کولینگ تاور

برج خنک کننده )کولینگ تاور  Cooling (Tower

برج خنک کننده یاکولینگ تاور (Cooling Tower) دستگاهی است که گرمای بوجود آمده در فرآیندها، ماشین‌ها و دستگاه‌های صنعتی را از آب در حال جریان دریافت و از طریق تبخیر آن را به اتمسفر انتقال می‌دهد و مجدداً آب خنک را به سیستم برمی‌گرداند. در برج خنک کن، بخشی از آب با دریافت گرما از فاز مایع به فاز بخار تبدیل شده و به اتمسفر وارد می‌شود.

هنگامی که این تبخیر انجام شود با توجه به انرژی که از آب گرفته شده، میزان دمای مابقی آب که به صورت سیال است کاهش می‌یابد. به این پدیده، سرمایش تبخیری (Evaporative Cooling) می‌گویند و این همان چیزی است که در کولینگ تاور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برج خنک کننده در کجا استفاده می شود؟

برج خنک کن به صورت گسترده در انواع صنایع به کار می‌رود؛ از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی، صنایع ذوب فلزات، ریخته ‌گری، کوره‌های القایی، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک، صنایع تولید شیشه، صنایع تولید سرامیک و کاشی، صنایع تولید خودرو، صنایع رنگ، کارخانجات تولید لبنیات و مواد غذایی، صنایع تولید کاغذ و تقریباً هر جایی که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد.

چرا کولینگ تاور در بالای ساختمان های مسکونی، تجاری و اداری نصب می‌شود؟

برای خنک کردن هوای درون ساختمان از تجهیزات سرمایش استفاده می‌شود. تجهیزات اصلی یک سیستم سرمایش عبارتند از : چیلر، برج خنک کن، فن کوئل، هواساز و پمپ.

چیلرها آب بسیار سرد با دمای 5 تا 10 درجه سانتیگراد تامین می‌کنند؛ این آب سرد وارد فن کوئل و هواساز می‌شود و هوای داخل ساختمان را خنک می‌کند. چیلر در هنگام کار گرم می‌شود و برای فعالیت مداوم و موثر نیاز به خنک کردن آن می‌باشد. کولینگ تاور برای خنک کردن چیلر به کار می رود. برج خنک کن، گرمای چیلر را گرفته و به هوا می‌فرستد. انتخاب چیلر و برج خنک کن برای ساختمان وابسته به شرایط آب و هوایی منطقه می‌باشد. شرایط انتخاب در شهر تهران در جدول زیر نشان داده شده است.

برج خنک کننده چگونه کار می‌کند؟

سیستم‌ها و فرآیندهای صنعتی حرارت زیادی را به شکل آب داغ تولید می‌کنند که این آب باید خنک گردد. این آب داغ از داخل کولینگ تاور عبور می‌کند و در معرض هوای خشک و خنک محیط قرار می‌گیرد. گرما بوسیله تبخیر دفع می‌گردد. این آب خنک مجدد وارد فرآیند شده و گرم می‌شود، این سیکل بارها و بارها تکرار می‌شود. آبگرم در برج خنک کن بوسیله نازل به قطرات ریز تبدیل شده و بروی پکینگ پاشیده می‌شود که موجب افزایش سطح تماس و افزایش میزان تبخیر می‌شود. فن که بالای برج خنک کننده قرار کرفته است هوا را از پایین دستگاه به سمت بالا، در خلاف جهت آب هدایت می‌کند، این هوا گرما و آب تبخیر شده را به اتمسفر خارج می‌کند. آب گرم در این فرآیند خنک شده و بخشی از جرم خود را از دست می‌دهد که به صورت تبخیر همراه با هوا خارج می‌شود، سپس این آب خنک در تشت دستگاه جمع شده و به سمت سیستم مکش می‌شد. کولینگ تاور به دلیل تبخیر مداوم آب مصرف آب بالایی دارد به طوریکه در مناطق خشک و کم آب می‌توان از برج خنک کن مدار بسته ، هیبریدی، آدیاباتیک یا خشک استفاده نمود و میزان مصرف آب را کاهش داد. (محاسبه آنلاین مصرف آب برج خنک کننده)

انواع برج خنک کن کدام است؟

برج خنک کن دارای انواع مختلفی می‌باشد که از لحاظ مسیر جریان آب و هوا، نحوه ساخت و روش انتقال حرارت تقسیم بندی می‌شوند. انتخاب نوع برج خنک کن بر اساس نوع و نیاز واحد بهره بردار انتخاب می‌گردد. تقسیم بندی انواع کولینگ تاور به شرح زیر است.

کولینگ تاور

انواع برج خنک کن کدام است؟

برج خنک کن دارای انواع مختلفی می‌باشد که از لحاظ مسیر جریان آب و هوا، نحوه ساخت و روش انتقال حرارت تقسیم بندی می‌شوند. انتخاب نوع برج خنک کن بر اساس نوع و نیاز واحد بهره بردار انتخاب می‌گردد. تقسیم بندی انواع کولینگ تاور به شرح زیر است.

تجهیزات و قطعات برج خنک کننده کدامند؟

قطعات برج خنک کننده عبارتند از الکتروموتور، کاهنده دور / گریبکس، فن استک، نازل‌ها / آب پخش کن، لوله‌های توزیع آب، پکینگ / سطوح انتقال حرارت، قطره گیر، بدنه / تشت / سازه اصلی، ساپورت‌های فلزی با کامپوزیت جهت نگه داشتن تجهیزات‌، فلنج‌های ورود و خروج، دریچه‌های هوا، اتصالات دستگاه. هر کدام از این قطعات و تجهیزات دارای انواع مختلفی هستند که متناسب با طراحی و عملکرد برج خنک کن به کار برده می‌شوند.

• فن
  به جریان انداختن هوا در کولینگ تاور (فن یکی از مهمترین و اصلی‌ترین اجزاء برج خنک کن می‌باشد که عملکرد دستگاه به شدت به آن وابسته می‌باشد. فن باید سبک باشد تا نیروی گشتاور محرکه کمتری برای به دوران درآوردن آن لازم باشد و همچنین مقاومت کافی در برابر تنش و خستگی داشته باشد به صورت متداول از استیل، آلومینیوم، فایبرگلاس و یا انواع پلاستک می‌سازند. فن‌ها معمولاً در دو نوع محوری و سانتریفیوژ مورد استفاده قرار می‌گیرند که نوع سانتریفیوژ فشار استاتیکی بالاتر و نوع محوری دبی بالاتری تأمین می‌کنند)

• پکینگ
  ایجاد سطح تماس گسترده میان آب و هوا (نقش پکینگ ایجاد حداکثر سطح تماس میان آب و هوا در طولانی‌ترین بازه زمانی ممکن می‌باشد تا بتواند تبخیر را به حداکثر رسانده و آب را بیشتر خنک کند. پکینگ یا سطوح انتقال حرارت به عنوان قلب کولینگ تاور شناخته می‌شود و در دو مدل اساسی اسپلش (قطره ای) و فیلمی طراحی و ساخته می‌شود.

  هر دو نوع پکینگ فیلمی و اسپلش برای استفاده در کولینگ تاور به کار برده می‌شوند. اما پکینگ فیلمی دارای راندمان بیشتری نسبت به پکینگ اسپلش می‌باشد و سطح تماس گسترده‌تری میان آب و هوا ایجاد می نماید، ولی پکینگ فیلمی نسبت به پکینگ اسپلش در مقابل رسوب و آب بی کیفیت مقاومت کمتری دارد و ضمن اینکه تحمل دمایی کمتری دارد زودتر دچار گرفتگی و فرسایش می شود)

نازل پاشش و توزیع آب قطره گیر جلوگیری از پرتاب آب به بیرون چوب اشباع چوب اشباع شده جهت ایجاد سطح تماس آب و هوا (فرآیند اشباع سازی جهت افزایش عمر چوب به وسیله اسید کرومات مس و به میزان مشخص تحت فشار صورت می‌گیرد و معمولا از چوب درختان کاج نزدیک به قطب شمال (چوب روسی) با رعابت استاندارد های حد ترک و گره در چوب استفاده می شود) در کاتالوگ برج خنک کننده تمام مشخصات شامل شرح کارکرد، جدول مشخصات فنی، شرح قطعات و اجزاء، نمودار تعیین ظرفیت و رزومه پروژه‌های برج خنک کن آورده شده است.

نحوه خرید برج خنک کننده چگونه است؟

جهت خرید برج خنک کننده ابتدا باید پلان نیاز به دستگاه خنک کن نوشته شود. سپس با توجه شرایط دمایی، ظرفیت برج خنک کن مشخص شود. همچنین باید نوع دستگاه، قطعات و تجهیزات، بررسی و انتخاب شوند. در ادامه نیز قیمت‌ها و خدمات تامین کنندگان مقایسه شود و در نهایت نسبت به خرید برج خنک کن اقدام گردد. انتخاب برج خنک کن بر اساس چهار پارامتر اصلی دمای ورود آب به کولینگ تاور، دمای خروج آب از کولینگ تاور، حداکثر دمای مرطوب محیط نصب و دبی آب در گردش انجام می‌شود و پس از تعیین تناژ و ظرفیت باید نسبت به تطبیق دبی آب فعلی و اتصالات اطمینان حاصل کرد. جهت وارد کردن اطلاعات در نرم افزار، واحدهای دما حتماً باید به درجه سانتیگراد باشد و واحد دبی آب به متر مکعب در ساعت باشد. می‌توانید از محاسبه‌گرهای تبدیل واحد دما و تبدیل واحد دبی آب جهت تغییر واحدها استفاده کنید.

مراحل خرید برج خنک کننده

 

دمای آب ورودی به برج خنک کن، دمای آب خروج از برج خنک کن را وارد نمایید. منطقه جغرافیایی محل نصب برج خنک کن را انتخاب نمایید. سپس میزان دبی آب در گردش را وارد کنید. نرم افزار میزان تناژ دستگاه و مشخصات را اعلام می نماید.	با داشتن چهار پارامتر دمای آب ورود به برج خنک کننده، دمای آب خروج از برج خنک کننده، حداکثر دمای مرطوب محیط و دبی آب در گردش می‌توان با استفاده از نمودار انتخاب برج خنک کننده میزان ظرفیت برج خنک کن را بدست آورد.

قیمت برج خنک کن چقدر است؟

قیمت برج خنک کننده همانند سایر دستگاه‌های صنعتی وابسته به پارامترها و شاخصه‌های متعددی می‌باشد. باید در نظر داشت که هزینه استفاده از کولینگ تاور، فقط هزینه مربوط به خرید آن نمی‌باشد و هزینه‌های جانبی دیگری از جمله هزینه طراحی و اجرای لوله‌کشی، هزینه ساخت فوندانسیون، هزینه تأمین آب را شامل می‌شود. قیمت تمام شده یک برج خنک کن صنعتی شامل مجموع هزینه‌های ساخت اجزا تشکیل دهنده به ترتیب زیر می‌باشد:

بدنه و سازه برج	پکینگ و قطره گیر	الکتروموتور و پروانه
60 درصد قیمت کل	20 درصد از قیمت کل	20 درصد از قیمت کل

مفهوم تناژ برج خنک کن چیست؟

تناژ برج خنک کننده به معنی تن تبرید یا ظرفیت خنک کاری کولینگ تاور است و واحدی برای سنجش انتقال حرارت است. یک تن تبرید برابر میزان گرمای لازم برای آب کردن یک تن (907 کیلوگرم) یخ 0 درجه به آب 0 درجه در مدت زمان 24 ساعت می‌باشد.

تعمیر برج خنک کن چگونه است و در چه زمانی باید انجام شود؟

تعمیرات برج خنک کننده شامل مجموعه اقداماتی جهت بازسازی، بروز رسانی و بهسازی برج خنک‌کننده است. اقداماتی از جمله تعویض قطعات مصرفی شامل پکینگ، تسمه، نازل، آب پخش کن، بازسازی بدنه و رفع نشتی کولینگ تاور، تعویض قطعات معیوب از جمله پروانه یا الکتروموتور و یا ارتقا عملکرد دستگاه شامل کاهش مصرف آب یا کاهش مصرف انرژی. بسیاری از قطعات کولینگ تاور در دوره زمانبندی مشخص نیاز به بازرسی، تعمیر و یا تعویض دارند. بازرسی قطعات باید مطابق با جدول زمانبدنی صورت پذیرد.

سوالات تکمیلی

1) برج خنک کننده چیست؟ برج خنک کننده یاکولینگ تاور (Cooling Tower) دستگاهی است که گرمای بوجود آمده در فرآیندها، ماشین‌ها و دستگاه‌های صنعتی را از آب در حال جریان دریافت و از طریق تبخیر آن را به اتمسفر انتقال می‌دهد و مجدداً آب خنک را به سیستم برمی‌گرداند.	.
2) موارد کاربرد برج خنک کننده کدامند؟ برج خنک کن تقریباً در هر جایی که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد، به کار برده می‌شود. به عنوان مثال به صورت گسترده در انواع صنایع از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی و … از برج خنک کننده استفاده می‌شود 3) انواع برج خنک کننده کدام است؟ برج خنک کن جریان طبیعی برج خنک کن جریان مکانیکی برج خنک کن جریان متقاطع و جریان مخالف برج خنک کن جریان القایی و اجباری 4) در برج خنک کننده از چه تجهیزاتی استفاده می‌شود؟ فن پکینگ نازل قطره‌گیر چوب اشباع
5) قیمت برج خنک کن چقدر است؟ قیمت برج خنک کننده به پارامترها و شاخصه‌های متعددی بستگی دارد. باید در نظر داشت که قیمت کولینگ تاور شامل همه هزینه طراحی و اجرای لوله‌کشی، هزینه ساخت فوندانسیون، هزینه تأمین آب می‌شود.