برج خنک کننده چیست؟ - سرما سازان اسپادانا

برجهای خنک کننده

برج خنک کننده چیست؟

برج های خنک کننده صنعتی روشی مؤثر برای از بین بردن گرمای ناخواسته از یک مکان به مکان دیگر با استفاده از آب به عنوان وسیله حمل و نقل در برنامه هایی است که در آن نیاز به داشتن منبع قابل اطمینان از آب خنک در طول سال در محدوده دمای ۷۰ درجه فارنهایت تا ۱۰۰ درجه فارنهایت وجود دارد. برجهای خنک کننده معمولاً برای خنک کردن محصولات و ماشین آلات در بسیاری از کاربردها از جمله قالب تزریق ، ابزار و برش قالب ، مواد غذایی و آشامیدنی ، مواد شیمیایی ، لیزرها ، ابزار دستگاه ، نیمه رساناها و موارد دیگر استفاده می شود. در حالی که تعدادی از تولید کنندگان مختلف از طرح های مختلف استفاده می کنند ، همه برج های خنک کننده با استفاده از همان اصل خنک کننده تبخیری کار می کنند.

برج های خنک کننده برای از بین بردن گرما از یک ساختمان استفاده می شود. خنک کردن یک جریان آب تا دمای پایین تر با استفاده از تبخیر این کار را انجام می دهد. برج های خنک کننده بزرگ معمولاً در صنایعی مانند نیروگاه ها ، پالایشگاه های نفت و امکانات مختلف تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه آنها از ساختارهای بزرگ هیپربلوئید گرفته تا ساختارهای کوچکتر در پشت بام مراکز خرید ، بیمارستانها یا دانشگاهها متفاوت است.

با این حال ، متداول ترین کاربرد برج خنک کننده در داخل سیستم HVAC برای خنک کننده ساختمان ها است.

برج خنک کننده HVAC (گرمایش ، تهویه و تهویه هوا) برای دفع گرمای ناخواسته از چیلر استفاده می شود . استفاده از HVAC از یک برج خنک کننده برج خنک کننده را با یک چیلر با آب خنک کننده یا میعان کننده آب سرد جفت می کند.

برج های خنک کننده بر اساس بار خنک کننده یک ساختمان از نظر اندازه و طراحی متفاوت هستند. بار خنک کننده با توجه به ابعادی از ساختمان که از آن گرما نیاز به استخراج دارد ، تعیین می شود. عامل دیگری که در این طراحی تأثیر می گذارد رطوبت نسبی هوا است. این با تعیین محل ساختمان مشخص می شود. به عنوان مثال ، رطوبت نسبی در آلبوکرک ، نیومکزیکو بسیار کمتر از آتلانتا ، جورجیا است.

برج خنک کننده چگونه کار می کند؟

خنک کننده تبخیر یک فرایند طبیعی است که باعث تبخیر آب تبخیر شده در هوا می شود. مثال خوب این امر ، احساس ناگهانی سرماخوردگی در هنگام خروج از حمام گرم است ، یا اشتباه دادن هواداران استفاده شده برای کمک به خنک کردن بازیکنان فوتبال در حاشیه. در حالی که در حمام هستیم ، پوست ما خیس است و به راحتی در معرض هوا قرار نمی گیرد ، اما وقتی پا به هوا می گذاریم ، آب روی پوست ما شروع به تبخیر می کند و گرما را از بدن ما بیرون می کشد و اثر خنک کننده را احساس می کنیم. برجهای خنک کننده از همین اصل خنک کننده تبخیری برای خنک کردن جریان مداوم آب استفاده می کنند.

برج های خنک کننده در واقع جعبه های بزرگی هستند که برای به حداکثر رساندن تبخیر آب طراحی شده اند. برای انجام این کار ، آنها حاوی مواد ، به طور معمول ورق های پلاستیکی PVC هستند که باعث ایجاد مناطق بزرگ برای ایجاد تبخیر آب می شوند. این ماده همان چیزی است که داخل برج خنک کننده را پر می کند و به آن “برج خنک کننده پر” می گویند.

برجهای خنک کننده بزرگ ، مانند ساختمانهای نیروگاههای هسته ای ، به یک پیش نویس طبیعی یا جریان هوا از طریق برج خنک کننده متکی هستند. اما ، این فقط در برجهای خنک کننده بسیار بزرگ مؤثر است. بیشتر برجهای خنک کننده از موتور فن برقی برای ایجاد پیش نمایش هوا یا جریان هوا از طریق برج خنک کننده استفاده می کنند. به این نوع برج خنک کننده برج خنک کننده “القا شده یا نیرو پیش نویس” گفته می شود.

در زیر چند نمونه از برج های خنک کننده آورده شده است:

انواع برجهای خنک کننده:

برجهای خنک کننده معمولاً یا با ساخت ، روشهای انتقال حرارت و روشهای تولید جریان هوا طبقه بندی می شوند. در ادامه نگاهی خواهیم داشت به هر یک از انواع برجهای خنک کننده.

۱٫ برج های خنک کننده با ساخت:

نوع بسته بندی: برج های خنک کننده نوع بسته بندی از پیش ساخته هستند. این پوسته معمولاً از مواد بدون مقاومت در برابر خوردگی ، گرما و بادوام مانند پلی استر تقویت شده با فایبرگلاس ساخته می شود. از آنجایی که آنها از قبل مونتاژ شده اند ، می توان آنها را به راحتی به محل مورد نظر منتقل کرد. از آنجا که آنها جمع و جور هستند ، در تسهیلاتی که نیاز به گرمازدایی کم مانند بیمارستانها ، مراکز تجاری و ساختمانهای اداری را دارند ، ترجیح داده می شوند.
نوع نعوظ مزرعه: این واحدهای بزرگی است که بطور کلی در نیروگاهها ، تاسیسات عظیم تولیدی مانند کارخانه های فرآوری فولاد یا پالایشگاه های نفتی مورد استفاده قرار می گیرد. آنها در مقایسه با نوع بسته بندی ساختارهای بزرگی دارند. آنها می توانند مطابق مشخصات سفارشی تولید شوند.

۲٫ روش انتقال حرارت:

برج های خنک کننده خشک: برج های خنک کننده خشک با انتقال گرما از طریق سطحی که مایعات کار را از هوای محیط جدا می کند ، کار می کنند. این عمل در اصل انتقال حرارت توسط مبدل حرارتی با باله های طولانی انجام می شود. فن توسط موتور الکتریکی رانده می شود. از این رو برج های خنک کننده خشک هیچ آب مصرف نمی کنند.
برجهای خنک کننده مرطوب یا برجهای خنک کننده مدار Open: این برجهای معروف برجهای خنک کننده هستند زیرا مقرون به صرفه و قابل تجدید هستند. آنها برای خنک کردن تأسیسات از آب استفاده می کنند و انتقال گرما با کاهش دمای فرایند و افزایش متناظر در هر دو رطوبت و دمای لامپ مرطوب هوا که از داخل برج خنک کننده عبور می کند اندازه گیری می شود.
برجهای خنک کننده مرطوب معمولاً تولید ناگهانی رانش می کنند. اگرچه آنها برای محیط زیست خطرناک نیستند ، اما از بیننده های چند راننده برای به حداقل رساندن پیمایش برج خنک کننده استفاده می شود. تبخیر آب در یک پیش نویس مکانیکی مرطوب ، ذاتاً از نظر انرژی نسبت به سایر انواع برجهای خنک کننده مانند خشک یا مایع مقرون به صرفه تر هستند.
برجهای خنک کننده سیال یا برجهای خنک کننده مدار بسته: در برجهای خنک کننده مدار بسته ، اغلب آب با گلیکول مخلوط می شود تا یک مایع تشکیل شود. این مایع در یک سیم پیچ در سراسر برج گردش می کند و مستقیماً در معرض هوا قرار نمی گیرد. آنها معمولاً در جایی مورد استفاده قرار می گیرند که سطح آن نیاز به تمیز و عاری از آلودگی ها باشد. مزیت این است که هیچ شکل گیری در مقیاس وجود ندارد و از این رو باعث بهره‌وری بهتر و خرابی کمتری میشود.

۳٫ روش های تولید جریان هوا:

انواع برج های خنک کننده بر اساس تولید جریان هوا ، پیش نویس های طبیعی ، پیش نویس مکانیکی ، برج های متقابل و ضد جریان است.

برجهای خنک کننده طبیعی پیش نویس از طراحی و شکل برج خود استفاده می کنند تا هوا را به طور طبیعی با استفاده از فن ها به سمت بالا حرکت دهند. آنها از قانون تراکم های مختلف بین هوای محیط و هوای گرم موجود در برج استفاده می کنند. از این رو ، این برجها برای تحریک جریان هوا بلند هستند و مانند “ابرقاله” شکل می گیرند. آنها به طور معمول در بیرون ساختمانها قرار دارند تا جریان هوا فراهم شود.
برج های پیش نویس مکانیکی تمایل دارند از نیروی فن برای مجبور کردن هوا استفاده کنند. پروانه ها یا فن های گریز از مرکز برای گردش هوا در داخل برج استفاده می شوند. از لحاظ ساختاری بسیار کوچکتر از برجهای پیش نویس طبیعی هستند. کنترل ظرفیت در این نوع برج ها آسان است زیرا می توان سرعت فن را کنترل کرد. بر خلاف برج های پیش نویس طبیعی ، اینها می توانند در هر مکانی در داخل ساختمان واقع شوند.
برج های خنک کننده Cross Flow به گونه ای ساخته شده اند که اجازه می دهد هوا در حالت افقی جریان یابد در حالی که آب به صورت عمودی پایین می رود. این کار از طریق سیستم های باز از طریق عرشه فن انجام می شود ، مجهز به نازل. از آنجا که زمان تماس جریان هوا کمتر است ، برای انتقال گرما هوای بیشتری لازم است. این نوع برج خنک کننده دارای معایب زیادی از جمله مصرف بیشتر انرژی به دلیل جریان هوا مورد نیاز است. تعمیر و نگهداری وقت گیر است و مستعد مقیاس پذیری و گرفتگی دهانه هاست.
جریان شمارنده از آب داغی استفاده می کند که در قسمت بالا وارد می شود ، در حالی که هوا در پایین معرفی می شود و در قسمت بالای آن خارج می شود. از طرفداران پیش نویس اجباری و القا شده استفاده می شود. توزیع از طریق کانال با لوله های جانبی ، مجهز به نازل های اسپری پاشش انجام می شود. رشد جلبک ها بسیار محدود است ، زیرا لوله های جانبی یک واحد بسته هستند و در نور مستقیم خورشید قرار ندارند. میزان مصرف انرژی آنها نسبت به واحد های متقاطع کمتر است و مزیت نگهداری آسان را ارائه می دهد.

تعمیر برجهای خنک کننده:

نگهداری عملیاتی معمول برای دستیابی به توان سازگار از برجهای خنک کننده شما بسیار مهم است. اگر از نزدیک نگاهی بیندازید ، بیشتر تولید کنندگان شامل دستورالعمل های مناسب نگهداری و همچنین برنامه های تعمیر و نگهداری هستند که می تواند هم برای هزینه های عملیاتی شما هم زمان و هم هزینه را ساده تر کند. این روشها با حفظ جریان مناسب آب و جریان هوا و همچنین جلوگیری از خوردگی در برج خنک کننده می توانند از افت بهره وری در بخش انتقال حرارت جلوگیری کنند.

بسامد نگهداری به نوع برج ، اندازه و عوامل خارجی مانند موقعیت جغرافیایی ساختمان شما بستگی دارد.

برخی از فعالیتهایی که می توانید انجام دهید عبارتند از:

اجرای سیستم های کنسانتره که به عنوان فیلتر برای جمع آوری زباله ها و به حداقل رساندن تماس بین آلاینده های ناشی از هوا یا آب عمل می کنند.
برای جلوگیری از گرفتگی باید نازل ها مرتباً تمیز شوند. از آنجا که نازل ها حتی توزیع آب را افزایش می دهند ، آنها باید در جایی قرار بگیرند که بتوان به راحتی دسترسی ، معاینه ، تمیز یا جایگزین شود.
گزینه های تصفیه آب مانند مدل سازی آب ، استفاده از مواد شیمیایی سبز ، تصفیه و نرم شدن باعث می شود سیستم برج بهینه عمل کرده و به نیاز خنک کننده مورد نیاز دست یابد. توصیه می شود این کار به صورت ماهانه انجام شود ، مگر اینکه توسط سازنده به طور دیگری تعیین شده باشد.
تمیز کردن عمیق برجهای خنک کننده شامل استفاده از ماده شیمیایی تمیز کننده ای است که از سیستم خارج می شود. شستن فشار و جاروبرقی نیز بخشی از فرایند تمیز کردن عمیق را تشکیل می دهد.
در صورت لزوم اجزای مکانیکی مانند فن ها ، موتورها و کمربندها در صورت لزوم مورد بازرسی قرار می گیرند.
اجزای الکتریکی مانند خازن ها و سیم کشی باید مورد بازرسی قرار گرفته و در صورت لزوم جایگزین شوند.

برجهای خنک کننده و راندمان انرژی:

با افزایش قیمت انرژی و تأکید بر محیط زیست پایدار ، مهم است که اطمینان حاصل شود که برج های خنک کننده به شکلی طراحی شده ، ساخته شده ، نصب و نگهداری می شوند که از انرژی کمتری استفاده می کنند .

برخی از روش هایی که می توانید برای بهبود بهره وری استفاده کنید عبارتند از:

سیستمهای با آب خنک و مدار باز انرژی کمتری نسبت به گزینه های خنک کننده هوا مصرف می کنند.
برج خنک کننده را می توان با سرعت کامل فن کار کرد تا حداقل حد مجاز دمای آب کندانسور برسد. در زیر این سطح ، می توانید از یک درایو با سرعت متغیر (VSD) برای حفظ یک نقطه تنظیم استفاده کنید.
استفاده از روش طراحی دقیق تر برای برج خنک کننده می تواند موجب صرفه جویی در انرژی بالقوه شود. رویکرد برج به عنوان تفاوت بین دمای آب که برج خنک کننده را ترک می کند منفی از دمای لامپ مرطوب است. هنگامی که یک رویکرد طراحی نزدیکتر انتخاب شود ، برج خنک کننده حاصل از آن ، حتی در یک روز طراحی ، آب سردتری به کندانسور چیلر می دهد ، که به نوبه خود باعث کاهش انرژی کمپرسور می شود.
کنترل سرعت فن: مطابق با استانداردهایی که توسط ASHRAE 90.1-2013 تعریف شده است ، سرعت فن خنک کننده برج باید دارای قابلیت کنترل متناسب با دمای مایع در حال ترک یا دمای / فشار چگالش باشد. این یا با استفاده از موتورهای دو سرعته یا فن آوری محرک سرعت متغیر انجام می شود. این قابل استفاده در هر دو نصب جدید و موجود است.

نتیجه:

در پایان ، برجهای خنک کننده یک عنصر اساسی در هر ساختمان است. از نظر اندازه ، شکل و نوع آن بسته به نیاز ساختمان متفاوت است. امکانات بزرگ مانند نیروگاه ها ، پالایشگاه های نفت و برنامه های تولید فولاد دارای واحد هایپربلوئید هستند ، در حالی که بیشتر امکانات دیگر دارای برج خنک کننده در HVAC خود هستند.

نگهداری روزمره برجهای خنک کننده برای به حداکثر رساندن بهره وری از آنها بسیار مهم است . از آنجا که برج های خنک کننده انرژی مصرف می کنند ، روش های مختلفی وجود دارد که می توانید از صرفه جویی در انرژی اطمینان حاصل کنید.