در این مقاله به توضیح نحوه عملکرد برج خنک کننده یا چگونگی فرآیند کاهش دمای سیستم خنک کاری کولینگ تاور فایبرگلاس مرطوب، خشک و هیبریدی خواهیم پرداخت. برج خنک کن نوعی مبدل برودتی جهت زدایش حرارت تجهیزات صنعتی است. این وسیله با برقراری تماس میان جریان هوای محیط و سیال خنک شونده، سبب افت دمایی ماشین آلات میگردد. برای آشنایی با نحوه عملکرد برج خنک کننده ابتدا باید مفاهیم هوای حباب تر و خشک را توضیح دهیم. به هوایی که در پیرامون دستگاه وجود دارد و با دماسنج معمولی قابل اندازه گیری است، هوای خشک محیط میگویند. هوای حباب تر محیط در واقع به میزان رطوبت بستگی دارد. هر چه میزان رطوبت هوا اطراف برج خنک کننده افزایش یابد، راندمان آن کاهش خواهد یافت.
نحوه عملکرد برج خنک کننده مرطوب
- ورود آبگرم از بخش فلنچ به درون برج خنک کننده
- توزیع و تقسیم جریان آب توسط انشعابات لوله کشی
- ایجاد تلاطم در جریان سیال و پاشش قطرات ابگرم برروی سطوح خنک کاری یا پکینگ مدیا
- ایجاد بستر افزایش سطح تماس و کند نمودن جریان آب بوسیله پکینگ
- ایجاد تهویه مطبوع و انتقال هوای خشک محیط به درون برج بوسیله فن یا حوض هوارسانی
- تبادل حرارت و افت دمای قطرات
- ذخیره سازی آبسرد تولید شده در قسمت تشتک یا بیسین برج خنک کن
- انتقال آبسرد توسط پمپ سیرکولاتور به سیستم مولد گرما
نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته خشک
برجهای خنک کننده خشک دارای مکانیزم سرمایشی تماماٌ هوا خنک میباشند. به لحاظ نحوه عملکرد با برجهای مرطوب دارای تفاوتهای بسیاری هستند. سیکل هدایت کننده آبگرم کویل نام دارد. سیال بدون پاشش، تنها در لولههای مبدل حرکت کرده و برقراری سطح تماس برعهده کویل است. تبادل انرژی و دما بصورت غیر مستقیم از طریق سطح کویل انجام میگردد. با ورود آبگرم به دستگاه، بلافاصله وارد سیکل بسته کویل شده و توسط جریان هوا دمای آن کاهش مییابد. ضریب انتقال حرارت، عملکرد صحیح هوادهی، متراژ، تعداد ردیف و جنس لوله کشی، تاثیر مستقیم بر راندمان افت دما دارد. بعلت وجود سیکل بسته، تبخیر آب ندارد.بنابراین هزینههای تامین آب جبرانی را اندک میکند.
از عواملی که در نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته خشک اختلال ایجاد میکند، رسوبگذاری املاح و کاهش ضریب انتقال دمایی مبدل پوسته لوله است. پارامتر بعدی، عدم فعالیت و طراحی نامناسب جنس، تعداد تیغه و قطر فن میباشد. نقص در مکانیزم هوادهی کولینگ تاور، روند زدایش گرما را تحت شعاع خود قرار میدهد. همچنین نصب برج خنک کن خشک در نقطهای سرد به دور از تجهیزات گرمازا و تابش مستقیم نور خورشید، میتواند سبب بهبود نحوه عملکرد آن گردد. از ویژگیهای منحصر به فرد، خنک کاری در سیکل بسته، کاهش دمای سیال تا محدوده دلخواه بواسطه افزایش متراژ و تغییر ضخامت مبدل است.
نحوه کارکرد برج خنک کن هیبریدی
برج خنک کننده هیبریدی آخرین نسل کولینگ تاور های صنعتی با سیکل پاشش آب مدار باز و بسته میباشد. سیکل باز تحت عنوان کمکی کاربری دارد. در حقیقت این مدار، جهت افزایش و ایجاد روند تقلیل دمایی به صورت ثابت حتی در فصول گرم سال تعبیه شده است. مدار اصلی جریان آب کویل است که اغلب از متریال مس با ضریب تبادل حرارت بالا ساخته میشود. به دلیل ترکیبی بودن نحوه عملکرد برج خنک کننده، آنرا ترکیبی اطلاق میکنند. سیستمهای ترکیبی آخرین نسل طراحی شده از انواع برج خنک کننده است. مهمترین ویژگی آن راندمان کاهش دمایی ثابت در فصول مختلف سال است. شرکت برج خنک کننده CTR طراح و تولید کننده انواع کولینگ تاور صنعتی فایبرگلاس و گالوانیزه است.
عوامل موثر بر عملکرد برج خنک کن
- طراحی و محاسبه دقیق ظرفیت برودتی متناسب با دلتاتی و میزان دبی آب در گردش
- استفاده از قطعات مناسب متناسب با ظرفیت و نوع کاربری( نوع نازل، پکنیگ، کویل، فن، اسپرینکر و غیره)
- نصب دستگاه در محیط خنک، تراز و به دور از استخرهای نگهداری سیالات داغ
- بکارگیری مخزن عمودی سیرکولاتور جهت زدایش مقداری گرما قبل از ورود به برج خنک کننده
- استفاده از استخر یا حوضچهی آبفشان جهت تبادل حرارت و خنک کاری بیشتر
- محاسبه صحیح نوع فن، تعداد پره ها و زاویه تنظیم آن (میزان CFM هوادهی)
- همچنین افزایش تعداد لایه های پکینگ بر نحوه کار برج خنک کننده موثر است.
- بکاگیری قطره گیر یا دریفت الیمیناتور و جلوگیری از تشکیل بخار هوای اشباع اطراف دستگاه
- رعایت تناسب میان میزان دبی آب در گردش و CFM هوادهی برج خنک کننده
- ایجاد پدیده همپوشانی نازلها با تامین میزان فشار آب لازم
- انتخاب لوور مناسب، متناسب با ظرفیت برودتی یا تناژ تبرید حرارتی
نحوه عملکرد قطعات برج خنک کننده
نحوه عملکرد یا درواقع راندمان مطلوب قطعات بر مکانیزم برج خنک کننده تاثیرگذار است. بنابراین بررسی درستی عکلکرد قطعات به صورت دورهای میتواند از خرابی و ناکارامدی آنها نیز جلوگیری کند.
- نحوه کار سیستم پاشش آب
سیستم پاشش و توزیع آب شامل، لوله، نازل، اسپرینکلر، کویل(ویژه در کولینگ مدار بسته و ترکیبی) و اتصالات آن میباشد. لوله و انشعابات وظیفه تقسیم جریان آب در برج خنک کن را برعهده دارد. نازل و اسپرینکلر وظیفه ایجاد تنش و شکست جریان سیال را برعهده دارند. بعلت وجود اختلاف اندازه سطح مقطع ورودی و خروجی، جریان آب با فشار، بر روی پکینگ پاشش مییابد. نحوه عملکرد، تعداد درست و تامین فشار کاری لازم برای کار، سبب خیس شدن کامل سطوح پکینگ میشود. به این فرایند همپوشانی نازل گفته میشود که بر عملکرد و راندمان کاهش دمای برج خنک کننده موثر است.
- مکانیزم سیستم هوارسانی
حوض هوارسانی وظیفه گردش هوای داخل دستگاه را برعهده دارد. مرکز هوادهی برج خنک کننده صنعتی فایبرگلاس متشکل از دو بخش الکتروموتور یا دینام و فن میباشد. قطعات به کار رفته در این حوضه، شامل شفت، هاب، خار، پروانه، موتور و کاهش دور میباشد. موتور با تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی، سبب چرخش فن میگردد. فن نیز توسط بخشی به نام خار به شفت متصل شده است. چرخاندن شافت عامل به حرکت درآمدن پروانه کولینگ تاور است.
- نحوه عملکرد سطوح انتقال حرارت برج خنک کننده
سطوح انتقال حرارت در برج خنک کننده مدارباز شامل چندین ردیف پکینگ که وظیفه افزایش سطح تماس و زمان برخورد آب و هوارا برعهده دارند. نحوه انتقال حرارت در برج مرطوب بر پایه تماس مستقیم آب و هوا است. به دو صورت محسوس و نامحسوس این انتقال حرارت رخ میدهد. محسوس به معنای تماس مستقیمی است که قابل مشاهده میباشد. نامحسوس به انتقال حرارتی میگویند که در اثر فرآیند تبخیر رخ میدهد. کویل در برج خنک کننده مدار بسته کاربری داشته و همانطور که گفتیم به صورت غیر مستقیم حرارت را دفع میکند. شرکت برج خنک کننده CTR تولید کننده و سازنده انواع کولینگ تاور صنعتی فایبرگلاس میباشد. جهت دریافت مشاوره و ارتباط با کارشناسان این کمپانی میتوانید بوسیله منوی ارتباط با ما تماس حاصل نمایدد.