برج خنک کننده

چه عواملي بر عملكرد كولينگ تاور  تأثير مي گذارد؟

كولينگ تاور  بر اساس يك اصل طبيعي است كه به همان اندازه موثر است: خنك كننده تبخيري. هنگامي كه هوا و آب در بسته حرارتي پر مي شوند، مقدار كمي آب تبخير مي شود و در نتيجه دماي آب در گردش در كولينگ تاور  كاهش مي يابد. سپس آب سرد شده مجدداً در فرآيند صنعتي ادغام مي شود تا دوباره گرما را جذب كند. سپس آب دوباره به داخل كولينگ تاور  پمپ مي شود تا چرخه دوباره شروع شود و دوباره خنك شود.

كولينگ تاور  نشان دهنده يك سيستم دفع گرما بسيار ساده هستند كه مصرف كم برق، نوآوري هاي تكنولوژيكي با اثرات زيست محيطي كم و بهترين بازده انرژي را تضمين مي كند. اين موضوع توسط Assoclima، انجمن توليدكنندگان تهويه مطبوع ANIMA (Confindustria) نيز تاييد شده است:

برج‌هاي خنك‌كننده با طراحي مدرن به سطوح بالايي از بهره‌وري انرژي و نوآوري‌هاي فناوري با اثرات زيست محيطي كم دست يافته‌اند كه در حال حاضر بهترين راه‌حل كارخانه براي دفع گرما در محيط‌هاي شهري و صنعتي هستند. با حداقل مصرف آب كه به راحتي مديريت مي‌شود، سيستم‌هاي تبخيري تضمين مصرف برق كم با صرفه جويي قابل توجه در انرژي، ابعاد كلي بسيار كاهش يافته و سطح سر و صداي كم. استفاده محدود از منابع و انرژي به برج ها اجازه مي دهد تا امروز خود را به عنوان فناوري خنك كننده با كمترين ردپاي كربن، در انطباق كامل با دستورالعمل هاي اتحاديه اروپا در مورد محيط زيست معرفي كنند. 

 از مزاياي اين سيستم ها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

1.      كنترل دقيق دما، كه در بسياري از كاربردهاي فرآيندي حياتي است

2. از دست دادن آب ناچيز است زيرا آب در يك حلقه بسته باقي مي ماند. اين سيستم

مصرف آب بسيار كمي براي آرايش و در نتيجه هزينه هاي تصفيه آب خواهد بود

كمتر اين سيستم در مواردي كه آب كمياب است توصيه مي شود.

3. قابليت كار در دماهاي بسيار بالا (200 درجه فارنهايت) و زير انجماد

شرايط استفاده از اتيلن گليكول، الكل يا آب نمك.

عملكرد يك كولينگ تاور :

عوامل اصلي كه مي تواند بر عملكرد كولينگ تاور  تاثير بگذارد چيست؟ در اينجا عوامل اصلي مورد توجه قرار مي گيرند:

1. دماي لامپ مرطوب (WBT):

دماي حباب مرطوب پايين‌ترين دمايي است كه با تبخير آب موجود در هوا در فشار ثابت، هوا را مي‌توان خنك كرد. دماي حباب مرطوب، كه توسط ابزاري به نام روان‌سنج اندازه‌گيري مي‌شود، هميشه كمتر از مقدار حباب خشك است. اين هميشه صادق است، مگر زماني كه هوا كاملاً از آب اشباع شده باشد، يعني زماني كه دماي لامپ مرطوب و خشك برابر است (در اين مورد ما در مورد رطوبت نسبي 100٪ صحبت مي كنيم).

دماي حباب مرطوب يك پارامتر بسيار مهم در انتخاب و طراحي كولينگ تاور  است زيرا اجازه مي دهد تا شرايط دما و رطوبت با توجه به موقعيت سيستم به طور دقيق تعريف شود. بنابراين، دماي لامپ مرطوب مبناي اوليه براي طراحي حرارتي هر كولينگ تاور  تبخيري است.

2. محدوده خنك كننده

اختلاف دماي ورودي آب (گرم) و خروجي (سرد) آب از كولينگ تاور  را Range مي گويند. با افزايش دامنه خنك كننده، هزينه سرمايه گذاري اوليه و مصرف انرژي تجهيزات كاهش مي يابد.

3. بار حرارتي يا توان حرارتي كه بايد از بين برود (بار حرارتي)

بار گرمايي يا خروجي حرارت آب خنك كننده با معادله استاندارد انتقال حرارت تعيين مي شود. بنابراين گرماي خروجي مقدار گرمايي است كه بايد توسط آب در گردش در داخل برج دفع شود. اين يك عامل تعيين كننده در انتخاب كولينگ تاور  مناسب از نظر اندازه و سرمايه گذاري اوليه است.

4. رويكرد

رويكرد، تفاوت دمايي بين آب خنك شده ورودي به حوضه و دماي حباب مرطوب هوا است. اين يكي از مهمترين عوامل در انتخاب كولينگ تاور  است: هرچه رويكرد "مركز" تر باشد، عملكرد تجهيزات بهتر خواهد بود. به همين دليل، بهترين انتخاب براي طراحي، كولينگ تاور  با رويكرد نه خيلي دور و نه خيلي نزديك به دماي مرجع مرطوب حباب است. با اين حال، بايد در نظر داشت كه يك رويكرد كوچكتر، آب خنك‌تر را تضمين مي‌كند، اما در عين حال به برج بزرگ‌تري نياز دارد كه لزوماً منجر به هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري بيشتر و مصرف انرژي بيشتر مي‌شود.

با توجه به تمام جنبه هاي فوق، مي توان گفت كه يك رويكرد بين 3 تا 5 درجه سانتي گراد بهترين انتخاب براي عملكرد بهينه است.

بدون شك طراحي، انتخاب و ادغام اجزاي مختلف تشكيل دهنده كولينگ تاور  و همچنين استفاده از قطعات يدكي اصلي براي اطمينان از عملكرد كارآمد و عمر طولاني تجهيزات ضروري است.

كمترين دمايي كه يك كولينگ تاور  مي تواند ايجاد كند چقدر است؟

4-5 درجه فارنهايت
سردترين دمايي كه يك كولينگ تاور  مي تواند به آن برسد 4-5 درجه فارنهايت است كه بالاتر از دماي لامپ مرطوب است. اين با اندازه گيري دماي آبي كه وارد حوضه سرد مي شود و دماي حباب مرطوب محاسبه مي شود (اين به عنوان اندازه گيري رويكرد نيز شناخته مي شود).

علت پايين بودن PH در كولينگ تاور  چيست؟

اسيدهاي قوي PH پايين تري دارند. عدم تعادل در pH كولينگ تاور  به اين دليل رخ مي دهد كه آب شيرين از چيزي بيش از اكسيژن و هيدروژن تشكيل شده است. مواد معدني محلول در آب نقش بسزايي در تغيير PH آب كولينگ تاور  دارند. اين مواد معدني مي توانند جمع آوري و ايجاد مقياس كنند.

چرا كولينگ تاور  شما بايد حذف كننده دريفت داشته باشد؟

هنگامي كه يك حذف كننده رانش روي كولينگ تاور  نصب مي شود، اين قطرات بزرگ آب را جذب كرده و با تداخل در سرعت آنها را مجبور به تغيير جهت مي كند. اين امر باعث مي شود كه قطرات آب از مسيري كه آمده بودند برگردند و دوباره وارد كولينگ تاور  شوند و از نشت آنها به هوا و جو جلوگيري شود.

مزایا و معایب یک یا نوع دیگر برج خنک کننده

سه نوع برج خنک کننده وجود دارد: برج خنک کننده خشک، مرطوب و ترکیبی (هیبریدی). 

هر یک از این برج خنک کننده ها انواع دارای تفاوت های طراحی قابل توجهی است که در بالا به تفصیل توضیح داده شده است و این نوع برج های خنک کننده دارای مزایا و معایب خاصی هستند.

به عنوان مثال، در خنک کننده های خشک، مایع خنک کننده در یک مدار بسته گردش می کند و مزایای چنین سیستم خنک کننده ای عبارتند از:

• عدم کاهش حجم مایع خنک شده به دلیل حذف فرآیند تبخیر
• در یک خنک کننده مخصوص تهیه شده، نمک های سختی تشکیل نمی شوند و آلاینده های مختلف از محیط بیرونی و تولیدی وارد نمی شوند.
• عملاً هیچ خوردگی در سازه های باربری که تماس مستقیم با مایع خنک کننده ندارند وجود ندارد
• امکان خنک کردن مایع با دمای بالا به دلیل رادیاتورهای مقاوم در برابر حرارت که معمولاً از فلزات با رسانایی حرارتی بالا ساخته می شوند.

با در نظر گرفتن این واقعیت که در برج های خنک کننده خشک، مایع خنک شده تماس مستقیم با هوا ندارد، یعنی. هیچ انتقال جرمی در طول فرآیند خنک سازی وجود ندارد، افزایش بهره وری دشوار می شود.

در اینجا آب از داخل لوله های رادیاتور عبور می کند که از دیواره های آن تنها انتقال حرارت آن به هوا صورت می گیرد. بنابراین، افزایش ظرفیت خنک کننده برج خنک کننده خشک نیازمند افزایش تبادل هوا با افزایش مساحت رادیاتورهای نسبتا گران قیمت با تعداد زیادی تجهیزات فن قدرتمند است.

به عنوان مثال، برای کاهش دمای آب از 40 درجه به 30 درجه سانتیگراد در دمای هوای 25 درجه سانتیگراد، حدود 1000 متر، - حدود 5000 متر مکعب هوا.

علاوه بر این، استفاده از مدارهای خنک کننده مایع بسته در دمای منفی محیط، یخ زدگی مایع را در لوله های رادیاتور منتفی نمی کند و در تابستان بلوک های رادیاتور مستعد گرفتگی با گرد و غبار هستند.

با توجه به تولید قطعات با تکنولوژی بالا برای برج های خنک کننده خشک، هزینه و نگهداری چنین برج های خنک کننده 3-5 برابر در مقایسه با برج های خنک کننده فن دار افزایش می یابد.

برج های خنک کننده مرطوب (یا تبخیری) تا حد زیادی بیشترین استفاده را دارند. در چنین برج های خنک کننده، فرآیند خنک سازی به دلیل تبخیر آب - انتقال جرم و همچنین به دلیل تبادل حرارت بین آب گرم و هوای سرد جوی انجام می شود.

آب گرم شده روی یک نازل آبیاری مخصوص (لایه آبیاری) پاشیده می شود که هوای خنک کننده جوی به صورت مخالف از آن عبور می کند.

در برج های خنک کننده برج، هوا به دلیل اختلاف فشار در ارتفاعات مختلف - طبق اصل کشش در لوله - به طور طبیعی وارد می شود.

چنین برج های خنک کننده، به عنوان یک قاعده، برای خنک کردن مقدار بسیار زیادی آب - تا 30000 متر مکعب در ساعت استفاده می شوند و به هزینه های انرژی زیادی نیاز ندارند، اما کار کردن با آنها دشوار است.

نباید فراموش کرد که یکی از مهم ترین ویژگی های برج خنک کننده ظرفیت خنک کنندگی آن است. در برج های خنک کننده برج خنک کردن آب تا دمای نزدیک به دمای حباب مرطوب در فصل گرم غیرممکن است و عمق خنک کننده در این گونه برج های خنک کننده 8-10 درجه سانتی گراد است. علاوه بر این، در طول دوره های اقلیمی انتقالی، مشکلاتی با تنظیم فرآیند خنک کننده ایجاد می شود.

باید اضافه کرد که ساخت برج خنک کننده دارای ساختار پیچیده ای است که با استفاده از تجهیزات گران قیمت بالابر و تجهیزات اضافی مستلزم هزینه های ساخت زیادی است.

برج‌های خنک‌کننده فن باز با اختلاف رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌حل در زمینه خنک‌کننده آب بازیافتی هستند و استفاده از آن‌ها را در تمامی صنایع توجیه می‌کنند.

مزیت اصلی چنین برج خنک کننده ای ظرفیت خنک کنندگی آن است. تفاوت در آب بازیافتی می تواند به 30 درجه سانتی گراد برسد. این شاخص با استفاده از تاسیسات فن حاصل می شود که جریان هوای قدرتمندی را در فضای آبیاری در برابر جریان آب سرد شده ایجاد می کند و در نتیجه انتقال گرما و جرم افزایش می یابد.

برای خنک کردن حجم زیادی از آب، برج های خنک کننده فن دار به صورت بلوک هایی تعبیه می شوند که هر کدام دارای چند بخش هستند. این طرح برج های خنک کننده امکان خنک سازی چندین مدار سیستم آب در گردش را به طور همزمان فراهم می کند.

ویژگی های طراحی برج خنک کننده فن در مقایسه با برج های برجی بسیار ساده تر و ارزان تر است. آنها سازه های ساخته شده از سازه های فلزی هستند که با جزئیات در محل تدارکات سازنده تولید می شوند، به مشتری تحویل داده می شوند و بر روی پایه های از پیش آماده شده در حوضه آبریز نصب می شوند.

عناصر تکنولوژیکی برج خنک کننده مانند  محفظه فن ،  پروانه ،  روکش دیوارهای خارجی و بادگیرها ،  تله آب ،  سیستم توزیع آب در حال حاضر  در گستره وسیعی ارائه می شود و در ترکیب یک سازنده، این اجزا راه حل بهینه را ایجاد می کنند. برای خنک کردن آب در گردش شرکت ها.

اتوماسیون مصرف کننده های انرژی برج خنک کننده فن این امکان را فراهم می کند تا با توجه به پارامترهای مشخص شده آب در گردش، فرآیند خنک سازی را با حداکثر دقت کنترل کرده و از منابع انرژی چه در فصل تابستان و چه در زمستان استفاده بهینه کرد که باعث افزایش طول عمر آنها می شود.

استفاده از مواد با تکنولوژی بالا در ساخت عناصر فن آوری کارآمد برج های خنک کننده فن این امکان را فراهم می کند تا خنک کننده آب در گردش در شرکت های همه صنایع با فاصله تعمیرات اساسی طولانی مدت فراهم شود. باید اضافه کرد که موادی که از آنها ساخته می‌شوند در برابر محیط‌های تهاجمی، رسوبات بیولوژیکی مقاوم بوده و دارای ویژگی‌های استحکام بالایی هستند.