اجزا برج خنک کننده

یکی از مهم ترین و کاربردی ترین دستگاه ها در صنعت تهویه مطبوع، برج خنک کننده است. برج خنک کننده نوعی مبدل حرارتی است که درون آن در اثر برقراری تماس بین آب گرم و هوای خنک باعث کاهش دمای آب گرم می شود. برای آشنایی بهتر با چگونگی کار کردن برج خنک کننده لازم است تا اطلاعاتی راجع به ساختمان و اجزای این دستگاه داشته باشیم. در این مقاله به بررسی اجزا برج خنک کننده می پردازیم. در ادامه با ساینا تهویه رادمان همراه باشید.

کاربرد برج خنک کننده

برج خنک کننده در سیستم های تهویه مطبوع به عنوان خنک کننده چیلر در انواع چیلرهای جذبی و تراکمی مورد کاربرد قرار می گیرد. عمده کاربرد این دستگاه در صنایع مختلف مانند پتروشیمی، صنایع فولاد، صنایع چوب، صنایع رنگ و رزین، صنایع غذایی و تزریق پلاستیک به عنوان واحد مرکزی تولید آب سرد مبدل های حرارتی است.

اجزای برج خنک کننده

برج های خنک کننده معمولاً از اجزای زیر تشکیل می‌شوند:

سطوح خنک کننده در برج خنک کننده

می توان گفت که اصلی ترین قسمت برج خنک کننده، سطوح خنک کننده که به آن پکینگ (Packing) یا فیل (Fill) هم می‌گویند، است. قسمت زیادی از انتقال حرارت آب داغ و هوا در این قسمت انجام می‌شود. این سطوح از سویی می بایست با ایجاد مساحت زیاد، سطح انتقال حرارت را افزایش دهند و از سوی دیگر از نظر ابعاد زیاد بزرگ نباشند.

بعد از پاشش آب توسط نازل ها، این آب به صورت لایه نازکی بر روی سطوح خنک کننده قرار می گیرد. در نتیجه شدت تبخیر آب به دلیل افزایش سطح انتقال حرارت میان آب و هوا افزایش می‌یابد. از سویی دیگر، آب درون سطوح خنک کننده به علت طراحی خاص سطوح به دام می‌افتد و مدت زمان بیشتری برای انتقال حرارت و تبخیر آب به وجود می آید.

نازل های آب پاش (Spraying Nozzles) در برج خنک کننده

نازل های آب پاش که بر روی لوله آب ورودی به برج خنک کننده قرار می‌گیرند باعث پاشش جریان آب داغ وارد شده را بر روی سطوح خنک کننده می شوند. نازل ها وظیفه دارند تا آب درون برج خنک کننده به صورت یکنواخت و اتمیزه شود. این کار هم در توزیع بهتر آب و هم در اتمیزه شدن که باعث کاهش فشار آب و کاهش دمای تبخیر آن اثر دارد. همچنین سطح انتقال حرارت بین آب و هوا با تبدیل آب به قطرات ریز آب افزایش می‌یابد.

اتصال نازل به سیستم توزیع آب معمولاً به شکل رزوه ای است که باعث می شود این کار به راحتی انجام بگیرد. به دلیل نوع اتصال نازل ها و کوچک بودن سوراخ خروجی آب، به مرور زمان نازل ها دچار رسوب گرفتگی و منجر به مسدود شدن مسیر خروجی آب می‌شوند.

قطره گیر (Drift Eliminator) در برج خنک کننده

با پاشش آب بر روی سطح خنک کننده و مکش هوا با سرعت زیاد به سمت بالای برج خنک کننده، مقداری از قطرات آب بی‌آنکه تبخیر شوند همراه با هوا به سمت خروجی فن رانده می‌شود. این قطرات آب در جریان هوا علاوه بر هدر رفتن آب باعث آسیب دیدن پروانه فن نیز می‌شوند.

وظیفه قطره گیر این است که بخش زیادی از قطرات آب موجود در هوا را حذف کند و از پرتاب آن ها به سمت فن جلوگیری کند. قطره گیرها معمولاً در دو مدل تیغه‌ای و لانه زنبوری ساخته می‌شوند. با بیشتر شدن تعداد مسیرهای موجود در قطره گیر اتلاف آب کمتر می‌شود؛ اما از سویی دیگر فشار وارد شده به فن ها و مصرف انرژی افزایش می‌یابد.

قطره گیر به دلیل در تماس بودن با هوا و قرار گرفتن در معرض تابش مستقیم خورشید، با سرعت زیادی امکان خرابی و استهلاک را دارد.

فن برج خنک‌کننده (Fan)

در برج های خنک کننده معمول، به مکانیزمی برای انتقال و جابجا کردن هوا همراه با صرف انرژی به منظور فرایند کاهش دما و خنک کردن نیاز است. این مکانیزم که به کمک فن انجام می شود؛ به جابجایی اجباری (Forced Convection) هوا معروف است. جابجایی طبیعی (Natural Convection) هوا بدون صرف انرژی و به واسطه اختلاف دما و چگالی هوا انجام می‌شود.

دو نوع فن وجود دارد: نوع مکنده یا نوع دمنده. فن های مکنده در بالای برج خنک کننده قرار دارند و بیشتر از مدل محوری می‌باشند؛ اما فن های دمنده در پایین برج خنک کننده قرار می گیرند و از مدل سانتریفیوژ هستند. جنس پره های فن معمولاً از آلومینیوم، فلز گالوانیزه، فیبر و فیبر تقویت شده با پلاستیک (FRP) است. پره های جنس FRP به علت سبک بودن، مصرف انرژی الکتروموتور را کاهش می‌دهند. ازآنجایی که زاویه تیغه های فن قابل تغییر است؛ می توان در فصل تابستان که تراکم هوا کم می‌شود، زاویه تیغه ها را افزایش داد تا قدرت مکش فن بیشتر شود.

آب پخش کن در برج خنک کننده (Sprinkler)

آب پخش کن یا آب گردان بخشی در برج خنک کننده است که آب داغ را به شکلی مساوی و یکنواخت بر روی سطوح پکینگ پخش می‌کند. معمولاً جنس آب پخش کن از آلومینیوم، برنج یا ترکیبات پلیمری است. حفره های خروجی آب پخش کن به نازل ختم می‌شوند و داخل برج خنک کننده قرار دارند. تعداد حفره ها بسته به نوع طراحی آب پخش کن متفاوت است. آب پخش کن بایستی در برابر خوردگی مقاوم و افت فشار بسیار کمی داشته باشد.

حوضچه آب سرد در برج خنک کننده

وظیفه جمع آوری آب سرد و ذخیره سازی آن در کف برج بر عهده حوضچه آب سرد است.

لوور برج خنک کننده (Louvre)

در قسمت مکش هوا، با توجه به وضعیت متقاطع یا ناهمسو بودن جریان هوا، در دو یا چهار طرف برج خنک کننده قرار داده می‌شوند. مهم ترین وظیفه لوورها پخش یکنواخت هوای ورودی و ممانعت از پاشیده شدن آب به بیرون برج خنک کننده است.

برای طراحی نوع لوورها شرایط طراحی، اقلیمی و مقدار مکش فن مهم و تأثیرگذار است. چراکه در میزان هوای ورودی از طریق لوورها دو عامل نقش اساسی دارند که میزان دبی هوای ورودی به برج خنک کننده را تعیین می‌کنند:

• سرعت هوای ورودی که با توجه به شرایط اقلیمی بین ۵ تا ۱۰ متر بر ثانیه محاسبه می‌شود.
• مساحت کلی دریچه ها و منافذی که بر روی لوورها برای ورود هوا در نظر گرفته شده است.

جنس لوورها معمولاً از کامپوزیت، فایبرگلاس و PVC می باشد. جنس فایبرگلاس برای تولید لوورها از همه جنس های دیگر بهتر است؛ زیرا در مواد فایبرگلاس، مواد مقاوم در برابر اشعه فرابنفش وجود دارد که از آسیب دیدن لوور توسط اشعه خورشید جلوگیری می‌کند. هم چنین PVC مقاومت کافی در برابر اشعه خورشید را ندارد و به مرور زمان دچار از هم گسیختگی می‌شود.

ورودی آب جبرانی در برج خنک کننده (Floater)

ورودی آب در برج خنک کننده به یک شناور وصل است که شبیه به شناور کولرهای آبی عمل می‌کند. به این صورت که وقتی سطح آب درون حوضچه آب سرد کم می شود، شناور به سمت پایین رفته و به این شکل آب بیشتری به حوضچه وارد می‌شود و اگر برعکس سطح آب بالا برود، شناور نیز به سمت بالا حرکت می کند و ورود آب را به درون حوضچه محدود می‌کند؛ بنابراین میزان سطح آب حوضچه توسط این سیستم تنظیم می‌شود.

لوله سرریز در برج خنک کننده (Overflow)

در صورتی که شناور به خوبی عمل نکند و حوضچه آب سرد پر آب شود؛ این لوله آب اضافی را خارج می‌کند. در شرایطی که مقدار آب بیش از حد مجاز باشد و به سطوح خنک کننده (پکینگ) برسد، عملکرد برج خنک کننده مختل می‌شود.

زهکش آب حوضچه در برج خنک کننده (Blowdown)

در سیستم برج های خنک کننده مدار باز، امکان آلودگی هوا در اثر تماس با هوای آزاد و همچنین احتمال ورود حشرات و دیگر آلودگی های محیطی به درون آب وجود دارد. به همین منظور، در پایین ترین قسمت حوضچه آب سرد، برای خروج آب آلوده لوله ای قرار می‌دهند که با ورود آب جبرانی، آب تمیز را جایگزین آن کند.

لوله آب ورودی در برج خنک کننده

آب داغ خارج شده از کندانسور سیکل تبرید یا آب داغ برگشتی از فرایند تولید از این لوله به برج خنک کننده وارد می‌شود.

لوله آب خروجی در برج خنک کننده

آبی که در برج خنک کننده خنک و سرد شده از طریق لوله آب خروجی موجود در حوضچه آب سرد به سیستم تبرید یا فرایند تولید بازمی‌گردد.

تعمیر و نگهداری برج های خنک کننده

برای داشتن حداکثر توان برج خنک کننده و افزایش طول مفید عمر آن، تعمیر و نگهداری دستگاه بسیار حائز اهمیت است. انتخاب یک شرکت مناسب برای خریداری و نصب برج خنک کننده می‌تواند در کاهش هزینه ها برای فرایندهای عملیات و نگهداری صرفه جویی به عمل آورد.
توجه به تعمیر و نگهداری دستگاه برج خنک کننده، در کنار حفظ جریان مناسب آب و جریان هوا و جلوگیری از خوردگی در برج خنک کننده، می توانند از افت کارایی در قسمت انتقال گرما جلوگیری کنند.

عواملی مانند نوع برج، اندازه و عوامل خارجی مانند موقعیت جغرافیایی ساختمان برای تعیین طول دوره سرویس دستگاه تأثیرگذار هستند.

موارد زیر برخی از اقداماتی هستند که می توان بدون نیاز به حضور متخصص برای نگهداری از برج خنک کننده انجام داد:

• نصب کردن صافی به منظور فیلتر اضافات و آشغال ها، به این طریق می توان از آسیب رساندن آلودگی های منتقل شده از طریق هوا یا آب به سیستم جلوگیر کرد.
• تمیز کردن مرتب نازل ها به منظور جلوگیری از گرفتگی آن ها. توجه شود که چون نازل ها توزیع آب را بهتر می کنند، بهتر است در جایی قرار بگیرند که به راحتی امکان دسترسی به آن ها میسر باشد تا بازرسی، تمیزکاری یا جایگزین شوند.
• برای بهینه کردن عملکرد سیستم خنک کننده می توان از روش های مختلف تصفیه آب مانند فیلتراسیون، رسوب زدایی و استفاده از مواد شیمیایی سبز استفاده کرد. توصیه می شود این کار به صورت ماهانه انجام شود، مگر اینکه توسط سازنده دستورالعمل‌های دیگری پیشنهاد شده باشد
• برای تمیز کردن کامل برج های خنک کننده می توان از یک ماده شیمیایی تمیز کننده استفاده کرد تا در سیستم برج خنک کننده و تهویه مطبوع گردش کند.
• برای تمیز کردن سیستم می‌توان از روش شستشوی پرفشار و استفاده از جاروبرقی نیز بهره برد. در صورت لزوم، اجزای مکانیکی مانند فن ها، موتورها و تسمه ها هم باید تمیز و تنظیم شوند. اجزای الکتریکی مانند خازن ها و سیم کشی باید بررسی و در صورت نیاز جایگزین شوند.

برج خنک کننده و بهره وری انرژی

به دلیل بالا بودن قیمت انرژی و هم چنین رعایت اصول محیط زیستی، بایستی از اینکه برج های خنک کننده در طراحی و ساخت و نصب و نگهداری میزان انرژی کمتری مصرف می کنند؛ اطمینان کافی پیدا کرد. از روش های زیر برای بهبود کارایی برج خنک کننده و کاهش مصرف انرژی می‌توان استفاده کرد:

• انتخاب برج خنک کننده مدار باز که انرژی کمتری در مقایسه با سایر انواع برج خنک کننده مصرف می کنند.
• فن برج خنک کننده باید توانایی تنظیم سرعت خود متناسب با دمای سیال خروجی یا دما و فشار خنک کاری را داشته باشد. با استفاده از موتورهای دو سرعتی یا فناوری درایو با سرعت متغیر می توان این امکان را فراهم کرد.

خرید برج خنک کننده

برای خرید دستگاه برج خنک کننده، استعلام قیمت و مشاوره رایگان برای انتخاب مناسب‌ترین دستگاه برای ساختمان خود با کارشناسان فنی و فروش شرکت ساینا تهویه رادمان تماس بگیرید. هدف ساینا تهویه رادمان ارائه محصولات با کیفیت با قیمت مناسب است. این مجموعه به دلیل استفاده از تکنولوژی‌های نوین در تولید محصولات در حال حاضر در عرصه خرید و فروش و تولید انواع سیستم‌های تهویه مطبوع پیشرو است. شما می‌توانید به راحتی از طریق شماره‌های درج شده در سایت با کارشناسان ما در ارتباط باشید.