برج خنک کننده یا کولینگ تاور چیست؟

برج خنک کننده یا کولینگ تاور یکی از تجهیزات مهم و حیاتی در پالایشگاه ها برج های خنک کننده هستند. به عبارت دیگر برج خنک کن نوعی مبدل حرارتی است که در آن در اثر برقراری تماس بین آب گرم و هوای خنک باعث پایین آمدن دمای آب گرم می شود.

اگر به یکی از پالایشگاه های موجود در ایران رفته باشید و یا تصاویر آن ها را دیده باشید، مطمئنا اولین چیزی که از دوردست ها هم کاملا مشخص و واضح است، تجهیز برج خنک کن می باشد. دلیل این موضوع هم می تواند وابسته به بزرگ سایز بودن این تجهیز باشد.

طراحی و ساخت برج خنک کننده یا کولینگ تاور:

برج خنک کننده شبیه قلب مدار خنک کاری یک کارخانه است. آب خنک کاری یا کولینگ واتر پس از چرخش در داخل دستگاه ها و ماشین آلات مختلف، انرژی حرارتی را از آن ها می گیرد و دمایش زیاد می شود. برای خنک کردن کولینگ واتر معمولا از برج خنک کننده استفاده و بهره برداری می کنیم. به همین دلیل است که اگر کولینگ تاور بی کیفیت باشد و به درستی نتواند عمل کند و یا راندمان عملکرد پایینی داشته باشد، امکان دارد کل خط تولید یک کارخانه متوقف شود. تعداد زیادی از مدیران فنی و مالکین کارخانه ها، تصور می کنند خرید یک برج خنک کن ارزان، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. اما واقعیت این است که خرید ارزان معمولا هزینه و زمان تعمیرات را بالا می برد. به همین خاطر است که برج های ارزان معمولا باعث دردسر همیشگی پرسنل تعمیرات و نگهداری است و مقدار تولید مجموعه را هم کم می کند که این مساله در بازار رقابتی این روز ها، مثل دور ریختن بخش زیادی از حاشیه سود تولید خواهد بود.

طرز کار برج خنک کننده:

هوایی که ترجیحا مقدار کمی رطوبت دارد در تماس با آب گرم قرار می گیرد. در چنین حالتی به دلیل وجود اختلاف انرژی و هم چنین گرادیان غلظت انتقال انرژی و جرم از آب به هوا صورت می گیرد. آب از فاز مایع تبخیر شده و به فاز بخار می رود و در اثر تبخیرش مقداری انرژی را نیز به فاز گاز می برد، مقدار این انرژی بسیار بالاست و آن هم به دلیل بالا بودن گرمای نهان آب است. به این ترتیب در اثر تبخیر مقداری آب و خارج کردن گرما از فاز مایع دمای آب پایین می آید. لازمه انجام این فرایند این است که هوای مورد استفاده در برج دارای مقدار کمی رطوبت باشد، تا ظرفیت پذیرش آب تبخیر شده را داشته باشد. پس به صرفه نیست که از این روش در مناطق شمالی کشور استفاده شود، زیرا به دلیل رطوبت بالای هوا در این مناطق بازدهی این برج ها بسیار پایین می آید.

آشنایی با انواع کولینگ تاور:

·        برج خنک کننده مدار باز

این مدل دستگاه با ایجاد یک سطح تبادل تماس مستقیم بین هوا و آب سبب کاهش دمای آب می ‌شود. در این سیستم برودتی درصدی از آب(1.5 تا 2 درصد) دچار تبخیر شده و وارد هوای ورودی خواهد شد. این موضوع موجب مرطوب شدن هوای اطراف یا اشباع شدن آن می ‌شود. به خاطر همین موضوع به این مدل سیستم سرد کننده کولینگ تاور مرطوب یا خیس نیز گفته می ‌شود. آب خروجی از افشانک یا اسپرینکلر شروع به ریزش بر روی پکینگ های برج خنک کننده کرده و از سوی دیگر در تماس با هوا دچار کاهش دما می شود.

·        برج خنک کننده مدار بسته

در این مدل، آب در یک چرخه تماماً بسته در تماس با هوای خشک محیط سرد می‌ شود. از این رو این نوع سیستم برودتی را خشک یا درای نیز می نامند. به دلیل تماس غیر مستقیم آب با هوای خشک، دمای آب تحت تاثیر دمای محسوس اقلیم جوی قرار دارد. این تجهیز دارای شبکه ‌های لوله ی مسی و فین های آلومینیوم تحت عنوان کویل فین دار می باشد. آب در گذر از این شبکه‌ های لوله ای کویل در تماس با هوای فن یا پروانه، سرد می شود.

·        برج خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی

نسل جدید تجهیزات برودتی تبخیری در واقع ترکیبی از دو سیستم مدار باز و مدار بسته هستند. جریان اصلی سیال آب در گذر از سطوح نفوذ حرارتی کویل توسط یک جریان ثانویه پاششی قرار می ‌گیرند. در این تماس، گرما توسط نفوذ و هدایت گرمایشی از آب گرم کویل به آب سرد مدار پاششی انتقال می ‌یابد. مزیت بزرگ این مدل کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای مرطوب محیط طی یک سیکل بدون تبخیر است. این سیستم برودتی در عین حال رسوب گرفتگی به شدت کمتری نسبت به انواع کولینگ تاور مدار باز دارند.

برج خنک کننده بر اساس نوع جریان هوای ورودی:

·        برج خنک کننده جریان مخالف

برج خنک کننده جریان مخالف دارای ورودی هوا از تمامی جوانب دستگاه در قسمت بالایی تشتک و بخش زیرین پکینگ‌ ها می ‌باشد. جهت جریان هوای ورودی به برج خنک کننده جریان مخالف در جهت مخالف با جریان آب پاششی از نازل می ‌باشد. هوا در این مدل از قسمت لوور های پایین وارد می ‌شود و از بخش بالای تنوره فن خارج می ‌شود. کارایی این مدل کولینگ ‌تاور بسیار مناسب برای محیط ‌های گرم و خشک می ‌باشد. در شهر هایی همانند یزد، شیراز، مشهد، تهران، اراک و اصفهان که رطوبت نسبی هوا پایین می باشد، بسیار کاربرد دارند. سیستم های برج خنک کننده جریان مخالف راندمان بالا تری نسبت به سیستم های برج خنک کننده جریان متقاطع دارند. البته کاربری این سیستم ‌ها در مناطق مرطوب و شرجی کارایی کمی دارد.

·        برج خنک کننده جریان متقاطع

برج خنک کننده جریان متقاطع یا جریان عمود دارای دو ورودی اصلی هوا در دو طرف می ‌باشد. هوا در ورود به این بخش به صورت عمود بر جریان ریزشی آب سبب سرد شدن این سیال می ‌شود. برج خنک‌ کننده جریان متقاطع به دلیل تماس هوای تازه در سراسر قسمت پکینگ دارای عملکرد خوبی در مناطق شرجی می ‌باشد. در مناطق شمالی و جنوبی کشور عزیزمان که به دلیل نزدیکی به دریا، رطوبت محیط محل نصب کولینگ تاور بالا می ‌باشد. در این گونه مناطق اقلیمی از سیستم های برج خنک کننده جریان متقاطع استفاده می‌ شود. شهر هایی همانند اهواز، ماهشهر، بوشهر، رشت، گرگان و ... بسیار مناسب جهت کاربری این دستگاه می ‌باشد.

انتخاب نوع برج خنک کننده:

اولین مرحله از فرآیند انتخاب و طراحی برج خنک کننده مربوط به تعیین نوع مناسب جهت کاربری صنعتی است. جالب است بدانید استفاده از برج های خنک کننده بطری شکل، به دلیل اشکال های فنی و خرابی زیاد و همچنین راندمان خنک کاری پایین، امروزه در تمام کشور های پپیشرفته منسوخ شده است. به جای آن از کولینگ تاور مکعبی و کانتر فلو استفاده می شود. کولینگ تاور جریان مخالف(کانتر فلو) مکعبی استاندارد،  به خاطر داشتن سازه مستحکم و طراحی صحیح، امکان استفاده از گیربکس را که وزن زیادی دارد، برای مشتری فراهم می کند. همچنین تعمیرات و نگهداری آن ها بسیار راحت تر و تعداد دفعات خرابی آن ها بسیار کمتر از برج خنک کننده گرد(دایره ای شکل) است.

تعیین شرایط کارکرد برج خنک کننده یا کولینگ تاور:

در مرحله دوم از فرآیند انتخاب برج خنک کننده یا کولینگ تاور، در این قسمت باید شرایط کارکرد را مشخص نمود. بر عکس کاربری مسکونی که از برج خنک کننده برای خنک کردن چیلر جذبی و یا تراکمی استفاده می شود و اندازه کولینگ تاور با واحد تن تبرید مشخص می شود، در کاربری های صنعتی باید به اطلاعات دیگری توجه کرد. اولین مورد در این بخش در نظر گرفتن این نکته است که صرفا با داشتن ظرفیت کولینگ تاور صنعتی نمی توان مشخصات کولینگ تاور مورد نظر را حساب کرد. برای مثال مشخصات برج خنک کن 100 تن، 200 تنی و یا 1000 تن تبرید از نظر ابعاد و اندازه کاملا بستگی به شرایط کارکرد دارند. جهت طراحی اصولی برج خنک کننده، باید 4 فاکتور یا مشخصه ذیل به صورت کامل و دقیق از طرف سازنده خط تولید یا دستگاهی که نیاز به خنک کاری دارد، اعلام شده باشد. این 4 مولفه عبارتند از :

• موقعیت جغرافیایی
• دبی آب در گردش
• دمای آب ورودی به کولینگ تاور
• دمای آب مورد نیاز خروجی از برج خنک کننده

شرایط آب برج خنک کننده یا کولینگ تاور:

مهم ترین تاثیر شرایط آب در انتخاب و طراحی برج خنک کننده یا کولینگ تاور بر روی نوع پکینگ کولینگ تاور است. به این ترتیب در شرایطی که سختی آب زیر 300- 500 باشد می شود از پکینگ فیلم استفاده کرد که قیمت کمتری دارد. اما برای سختی زیاد  آب در کولینگ تاور (بالای 500) می بایست از پکینگ اسپلش ضد رسوب استفاده کرد تا پس از مدتی فیلینگ دچار گرفتگی نشده و راندمان برج خنک کن کم نشود.

علاوه بر سختی آب، مقدار اسیدی یا قلیایی بودن آب کولینگ تاور در انتخاب نوع قطعات و تجهیزات داخلی بسیار تاثیر گذار است. برای مثال در حالت عادی و زمانی که PH آب برج خنک کن بین 6-8 باشد می توان از ساپورت ها و قطعات گالوانیزه استفاده کرد. اما زمانی که آب برج خنک کننده به شدت قلیایی یا اسیدی باشد باید به ترتیب از قطعات استیل 304 و 316 استفاده شود. در حالی که اگر درجه قلیایی و اسیدی بودن آب به کمتر از 4.5 و یا بالا تر از 9.5 برسد باید در بدنه برج خنک کن رزین ویژه به کار برد.

تولید کننده برج خنک کننده:

ما امیدواریم که این وبلاگ کوتاه به شما کمک کرده باشد تا درک بهتری از متغیر هایی که می توانند بر تأثیر عملکرد برج خنک کننده تأثیر بگذارند، به دست آورید. اگر می خواهید در مورد گزینه های گولینگ تاور که شرکت مهتاب گستر ارائه می دهد بیشتر بدانید یا می خواهید با یکی از تکنسین های برج خنک کننده ما بررسی تعمیر و نگهداری کنید، امروز با ما تماس بگیرید و قرار ملاقات بگذارید. ما در صدد ارائه بهترین راه حل های برج خنک کننده صنعتی هستیم و مطمئن هستیم که در صورت نیاز می توانیم به شما کمک کنیم.

برج های خنک کننده، اگر چه ماشین های قدرتمندی هستند، اما برای اطمینان از عملکرد صحیح آن ها در بالا ترین بازده به بازرسی های دقیق نیاز دارند. یکی از مهم ترین اجزای نگهداری، پیشرانه دنده برج خنک کننده است. کارشناسان خدمات برج خنک کننده یا کولینگ تاور در شرکت مهتاب گستر می توانند به شما در نگهداری، تمیز کردن و تعمیر درایو های دنده برج خنک کننده، قطعات برج خنک کننده، نازل برج خنک کننده، پکینگ برج خنک کننده، قطره گیر برج خنک کننده و فن های برج خنک کننده کمک کنند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص برج خنک کننده و فرایند تولید برج خنک کننده و همچنین سؤالات بیشتر در مورد راه حل های کمکی برج خنک کننده یا سایر دستگاه های خنک کن و نیز اطلاع از قیمت کولینگ تاور به سایت مهتاب گستر مراجعه نمایید.

برای راهنمایی و پشتیبانی با تیم متخصص مهتاب گستر در تماس باشید.