک کننده عبارتند از :

• برج خنک کننده جریان طبیعی
• برج خنک کننده جریان مکانیکی
• برج خنک کننده جریان متقاطع و جریان مخالف
• برج خنک کننده جریان القایی و اجباری

برج خنک کننده از نظر جنس بدنه به 4 نوع دسته تقسیم می شوند که عبارتند از :

• برج خنک کننده گالوانیزه : این مدل کولینگ تاور در ساخت برج خنک کننده بارانی استفاده می شود که در مقابل آب و نور خورشید مقاومت بالایی ندارد.
• برج خنک کننده فایبرگلاس : این مدل اغلب در ساخت برج های خنک کننده متقاطع و آب گردانی مورد استفاده قرار می گیرد که در برابر تابش دائمی نور خورشید و پرتو فرابنفش ، گردش آب مقاومت بالایی دارند که به آنها برج خنک کننده پرتوی هم می گویند.
• برج خنک کننده بتنی : این مدل در ساخت برج های جریان طبیعی نیروگاهی کاربرد دارد
• برج خنک کننده چوبی : این مدل منسوخ شده و دیگر استفاده نمی شود.

برج خنک کننده یا همان cooling tower قسمتی از سیستم تهویه مطبوع یا مبدل حرارتی است.

وظیفه اصلی برج خنک کننده، خنک کردن آب ورودی است که در فعالیت های صنعتی و یا تهویه به دمای بالایی رسیده و عملا دیگر کارایی ندارد و برای ادامه فعالیت نیاز به خنک شدن دارد.

برج های خنک کننده با توجه به عملکرد آنها و جنس به کار رفته در آنها و  یا جهت حرکت آب و جهت حرکت هوا و ساختار مدار برج خنک کننده و یا نوع مونتاژ آن و نوع مکش هوای آنها و شکل ظاهری به انواع مختلفی دسته بندی میشوند که در این مقاله به طور مختصر به هر یک از آنها میپردازیم.

انواع برج های خنک کننده از نظر عملکرد آنها

منظور از عملکرد برج های خنک کننده ، نوع رسیدن آب و هوا به یک دیگر است که به دو نوع مخالف و متقاطع تقسیم میشوند.

عملکرد متقاطع : در برج های خنک کننده متقاطع جریان هوا و جریان آب به یکدیگر به صورت متقاطع برخورد میکنند به این صورت که جریان هوا از دیواره های جانبی برج خنک کننده وارد میشود و جریان آب از بالا به صورت عمودی اسپری میشود و با توجه به نیروی گرانش زمین آب به صورت خودکار به پایین میریزد و کاملا با جریان هوای موجود در تماس قرار میگیرد.

عملکرد مخالف : در برج های خنک کننده مخالف جریان هوا و جریان آب کاملا به صورت مخالف با یکدیگر برخورد میکنند به این صورت که آب از بالای برج خنک کننده اسپری میشود و به کمک نیروی گرانش زمین به پایین میریزد و جریان هوا از پایین به کمک فن های قوی به بالا میرود. در عملکرد مخالف بیشترین تماس بین جریان آب و جریان هوا رخ میدهد و باعث میشود آب کاملا خنک شود و برج خنک کننده  بهترین عملکرد و بازده را داشته باشد.

انواع برج های خنک کننده از نظر مکش جریان هوا

برج های خنک کننده از نظر مکش جریان هوا به سه دسته تقسیم میشوند .

مکش جریان هوا به صورت طبیعی

مکش جریان هوا به صورت مکانیکی ( القایی و اجباری)

مکش جریان هوا به صورت مرکب

برج های خنک کننده با مکش جریان هوا به صورت طبیعی در سیستم خود هیچ ابزار یا پروانه ای برای چرخش و یا تولید جریان هوا ندارند و جریان هوا کاملا به صورت طبیعی شروع میشود و به سمت بالا حرکت میکند. این برج های خنک کننده که مکش جریان هوای آنها به صورت طبیعی رخ میدهد عملکرد ضعیف تری دارند و هیچ کنترلی روی جریان باد آنها وجود ندارد و عوامل محیطی و طبیعی تاثیر زیادی روی آنها دارد و طبیعتا این برج های خنک کننده از نظر قیمت نیز پایین تر هستند.

برج های خنک کننده با مکش جریان هوا به صورت مکانیکی در سیستم خود دارای یک یا چند پروانه برای به جریان انداختن هوا هستند.این برج های خنک کننده خود به دو دسته القایی و اجباری تقسیم میشوند و تفاوت آنها در محل قرار گرفتن پروانه است که در دسته القایی ، پروانه در قسمت خروجی هوا قرار میگیرد و در دسته اجباری ، پروانه در قسمت ورودی هوا قرار میگیرد.

برج های خنک کننده با مکش جریان هوا به صورت مرکب کاملا ترکیبی از جریان هوای طبیعی و جریان هوای مکانیکی است به این صورت که ظاهر برج خنک کننده با مکش جریان هوای مرکب کاملا شبیه به برج خنک کننده با مکش جریان هوای طبیعی است فقط مقداری از نظر ارتفاع متفاوت هستند اما ماننده برج خنک کننده با مکش جریان هوای مکانیکی دارای یک یا چند پروانه است.

انواع برج های خنک کننده از نظر ساختار مدار و مونتاژ

در برج های خنک کننده از بین بردن حرارت به صورت های مختلف با مدار ها و روش های گوناگون صورت میگیرد.

برج خنک کننده با مدار خیس یا مدار باز

برج خنک کننده با مدار بسته و خشک

برج خنک کننده با مدار خیس و باز جزو برج های خنک کننده رایج و معمول هستند که آب و هوا در تماس مستقیم باهم قرار میگیرند و اساس کار این مدار در برج خنک کننده ، تبخیر است به این صورت که آب از لوله خارج شده و در مدار اسپری میشود و نکته منفی و قابل توجه این است که آب با ناخالصی وارد میشود و بخاطر تبخیر انجام شده آب خالص خارج میشود و در نهایت ناخالصی موجود به صورت رسوب در سیستم باقی میماند.

برج خنک کننده با مدار بسته و خشک برعکس برج خنک کننده خیس و باز ، آب را مستقیما با هوا در تماس قرار نمیدهد و در سیستم خود از  فن کویل استفاده میکنند و همین امر باعث میشود رسوبی تولید نشود و زنگ زدگی اتفاق نیفتد و عمر دستگاه افزایش میابد اما این برج های خنک کننده به خاطر استفاده از کویل قیمت بالاتری دارند همچنین برای راه اندازی دو پمپ قوی ، به نیروی بیشتری نیاز دارند و وجود تعداد زیاد تجهیزات در این نوع برج های خنک کننده باعث میشود که تعمیرات آنها مشکل تر و زمان بر تر و پر هزینه تر باشد و از دیگر معایب این برج های خنک کننده این است که بخاطر وجود فن کویل دمای محیط اطراف بالا میرود و راندمان کلی دستگاه کاهش میابد.

انواع برج های خنک کننده از نظر ظاهر

شکل برج های خنک کننده با توجه به شرایط اقلیمی و آب و هوایی و فضای آزاد موجود و سیستم تهویه مطبوع و مکان و جغرافیای آنها متفاوت هستند به صورت های مخروطی و هذلولی و مکعبی ساخته میشوند.

برج های خنک کننده مخروطی

برج های خنک کننده مخروطی و گرد معمولا برای مصارف خانگی استفاده میشوند چون قیمت پایین تری دارند اما اگر خراب شوند و یا رسوب بگیرند برای تعمیرات باید کل بدنه باز شود و کار مشکلی است.

برج های خنک کننده مکعبی

برج های خنک کننده مکعبی کیفیت بهتری نسبت به برج های خنک کننده مخروطی دارند و در صورت خرابی و رسوب گیری تعمیرات آسان تری دارند و در مصارف صنعتی کاربرد دارند.

برج های خنک کننده هذلولی

این برج های خنک کننده به صورت طبیعی کار میکنند اما بخاطر ظاهری که دارند راندمان خوبی دارند و در مصارف صنعتی کاربرد دارند.

انواع برج های خنک کننده از نظر جنس

برج های خنک کننده با توجه به عملکرد آنها جنس های مختلفی ماننده چوبی و فایبرگلاس و گالوانیزه دارند.

همانطور که در این مقاله گفته شد برج های خنک کننده انواع مختلفی دارند و ما با توجه به بودجه و موقعیت جغرافیایی و نوع نیاز های خود میتوانیم از انواع برج های خنک کننده در مصارفمون استفاده کنیم.

برج خنک کننده چگونه کار می کند؟

سیستم ها و فرآیند های صنعتی  گرمای زیادی را به صورت آب گرم تولید می کنند که باید خنک شود ،  آب گرم با عبور از برج خنک کننده در معرض هوای خنک و خشک محیط قرار می گیرد که گرما به وسیله ی تبخیر دفع می شود . آب خنک شده دوباره وارد فرآیند شده و گرم می شود که این چرخه بارها و بارها تکرار می شود. آب گرم در برج خنک کننده توسط نازل به قطرات ریز تبدیل و روی پکینگ پاشیده می شود که سبب افزایش سطح تماس و میزان تبخیر می شود . با قرار گرفتن فن در بالای برج خنک کننده  ، هوا را در خلاف جهت آب  از پایین دستگاه به سمت بالا هدایت می کند که این هوا ، گرما و آب تبخیر شده را به اتمسفر خارج می کند. آب گرم در این مراحل خنک می شود که قسمتی از وزن خود را از دست می دهند که به صورت تبخیر همراه هوا خارج می شود سپس آب خنکِ جمع شده در تشت دستگاه، به سمت سیستم مکش می شود.

برج خنک کننده هوا بخاطر تبخیر مداوم آب ، مصرف آب بالایی دارند که می توان از برج خنک کننده های هیبریدی ، مدار بسته ، آدیاباتیک یا خشک برای مناطق خشک و کم آب می توان استفاده کرد و میزان مصرف آب را کاهش داد.

تجهیزات و قطعات برج خنک کننده کدامند؟

قطعات برج خنک کننده بسته به نوع جریان هوادهی (جریان مکانیکی و جریان طبیعی) و نوع انتقال حرارت (مدار بسته یا غیر مستقیم و مدار باز یا مستقیم ) و نوع جریان (جریان متقاطع ، جریان القایی ، جریان مخالف و …) می توانند متفاوت باشد اما بخش کلی قطعات و قسمت های کلیدی برج خنک کننده ها می تواند یکسان باشد که عبارتند از :

• فن کولینک تاور
• الکتروموتور برج خنک کننده
• نازل برج خنک کننده
• پکینگ برج خنک کننده
• قطره گیر برج خنک کننده
• پورت و شناور آب جبرانی / پورت آب تخلیه کولینگ تاور / پورت ورودی و خروجی / پورت آب سرریز کولینگ تاور
• گیربکس برج خنک کننده
• کوئل مسی

تعویض تجهیزات برج خنک کننده

پس یاد گرفتیم که برج خنک کننده یک  سیستم سرمایشی است که دستگاه هایی که گرما تولید می کنند را خنک می کنند که می توانند به صورت دائم کار کنند که این دستگاه به صورت دائم با آب و هوا سروکار دارد و یکسره فرایند تبخیر را انجام می دهد.

این روند و روال کاری کولینگ تاور موجب گرفتگی و رسوب قطعات و تجهیزات آن مانند افشانک ، پکینگ و دیگر اجزای داخلی آن شود که از طرفی گرد و غبار و آلاینده های محیطی موجب  سایش قطعات و تجهیزات دستگاه شود همچنین تابش مستقیم خورشید نیز سبب خرابی فن ف قطره گیر و لوور می شود.

بنابراین تعویض قطعات برج خنک کننده و سرویس دوره ایی و تعمیر آنها از اهمیت بالایی برخورددار است چرا که این کار سبب حفظ عملکرد راندمان دستگاه و همچنین جلوگیری از تخریب و استهلاک اجزای داخلی برج شود. بهتر است سرویس کولینگ تاور به صورت دائمی و دوره ایی انجام شود و هر 6 الی 12 ماه صورت بگیرد تا یک عملکرد مطلوب و ایده آلی در هر شرایطی داشته باشد . در صورت تعمیر و نگهداری ، بررسی دوره ای اشتباه باعث رسوب شدید ، رشد باکتری ها و آلاینده های محیطی در داخل برج خنک کننده می شود.

قطعات داخلی و جانبی کولینگ تاور ها با توجه به نوع و نحوه عملکردی که دارند ، متفاوت هستند برای همین اولین کار زمان تعویض قطعات ، تشخیص ظرفیت و نوع برج خنک کننده است و زمان خرید برج خنک کننده لوازم یدکی شامل نازل ، لوور ، فن ، قطره گیر و پکینگ  به شما داده می شود تا درصورت تعویض قطعات داخلی برج خنک کننده از آنها استفاده می شود.

سرویس دوره ایی برج خنک کننده و تعویض قطعات آن دارای مزایای زیادی می باشد که این مزایا عبارتند از :

• گرفتگی و رسوب لوله ها کاهش پیدا می کند.
• طول عمر قطعات داخلی افزایش پیدا می کند.
• راندمان دستگاه افزایش پیدا می کند.
• کیفیت آب خروجی افزایش میابد.
• کاهش سروصدا و لرزش تولیدی
• کاهش دمای آب خروجی از برج خنک کننده

برای خرید تجهیزات و قطعات برج خنک کننده  هم می توانید به بازار ، به فروشگاه هایی که به تولید قطعات برج خنک کننده می پردازند ، مراجعه کنید و یا حتی می توانید به راحتی در خانه به صورت آنلاین از فروشگاه اینترنتی با مقایسه و قیمت  محصولات به خرید بپردازید.

نگهداری برج خنک کننده در زمستان

نگهداری برجهای خنک کننده در زمستان یکی از چالش های مهم تکنسین های تاسیسات در شرکت ها و ساختمان های بزرگ است که هر کولینگ تاور با توجه به دمای هوای هر شهر نصب می شود که شرایط دمایی زمستان نیز مورد توجه قرار می گیرد.

برج های خنک کننده مدار باز به صورتی هستند که دمای مرطوب محیط در مدت زمان 24 ساعت کمتر از صفر درجه برسد یخ می زند که به آن یخ زدگی پایدار می گویند اما کلا برج هایی هستند که حتی در دمای منفی 15 درجه نیز به کار خود بدون هیچگونه مشکلی ادامه می دهند. برای جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده نکاتی وجود دارد که با انجام دادن آنها می توان از پایین آمدن بیش از حد دما و یخ زدگی در این دستگاه ها جلوگیری کرد که عبارتند از :

• در واقع با خاموش کردن فن در فصل سرما ، هوای گرمی که از مایعات (آب) گرفته می شود به خارج از برج خنک کننده منتقل نشده و داخل برج را تا مقدار زیادی گرم نگه می دارد
• با اضافه کردن ضد یخ به سیکل برج خنک کننده و اتیلن گلیکول به تشتک دستگاه ، از تشکیل بلور های یخ تا حد زیادی کاهش پیدا می کند و در دماهای منفی نزدیک صفر ، برج دیگر یخ نمی زند.
• قرار دادن هیتر در داخل تشتک برج خنک کننده در زمستان ، یکی از اصولی ترین و مطمئن ترین راهی است برای جلوگیری از یخ زدن برج خنک کننده است.. معمولا هیتر خودکار در برج خنک کننده به عنوان یک آپشن اضافی در نظر گرفته می شود که یکی از اصلی ترین تجهیزات داخل برج خنک کننده در مناطق سردسیر نصب می شود.
• استفاده از منبع آب گرم جبرانی برای ایجاد تعادل دما در دستگاه
• شما می توانید با قرار دادن ترموستات هیتر یا سنسور دما ، از یخ نزدن دستگاه در فصول سرما اطمینان حاصل کنید که این تجهیزات طوری تنظیم شده اند تا به محض اینکه دمای آب در تشتک دستگاه بیش از اندازه کاهش پیدا کرد با عمل کردن هیتر ، آب به دمای دلخواه برسد. این هیتر ها در فصل های خاصی مورد استفاده قرار می گیرند که بهتر است از هیتر های با کیفیت ایتالیایی و آلمانی استفاده کنید تا با یکبار عمل نکردن هیتر ، خسارت سنگینی را بابت تخریب کلی در برج خنک کننده متحمل نشوید.
• با وجود گرد و غبار در کولینگ تاور ، می توانند عاملی باشند برای اینکه سیال داخل برج خنک کننده تمایل بیشتری به انجماد داشته باشند. برای همین با قرار دادن فیلتر های استیل یا آلومینیومی گزینه ی مناسبتری باشند زیرا هرچه گرد و غبار داخل برج بیشتر شود امکان شکل گیری بلور های بخ هم زیاد می شود

خرید برج خنک کننده

برای خرید برج خنک کننده اول باید تشخیص دهید که به چه نوع برج خنک کننده ایی نیاز دارید و سپس با توجه به شرایط دمایی شهر  باید ظرفیت برج خنک کننده تعیین شود علاوه بر آن باید نوع برج خنک کننده ، قطعات و تجهیزات  و قیمت برج خنک کننده را بررسی کرده  و انتخاب شوند .در نهایت به  مقایسه و بررسی کیفیت دستگاه و خدمات تولید کننده های برج خنک کننده به خرید بپردازید.

در نظر داشته باشید که  قیمت برج خنک کننده به شاخصه ها و پارامتر هایی مختلفی مانند ظرفیت حرارتی ، مواد اولیه به کار رفته و کیفیت آنها و نوع کولینگ تاور ، جنس و قدرت فن، جنس پوشش بدنه خنک کننده  بستگی دارد

همچنین صاحبان پروژه های ساختمانی و صنعت با توجه به فعالیتی که می کنند برای خرید برج خنک کننده اقدام کنند که گاهی لازم است برای سفارش سازی محصول مورد نظر خود ، به تولید کننده برج خنک کننده تخصصی مراجعه کنند.

برج خنک کننده بسته با توجه به تجهیزاتی مانند کویل تبادل ، پکینگ و … قیمت و هزینه های گرانتری نسبت به برج خنک کننده ی مدار باز داشته باشد.

{
“@context”: “https://schema.org”,
“@type”: “FAQPage”,
“mainEntity”: [
{
“@type”: “Question”,
“name”: “برای خرید دیگ بخار چه آیتم هایی رو باید در نظر بگیریم ؟”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “برای خرید برج خنک کننده اول باید تشخیص دهید که به چه نوع برج خنک کننده ایی نیاز دارید و سپس با توجه به شرایط دمایی شهر  باید ظرفیت برج خنک کننده تعیین شود علاوه بر آن باید نوع برج خنک کننده ، قطعات و تجهیزات  و قیمت برج خنک کننده را بررسی کرده  و انتخاب شوند”
}
},
{
“@type”: “Question”,
“name”: “قیمت دیگ بخار چقدر است ؟”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: ” قیمت برج خنک کننده به شاخصه ها و پارامتر هایی مختلفی مانند ظرفیت حرارتی ، مواد اولیه به کار رفته و کیفیت آنها و نوع کولینگ تاور ، جنس و قدرت فن، جنس پوشش بدنه خنک کننده  بستگی دارد”
}
}
]
}