انواع پکینگ برج خنک کننده دارای دسته بندی‌های گوناگونی نظیر نحوه عملکرد برج خنک کن و متریال ساخت انواع بدنه کولینگ تاور میباشد. خنک کننده‌های صنعتی و تهویه مطبوع امروزه یکی از نیازهای اصلی تاسیسات هستند تا تکمیل فرایندهای برودتی به راحتی انجام شود.استفاده از انواع برج‌های خنک کاری یکی از روش‌های متداول کاهش دمای آب و دیگر سیالات مایع مانند:مبردهای فریونی و روغن هستند.مکانیزم عملکرد ساده و درعین حال کارآمد سبب شده تا در تمامی سیستم‌های حرارتی و برودتی استفاده گردد.هزینه ساخت و تولید ارزان بهمراه بازدهی و توان حرارتی بالا یکی دیگر از مزیت‌های انواع کولینگ تاور میباشد.
این دسته از مبدل‌های جذب گرما دارای انواع مختلفی میباشند که هرکدام متناسب با شرایط اقلیمی مشخص و کاربردی متفاوت طراحی شده‌اند. مثلا پکینگ گرید اسپلش برای هر فضایی مناسب نمی باشد. اما بطور کلی وظیفه تمامی برج ها جذب حرارت اضافی سیالات مایع است که بوسیله هوای تازه امکان پذیر می باشد.در فیزیک واحدی تحت عنوان برودت وجود ندارد و تنها با کاهش یا افزایش حرارت و انتقال آن از ماده‌ای به سیال دیگر دما کم یا زیاد میشود.بررسی و نحوه محاسبات تعیین ظرفیت میبایست توسط مهندسین مکانیک گرایش سیالات انجام شود. در ادامه این مقاله میپردازیم به تمامی انواع برج که تا به امروز توسط افراد متخصص طراحی و تولید گردیده است.
انواع برج خنک کننده جریان مخالف
یکی از بهترین انواع سیستم‌های خنک کننده تبادل حرارت در جریان مخالف بین دو ماده میباشد که این تیپ دارای دسته بندی‌های مختلف با کاربردهای گوناگون هستند.در این روش هوای محیطی در جریانی مخالف با مسیر حرکت آب برخورد میکند که در قسمتی تحت عنوان پکینگ مدیا این فرایند بیشترین مقدار جابه‌جایی انرژی شکل میگیرد.در ادامه پس از تبادل گرما از آب به هوا بخار اشباع از دهانه فن است که تخلیه و به بیرون هدایت میگردد.
انواع برج خنک کننده مدار باز با جریان مخالف
پرمصرفترین انواع برج به تیپ مدار باز با جریان مخالف اختصاص یافته، زیرا از هزینه ساخت و تولید بسیار پایینی برخوردار است و راندمان خنک کاری قابل قبولی درصورت طراحی اصولی ارائه میدهد.این دسته از سه نوع بدنه ورق استیل،ورق گالوانیزه و فایبرگلاس قابل ساخت است که هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند.بطور کلی تیپ مدار باز به و مخروطی تقسیم بندی میشود که تنها با بدنه فایبرگلاس امکان ساخت نوع مدور وجود دارد.برخی اجزای و قطعات بصورت یکسان در تمامی انواع قابل نصب است اما تعدادی از آنها تنها برای استفاده در نوعی خاص طراحی گردیده که در ادامه به این بخش میپردازیم.
تیپ مدار بسته خود نیز دارای انواع هیبریدی و ساده می باشد و به عنوان یک مکانیزم خنک کننده تبخیری با مدار بسته مورد استفاده قرار میگیرد.برج مدار بسته از یک یا چند کویل مسی،استیل،گالوانیزه امکان ساخت دارد. یکی از مهمترین ویژگی‌های برج خشک کاهش مصرف آب و خنک کاری مقدار بیشتر دبی در فضای یکسان است.برج‌های دارای ارتفاع هستند و بخشی از این فضا در نوع مدار باز به عنوان پرت فضایی محسوب میشود.مهندسین با بررسی و امکان سنجی افزایش توان حرارتی توانستند چند مدار خنک کننده مجزا در ظرفیت مشابه با مدار باز طراحی کنند که برای اطلاع از قیمت برج های خنک کننده میتوانید به سایت تبادل گستر هیراد مراجعه نمایید.
انواع برج خنک کننده کراس فلو با جریان متقاطع
نمونه‌ای که برای اولین بار توسط شرکت ابارا طراحی گردید و بازار معرفی شد اما با گذشت زمان و دریافت خروجی باور نکردنی سازندگان انواع مختلفی از تیپ جریان متقاطع را تولید نمودند.همانند مدل‌های قبلی کراس فلو هم نیز دارای تیپ مدار بسته و مدار باز است اما راندمان خنک کاری برج به مراتب از نوع جریان مخالف 30درصد بیشتر میباشد.دلیل این اتفاق استفاده لوور یا کرکره ورودی هوا در دوسمت برج خنک کننده بود که بصورت ارتفاعی تا بالای برج ادامه می یافت.
با متمرکز سازی هوا و نصب سطح مقطع بیشتر درون خنک کننده شاهد افزایش میزان تبادل حرارت بهتر بودیم. اما دیر نگذشت که معایبی هم پدیدار شد که میتوان به مصرف و تبخیر بیش از اندازه آن اشاره نمود.به همین منظور برای تیپ جریان متقاطع نیز تولید گردید اما در این نوع ساختار، با پرت حرارتی بالایی مواجه شدند.زیرا به صورت افقی درون برج نصب میشد اما هوا با جریان متقاطع از قسمت فن استک تخلیه میگردید درنتیجه پروژه کراس فلو شکست خورد و امروزه دیگر انواع این تیپ خنک کننده بسیار کم مورد استقبال قرار میگیرد.
انواع مصارف برج خنک کننده
کاربردهای بسیاری برای برج تعریف شده اما بطور کلی میتوان به دو دسته بندی این انواع را طبقه بندی نمود :
برج خنک کننده تهویه مطبوع یا چیلر
در نوع اولی عموما درراستای کاهش دمای انواع مصارف صنعتی نظیر : کوره ذوب و فلزات،تزریق پلاستیک،فرایندهای استیل سازان و غیره . اما انواع دوم عموما برای کاربردهای سیستم‌های تراکمی طراحی گردیده است که دمای آب اواپراتور شل تیوب چیلر تراکمی را خنک نگه دارد.اما هر دونوع دارای وجه اشتراکی هستند (کاهش دمای آب تا مرز دمای محیطی) در تمامی انواع نام برده تاکنون مهندسین در تلاش بودند با طراحی استاندارد و اصولی برجی ساخته شود که بهترین عملکرد را از خود ارائه دهد و در این راستا تا به امروز موفق بوده‌اند.
انواع اجزای و قطعات برج خنک کننده
همانطور که گفته شد یکسری تجهیزات به صورت یکسان در تمامی برج‌ها قابل استفاده هستند. این کاربردی نیز هرکدام دارای انواع مختلف بوده که طراحی هریک با دیگری بسیار متفاوت است.اما تنها بخش ظاهری تغییر نکرده و نحوه عملکرد قطعه نیز تغییرات اعمال شده.انواع تجهیزات کاربردی شامل :
- پروانه فن محوری
- نازل یا افشانک
- کویل مدار بسته
- فلنچ ورودی و خروجی آب
- کاهش دور
ساپورت نگهدارنده موتوربرج خنک کننده مدار بسته نوعی کولینگ تاور بوده و فرآیند سرد سازی سیال را توسط کویل‌ها درون یک مدار بسته که سیال داخل آن جریان دارد انجام میدهد. آب توسط افشانک برج بر روی کویل سیستم خنک کننده خشک پاشیده شده تا بعد عمل تبخیر (از طریق گردش هوای ایجاد شده داخل سیستم به کمک فن) سیال را بحد نرمال خنک کند. درون برج مدار بسته مایع با فضای بیرونی تماس ندارد بنابراین احتیاجی به تامین سازی مجدد آب برای کویل نیست. بدین جهت یکی از مزیت‌های مهم برج خشک دی ایکس صرفه جویی و کاهش مصرف آب است.
عملکرد برج خنک کننده مدار بسته دی ایکس
سیال توسط قسمت ورودی داخل کویل که لوله‌هایی پیچ در پیچ یا خم شده هستند جریان پیدا کرده سپس گرمای خود را به سیالی که روی کویل پاشیده میشود انتقال میدهد تا بعد خنک شدن مجددا به سیستم برگردد. سیال موجود چون تبخیر نشده همواره نیازمند تامین نمی‌باشد بلکه یک بار مملو سازی کویل کفایت میکند. همین امر موجب عدم رسوب پذیری برج میگردد.
درون مداری دیگر مایعی که از بیسین مکش شده مداوم جریان دارد و بر روی لوله‌های مسی توسط نازل یا اسپرینکلر توزیع میشود. همچنین هوا توسط فن به گردش آمده و بعد برخورد با آب موجب تبخیر آن از روی کویل خواهد شد نهایتا فرآیند خنک کردن آبگرم صورت میگیرد. سپس مایع دوباره به سیستم باز خواهد گشت. چون این دستگاه همواره از هوا جهت خنک کاری استفاده می‌نماید آنرا خشک دی ایکس نیز می‌نامند.
کولینگ تاور مدار بسته هیبریدی
برج خنک کننده هیبریدی ترکیب دو کولینگ خشک و مرطوب داخل یک سیستم است. بطور معمول بخش بالایی دستگاه خنک کن خشک و بخش پایینی تجهیز مرطوب قرار دارد. بکارگیری برج هیبریدی از تبخیر، هدر رفت آب جلوگیری می‌نماید. برای همین این مدل در مناطق خشک بیشترین استفاده را داراست.
خنک کننده هیبریدی مدار بسته با ارتفاعی بلند همچنین سیستم لوله کشی منظم طراحی و تولید میشود که هوا درون برج توسط فن جریان پیدا میکند. در بخش خشک دستگاه کویل‌هایی وجود داشته که سیال درون آنها حرکت میکند سپس هوا از سطوح لوله مسی عبور کرده و دما تا حد دمای خشک کاهش می‌یابد این مکانیزم بیشتر برای فصول سرد کاربرد دارد. بعد طی این مراحل آب به سمت پایین تاور وارد شده و بوسیله افشانک یا آبگردان روی پکینگ پاشیده میگردد. سرانجام توسط عمل تبخیر دما تا حد دمای مد نظر کاهش خواهد یافت.
کولینگ تاور مدار بسته فایبرگلاس خشک
برج خشک دی ایکس معمولا هیچگونه تماسی بین سیال و هوا بطور مستقیم ندارد. مکانیزم خنک کاری داخل یک سیکل بسته انجام میشود. هیچ آبی در آن مصرف نشده بنابراین برای مناطق خشک یا کویری قابلیت استفاده دارد.
انواع کویل برج خنک کننده مدار بسته دی ایکس
- کویل مسی : جهت ساخت کویل مسی لوله‌هایی به سایز 5.8 اینچ، ضخامت 0.63 تا 0.9 استفاده میشود. برای طراحی و تولید انواع کویل کولینگ تاور دی ایکس، فلز مس بیشترین کارایی و بازدهی را دارا میباشد. متریال مسی میتواند حجم تعیین شده‌ای از آب را طی مدت زمان کم سرد نماید فلذا بسیار اهمیت دارد. سرعت انتقال حرارت درون کویل مسی خیلی بالا میباشد همچنین طول عمر زیادی دارد.
- کویل استنلس استیل :ورق استیل استنلس جزء فولاد‌های ضد زنگ محسوب میگردد. این فولاد استقامت بالایی مقابل حرارت زیاد، خورندگی، زنگ زدگی دارد. بنابراین بکارگیری کویل استیل گرید 316 همراه ضخامت 1.2 میلی متر برای برج‌های خنک کننده اسیدی مدار بسته انتخابی درست است.
- کویل آلومینیومی: آلومینیوم فلزی پرکاربرد، نرم، سبک، قابل انعطاف، مستحکم میباشد. این کویل مقابل حرارت بالا مقاومت زیادی داراست. تولید و ساخت کویل با متریال آلومینیومی آسان همینطور مقرون بصرفه است. فلذا داخل بیشتر تجهیزات خنک کننده فایبرگلاس تیپ مداربسته و هیبریدی بکار می‌رود.
- کویل مانیسمان : مانیسمان نوعی فلز صنعتی محسوب شده و چون درزهای مانیسمان هرگز توسط جوش بهم متصل نشده اند کویل بدون درز هم نیز نام میگیرد. این مبدل از متریال گالوانیزه با لوله‌هایی در سایز 1.2، 3.8 اینچ طراحی و تولید میشود. ارزان بودن مانیسمان جزء مزیت های آن و رسوب پذیری همچنین مقاوم نبودن برابر دما زیاد معایب این نوع کویل صنعتی محسوب میگردد.
- کویل گالوانیزه درز دار : کویل گالوانیزه با ضخامت 2 تا 3 میلی متر تولید میشود. در مقایسه با مبدل مانیسمان مقرون بصرفه تر است. برای همین کاربرد بیشتری داخل انواع کولینگ تاور مدار بسته دارد.
مزایای کولینگ تاور مدار بسته دی ایکس
- رسوب پذیری درون نوع مدار بسته پایین بوده فلذا تعمیرات و نگهداری دقیقی نیاز ندارد. علاوه برآن فرآیند شستشو آسانی داراست.
- با توجه به کمبود آب کشور کاربرد برج فایبرگلاس خشک دی ایکس از جهت عدم اتلاف یا هدر رفت آب بسیار زیاد است. همین عامل سبب صرفه جویی در هزینه تامین آب نیز خواهد شد.
- بوسیله ترموستات در دماهای مختلف انرژی را کنترل و تنظیم می‌نماید.
- بخاطر تماس غیر مستقیم با هوا سیال نیازمند تصفیه البته به شرط کیفیت آب ورودی نخواهد بود.
- راندمان مناسب و عملکردی مطلوب دارد.
