انواع برج خنک کننده چیلر

در این نوشته برج خنک کننده چیلر که یکی از اجزای اصلی سیستم های سرمایش مرکزی  هستند معرفی شده و اجزای برج خنک کن چیلر بررسی می گردد. در ادامه انواع کولینگ تاور ها  از نظر نوع جریان و جنس بررسی می شود.

تعمیر چیلر تراکمی و جذبی

مقایسه

4.00 out of 5

طراحی و ساخت اواپراتور چیلر

مقایسه

0 out of 5

طراحی و ساخت کندانسور آب خنک ( کندانسور آبی )

مقایسه

5.00 out of 5

در ویدیو زیر نحوه عملکرد برج خنک کننده چیلر به طور کامل نشان داده شده است:

برج خنک کننده چیلر چیست

برج خنک کننده از مهم ترین اجزای جانبی سیستم سرمایش مرکزی چیلر است ، که می تواند شامل انواع چیلر تراکمی و چیلر جذبی باشد.

برای بررسی و مشاهده محصولات ، بر روی تصویر زیر کلیک کنید.

در برج های خنک کن آب گرم از کندانسور چیلر آب خنک به کولینگ تاور پمپ می شود و کولینگ تاور بوسیله عبور اجباری هوا باعث خنک شدن آن می شود و دمای آب کندانسور آب خنک را کاهش می دهند. این دستگاه برای دفع گرمای ساختمان در هوای آزاد مستقر می گردد. معمولا پشت بام و یا بالاترین نقاط قابل دسترسی برای قرار دادن این تجهیز برودتی انتخاب می شوند. این دستگاه ها دارای فن های بزرگ هستند که جریان هوای اجباری را در داخل کولینگ تاور ایجاد می کنند.

برج های خنک کننده در مواردی مانند سیستمهای گرمایش و سرمایش سنتی (HVAC)  مدارس ، ساختمانهای بزرگ و بیمارستانها استفاده می شود همچنین برای از بین بردن گرما از سیستم های خنک کننده آب برج در پالایشگاه های نفتی ، نیروگاه ها ، کارخانه های پردازش گاز طبیعی ، کارخانجات پتروشیمی و سایر فرآیندهای صنعتی و فسیل ها استفاده می شوند.

عملکرد برج خنک کن سیستم سرمایش

یک دستگاه تبخیر کننده است که آب و هوا را در تماس با یکدیگر قرار می دهد. دمای آب از تداخل یا همجواری دو جریان کاهش یابد و گرمای آن به هوا منتقل شود. با تبخیر حجم کوچکی از آب، دمای آب در حال گردش در برج کاهش می یابد. آبی که در داخل کندانسور چیلر گرم می شود توسط لوله ها به برج چیلر پمپاژ می شود. آب از طریق نازل به پکینگ برج خنک کننده چیلر برخورد می کند و روی سطح پکینگ پخش شود تا بیشترین سطح ممکن برای برخورد آب با هوا را فراهم نماید.

انواع برج خنک کننده چیلر

همزمان با جریان آب در داخل برج چیلر ، فن های کولینگ تاور چیلر با ایجاد جریان هوا توسط موتورهای الکتریکی ، تداخل آب با هوا را افزایش می دهد. زمانی که آب با هوا برخورد می کند، حجم کمی از آب داخل برج خنک کننده چیلر تبخیر می شود که این فرآیند ایجاد برودت کرده و آب را خنک می کند. آب خنک شده دوباره به کندانسور چیلر آب خنک پمپ شده و در آن گرمای کندانسور را جذب می کند و مجددا به برج چیلر برمی گردد.

قطعات برج خنک کن

اجزای برج خنک کننده چیلر

بخش های مختلفی در کولینگ تاور همزمان با یکدیگر کار کرده تا برج چیلر بتواند کارایی بالایی را در سیستم سرمایش مرکزی ساختمان داشته باشد. برخی از اجزای برج چیلر به صورت دوره ای نیاز به تعمیر و تعویض دارند. اجزای برج خنک کننده شامل:

• بدنه کولینگ تاور
• پکینگ کولینگ تاور
• قطره گیر برج خنک کننده
• فن های کولینگ تاور
• آب پخش کن برج
• شیر شناور
• کرکره یا لوور هوای ورودی
• گیربکس برج چیلر
• نازل های آب
• حوضچه برج

برج خنک کن

بدنه کولینگ تاور

بدنه کولینگ تاور اجزای برج چیلر را پوشش داده و نقش مهمی در ساختار برج چیلر دارد. از کابردهای بدنه کولینگ تاور به موارد زیر می توان اشاره کرد:

• سطح بدنه باعث تعیین مسیر جریان هوا شده و بیشترین سطح برخورد با پکینگ ها را فراهم می کند
• از هدر رفت آب جلوگیری می کند.
• بدنه کولینگ تاور نقش نگهدارنده اجزای آن را دارد و وزن اجزای آن را تحمل می کند.

در ساختار بدنه کولینگ تاور از جنس های متفاوتی استفاده می شود. جنس بدنه کولینگ تاور شامل موارد زیر است:

• برج خنک کننده فایبرگلاس
• برج خنک کننده گالوانیزه ای ( فلزی )
• برج خنک کننده چوبی
• برج خنک کننده بتنی

برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده فایبرگلاس امروزه از رایج ترین انواع برج های خنک کن چیلر هستند. فایبرگلاس به دلیل سبک بودن نسبت به دیگر بدنه های مورد استفاده در برج های خنک کن چیلر و همین طور انعطاف و استحکام آن گزینه مناسبی برای استفاده در برج های خنک کن چیلر است.

از مزایای برج خنک کن فایبرگلاس به این موارد می توان اشاره کرد:

• وزن پایین
• استحکام و انعطاف بالا
• مقاومت بالا در برابر خوردگی و مواد شیمیایی
• رسوب گذاری پایین
• بازدارنده اشعه فرابنش
• تعمیر و نگه داری ساده و کم هزینه
• هزینه جابه جایی و نصب پایین

مش قطره گیر

قطره گیر کولینگ تاور

قطره گیر کولینگ تاور از خروج رطوبت موجود در هوا از بدنه جلوگیری می کند و رطوبت را  به صورت قطرات به چرخه آب در سیستم باز می گرداند ، در واقع قطره گیر برج خنک کننده چیلر مسیر رطوبت را با جدا کردن رطوبت از هوا در جهت دیگر هدایت می کند و به حوضچه کولینگ تاور برمی گرداند.

فن برج خنک کننده چیلر

فن کولینگ تاور چیلر

فن کولینگ تاور به هدف مکش و یا دهش هوا در برج خنک کننده چیلر استفاده می شود. فن باید به اندازه کافی دوام داشته باشد تا بتواند برخورد  ذرات هوا را تحمل کند. فن کولینگ تاور اغلب پر سر و صدا است.

فن ها در برج جریان متقاطع یا برج جریان مخالف استفاده می شود. کولینگ تاور های با جریان طبیعی هوا به استفاده از فن برای ایجاد جریان اجباری نیاز ندارند و جریان هوا در آنها به صورت طبیعی ایجاد می گردد. به طور کلی در انواع برج خنک کننده آنها با دو نوع  فن های محوری ( Axial )  و فن های سانتریفیوژ ( Centrifugal ) تجهیز می گردند.

فن محوری

فن محوری

این مدل از فن ها دارای مقدار دبی بالا و فشار پایین هستند و قدرت ورودی پایین تری دارند. معمولا برای کارهای ساده و تجهیزات خنک کننده با مقاومت پایین مثل جابجایی هوا از یک فضای بزرگ به فضای دیگر (مثلا از داخل کارخانه به بیرون) و فن های مورد استفاده در سیستم های برودتی و برج های خنک کن چیلر استفاده می شود.

فن سانتریفیوژ

فن سانتریفیوژ

این مدل از فن ها دارای سه مدل شعاعی (Radial)، بکوارد (Backward)، و فوروارد (Forward) هستند. فن های سانتریفیوژ برعکس فن های محوری دارای دبی پایین و فشار بالا هستند ، هوا از مرکز فن وارد می شود و از اطراف آن خارج می شود. این مدل از فن ها برای بخش هایی که نیاز به فشار بالا دارند ، استفاده می شود. مثلا برای جایی که مسیر عبور هوا افت فشار بالایی داشته باشد از این مدل فن استفاده می کنیم.

شیر شناور

شیر شناور برای کنترل سطح آب در حوضچه برج چیلر استفاده می شود و یکی از  از قطعات کم دردسر در کولینگ تاور به حساب می آید که نگهدارنده باید در بازه های زمانی، عملکرد آن را بررسی کند.

کرکره یا لوور هوای ورودی

کرکره یا لوور برج مانع تابش نور خورشید و نفوذ آن به سطح آب می شود. چرا که تابش آفتاب سبب ایجاد جلبک و کپک در سطح آب و همچنین گرم شدن آب می گردد ، وظیفه دیگر لوور برج چیلر جلوگیری از پاشش آب از مخزن به بیرون می باشد.

پکینگ برج

پکینگ کولینگ تاور

پکینگ کولینگ تاور ها ، یکی از  بخش های اصلی و با اهمیت برج چیلر به حساب می آیند که در عملکرد کولینگ تاور تاثیر بسزایی دارند. در اکثر کولینگ تاور هایی که دارای بازدهی بالا هستند از پکینگ کولینگ تاور پلاستیکی برای ایجاد حداکثر میزان تبخیر در آب استفاده می شود. آب بر روی پکینگ کولینگ تاور پراکنده شده وبه صورت یک لایه نازک در مساحت زیاد گسترده می گردد. فرآیند پخش و گستردگی آب در پکینگ کولینگ تاور امکان جذب بیشتر گرما را از آب فراهم می نماید. جنس پکینگ ها و طریقه نصب آن ها تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد برج خنک کننده چیلر دارد.

گیربکس کاهنده کولینگ تاور

گیربکس برج

برای ایجاد قدرت ها و سرعت های متنوع در فن از گیربکس هایی با نرخ کاهش و اشکال متفاوتی استفاده می شود. عموما تولید کنندگان برج چیلر امکان انتخاب گیربکس را برای مشتریان و طراحان سیستم های حرارت و برودت فراهم می آورند. گیربکس برج در برخی مدل های برج استفاده می شود و در برخی دیگر از مدل های برج خنک کن از کاهنده دور استفاده می شود.

آب پخش کن برج

آب پخش کن برج خنک کننده

آب از طریق لوله از موتورخانه به برج چیلر پمپاژ می شود و به آب پخش کن وارد می شود و از طریق آب پخش کن و لوله های متصل به آن بر سطح پکینگ ریخته می شود. آب پخش کن همزمان با پخش آب می چرخد و این چرخش باعث می شود که آب به صورت متوازنی بر روی سطح پکینگ پخش شود.

نازل های آب کولینگ تاور

نازل های آب کولینگ تاور معمولا در برج های جریان متقاطع استفاده می شوند. پس از خروج آب از نازل برج چیلر ، به کمک جاذبه زمین آب بین پکینگ تاور ها پخش شده و در حوضچه کف برج چیلر جمع می گردد. نازل معمولا بر روی برج های خنک کن مکعبی استفاده می شود ، در برج گرد یا مدور از آب پخش کن برج استفاده می شود.

برج خنک کننده چیلر

انواع برج خنک کن چیلر از نظر مدار جریان آب

برج های خنک کننده چیلر سیستم سرمایش با توجه به نوع جریان آب کندانسور در آنهابه دو دسته اصلی تقسیم می شوند.

• برج خنک کننده مرطوب
• برج خنک کننده خشک

در سیستم های سرمایش مرکزی که از چیلر آب خنک در آنها استفاده می شود عموما از برج مدار باز استفاده می شود و استفاده از برج خنک کننده خشک چندان رایج نیست.

برج خنک کننده مرطوب

برج خنک کن مرطوب

یک برج مدار باز، دارای برخورد مستقیم هوا با آب است. گرما از آب ارسال شده به برج خنک کننده مدار باز به صورت مستقیم به هوا جریان اجباری موجود در برج منتقل می شود. در این تداخل جریان آب و هوا بخش جزئی از انتقال حرارت از طریق جابجایی حرارت از آب به هوا اتفاق می افتد  در صورتی که بخش اصلی انتقال گرما در فرآیند تبخیر حجم کمی از آب رخ می دهد. روش جذب حرارت به صورت تبخیری در کولینگ تاور ها ، اجازه می دهد تا دمای آب خنک شده به پایین تر از دمای محیط برسد.

برج خنک کننده چیلر نصب شده در پشت بام

مراحل کاهش دمای آب در برج خنک کننده مرطوب

نحوه سرمایش آب ورودی از کندانسور چیلر آب خنک به برج چیلر در پروسه فرآیندی زیر اتفاق می افتد:

• آب گرم شده در کندانسور بعد از خروج از کندانسور چیلر به بالای برج چیلر هدایت می شود.
• نازل آب را در پکینگ تاور توزیع می کند.
• آب بر روی پکینگ تاور به صورت لایه نازک در سطح پکینگ تاور پخش می شود و سطح تماس را افزایش می دهد
• فن برج خنک کننده چیلر هوای محیط اطراف پکینگ تاور را دهش یا مکش می کند (بستگی به نوع جریان هوا در برج چیلر دارد). جریان هوا، آب را به دو طریق مختلف خنک می کند. بخش کمی از گرما از طریق انتقال حرارت هدایتی و بخش اصلی گرمای موجود در آب برج چیلر به روش تبخیری به هوای جریان اجباری موجود در برج منتقل می شود.
• هوای اشباع شده در برج که رطوبت بالایی را با خود حمل می کند از اطراف و بالای کولینگ تاور خارج می گردد.
• آب خنک شده، در حوضچه کولینگ تاور (C) جمع گردیده و مجددا در کندانسور چیلر آب خنک استفاده می شود
• در پروسه خنک نمودن آب، قطره گیر های کولینگ تاور از خروج قطرات آب از برج چیلر جلوگیری می کنند.

برج خنک کننده خشک با فن سانتریفوژ

برج خنک کننده خشک

در برج خنک کننده خشک برخلاف برج مدار باز هیچ برخورد مستقیمی بین آب گرم ورودی به کولینگ تاور از کندانسور چیلر  و جریان هوای ایجاد شده توسط فن برج خنک کننده چیلر وجود ندارد. در واقع ، تبادل حرارت بین آب و هوا در یک مبدل حرارتی اضافی انجام می شود. عبور هوا می تواند به صورت طبیعی یا اجباری به وسیله فن بر روی مبدل حرارتی صورت بگیرد.

در مواقعی که در ایجاد تماس مستقیم بین آب و هوای کولینگ تاور محدودیت وجود داشته باشد از برج خشک استفاده می شود. مبدل حرارتی آب خنک شونده را از هوا جدا می کند و انتقال حرارت را بدون برخورد آن دو با یکدیگر انجام می دهد. برج های خنک کننده خشک همچنین در مکان هایی که مشکل کم آبی دارند گزینه خوبی است. با این حال ، برج های خنک کن مدار بسته دارای راندمان پایین تری نسبت به برج های خنک کن مدار باز هستند.

مقایسه برج خنک کننده جریان متقاطع و برج خنک کننده جریان مخالف

انواع برج خنک کننده چیلر از نظر تداخل آب و هوا

برج های خنک کن چیلر از نظر تداخل آب و هوا به دو دسته تقسیم می شوند.

•  جریان متقاطع یا کراس فلو که در آنها جریان هوا با جریان آب به صورت عمودی برخورد می کند.
• جریان مخالف یا کانتر فلو که در آنها جریان هوا با جریان آب در جهت مخالف یکدیگر برخورد می کند.

برج خنک کننده چیلر

برج خنک کن متقاطع یا کراس فلو

در برج جریان متقاطع آب از بالا به پایین به داخل حوضچه برج سقوط می کند. کولینگ تاور کراس فلو جریان های هوا و آب به صورت عمود به یکدیگر حرکت می کنند. در این حالت در زمان ریزش قطرات آب صدای کمتری ایجاد می گردد. روش جریان متقاطع معمولا در برج های خنک کننده مکعبی بکار می رود و هزینه آن از برج های خنک کننده دایره ای بیشتر است.

از ویژگی های برج جریان متقاطع می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• طراحی ساده
• تعمیرات و نگهداری راحت
• صدای جریان آب کمتر
• اشغال سطح کمتر
• صرفه اقتصادی در استفاده بلندمدت

برج خنک کننده جریان مخالف

برج خنک کن جریان مخالف یا کانتر فلو

در برج های جریان مخالف هوای خنک و جریان آب در جهت مخالف یکدیگر هستند. حداکثر تداخل و انتقال حرارت در این نوع جریان اتفاق می افتد. روش جریان مخالف معمولا در برج های خنک کننده دایره ای استفاده می شود. در برخی موارد برای برج های خنک کن مکعبی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

از ویژگی های برج جریان مخالف می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• راندمان بالای انتقال حرارت
• ساختار داخلی پیچیده و تعمیرات و نگهداری سخت
• به راحتی آهک و خزه در آن ایجاد می شود.
• به پکینگ تاور های گرد نمی توان به صورت منظم رسیدگی نمود.
• تلفات در رانش و پاشش آب بیشتر رخ می دهد.

برداشت و ترجمه از coolingtowerproducts , amarillo , cooling-towers , almeco

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”