انواع برج های خنک کننده مدار بسته
انواع برج خنک کننده مدار بسته بر اساس طراحی و عملکردشان طبقه بندی میشوند. انواع اصلی این برجها عبارتند از:
برجهای القایی (Induced): با مکش هوا توسط فنِ واقع در بالای برج، توزیع هوا کارآمدتر شده و صدای کمتری تولید میشود. برای تاسیساتی با نیاز به راندمان بالا و حداقل نویز مناسب است.
برجهای مکش اجباری (Forced): با فشار دادن هوا توسط فنهای موجود در کنار یا پایه برج کار میکنند، طراحی فشرده و نگهداری آسانتری دارند. دارای راندمان کمتری بوده و برای فضاهای محدود مناسب هستند.
برجهای خنک کن ضد جریان (Counter flow): هوا تازه از قسمت لوور های پایین برج بصورت عمودی به سمت بالا جریان داشته و آب توسط افشانک های مخصوص از بالای برج به سمت پایین جریان دارد. این تیپ کولینگ تاور ها راندمان حرارتی بالا و نگهداری پیچیدهتری دارند. برای خنکسازی با راندمان بالا در فضاهای کوچک استفاده میشوند.
برجهای جریان متقاطع (Crossflow): هوای آزاد از دیواره های دو طرف برج بصورت افقی وارد می شود و آب داغ از قسمت نازل های بالا به شکل عمودی به سمت پایین حرکت میکند. نگهداری آسانتر و افت فشار کمتری داشته، اما به فضای بیشتری نیاز دارند. برج خنک کننده مدار بسته کراس فلو برای کاربردهایی که تعمیر و نگهداری مهم است، ترجیح داده میشوند. این نوع از تجهیزات بنام برج خنک کننده ابارا معروف هستند.
برجهای هیبریدی (Hybrid): فرآیندهای خنک کننده مرطوب و خشک را ترکیب میکنند. ترکیبی از خنکسازی خشک و مرطوب، با صرفهجویی در انرژی و آب را فراهم میسازند. برای مناطق با تغییرات دمایی یا نیازمند به مدیریت منابع آبی مناسب هستند. کولینگ تاور های هیبریدی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند و در اکثر پروژها مورد استفاده قرار میگیرد.
_897943820.jpg)
عملکرد برج خنک کن مدار بسته
در یک برج خنک کننده مدار بسته، سیال گرم شده از طریق یک کویل مسی یا مبدل حرارتی جریان مییابد. هوا روی کویل دمیده میشود و در عین حال آب روی سطح خارجی کویل اسپری میگردد تا انتقال حرارت را افزایش دهد. در طی این عملیات، آب تبخیر شده و گرما از روی سیمپیچ (کویل) برداشته میشود، در نتیجه سیال داخلی را خنک میکند. سپس سیال خنک شده در فرایند به سیستم بازگردانده میشود. برجهای خنک کننده مدار بسته برای کاربردهایی که نیاز به سیالات فرایند تمیز و تعمیر و نگهداری کمتر دارند، ایدهآل هستند. با ارزیابی دقیق طراحی و اجزاء برج، میتوانید یک برج خنک کننده مدار بسته را انتخاب کنید که نیازهای فنی شما را برآورده کرده، هزینه های عملیاتی را کاهش داده و عملکرد قابل اعتمادی را در طول زمان ارائه دهد.

مزایا و معایب کولینگ تاور مدار بسته
مزایای برج خنک کننده مدار بسته عبارتند از:
• سیال فرآیند در تماس با هوا و آلودگیها قرار نمیگیرد و باعث کاهش آلودگی میشود.
• ترکیب روشهای تبخیری و خشک، کارایی انتقال حرارت را افزایش میدهد.
• به دلیل کاهش تبخیر سیال فرآیند، میزان آب موجود حفظ شده و مصرف آب برج را کم میکند.
• کاهش پوسته پوسته شدن و رسوب گیری کمتر، نیاز به تمیز کردن مکرر و تعمیر و نگهداری را کاهش میدهد.
• از کیفیت سیال ثابت فرایند محافظت کرده و عمر تجهیزات را افزایش میدهد.
• طراحی فشرده آن مناسب برای نصب در فضاهای محدود است.
• مصرف مواد شیمیایی و ازدسترفتن آب کاهش مییابد.
• انعطافپذیر بوده و با شرایط عملیاتی و تغییرات فصلی سازگار است.
_1586609693.jpg)
معایب برج خنک کننده مدار بسته عبارتند از:
• بهخاطر مبدل حرارتی و طراحی پیچیده، هزینه اولیه زیاد است.
• فنها و پمپها انرژی بیشتری مصرف میکنند.
• بهدلیل جمع شدن رسوبات و زبالهها در سیمپیچ خارجی، نیاز به تمیزکاری و نگهداری دارد.
• ظرفیت محدود داشته و برای بارهای حرارتی بالا ممکن است ناکارآمد باشد.
• حلقه خارجی کویل حراتی برج نیاز به مراقبت و تصفیه آب دارد.
• راندمان آن در هوای گرم و مرطوب کاهش مییابد.
• طراحی فشرده، دسترسی به اجزای داخلی را برای تعمیرات یا بازرسی محدود و نگهداری را دشوار میکند.
• فنها و پمپها میتوانند نویز زیادی تولید کنند.
_1011803470.jpg)
تفاوت برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته
مورد تفاوت |
برج خنک کننده مدار بسته |
برج خنک کننده مدار باز |
طراحی و بهره برداری |
سیال فرآیند از طریق یک سیمپیچ حلقه بسته یا مبدل حرارتی جریان مییابد و مستقیما با هوا یا آب تماس ندارد. گرما به یک حلقه آب ثانویه منتقل شده و با هوا و روشهای تبخیری خنک میشود. |
سیال فرآیند (آب) مستقیما با هوا تماس دارد. با اسپری آب داغ روی مواد پرکننده، گرما مبادله و بخشی تبخیر میشود، آب خنکشده بازگردانی و دوباره به گردش درمیآید. |
مکانیسم تبادل حرارت |
گرما به طور غیرمستقیم از طریق یک کویل مسی مبادله میشود و انتقال حرارت و خنک کننده تبخیری را ترکیب میکند. |
وقتی آب فرآیند با هوا تماس مییابد، گرما مستقیما از طریق تبخیر مبادله میشود. |
آلودگی |
سیال فرآیند در یک سیکل کاملا بسته است و خطر آلودگی را کاهش میدهد و نیازهای تصفیه آب را به حداقل میرساند. |
آب فرآیند در معرض هوا و در برابر آلایندههایی مانند گرد و غبار، زبالهها و میکروبها قرار میگیرد و نیاز به تصفیه منظم آب دارد. |
مصرف آب |
از آنجایی که سیال فرایند تبخیر نمیشود، مصرف آب کمتر است. فقط حلقه آب خارجی نیاز به آب جبرانی دارد. |
بهدلیل تبخیر، رانش و انفجار، مصرف آب بیشتر است. |
الزامات نگهداری |
بهدلیل ایزوله بودن سیال فرایند، نگهداری آسانتر است. البته سطح خارجی کویل برج و نازل های آب پاش نیاز به تعمیر و نگهداری دارد. |
برای مدیریت رسوب، بیوفیلم و خوردگیِ لوازمِ قرار گرفته در معرضِ شرایط محیطی، به تمیز کردن و مراقبت مکرر نیاز دارد. |
برنامه های کاربردی |
برای کاربردهایی که به سیالات فرایند تمیز نیاز دارند، مانند سیستمهای HVAC، مراکز داده و فرآیندهای صنعتی حساس ترجیح داده میشود. |
در جاهایی استفاده میشود که کیفیت آب بحرانیتر است و به ظرفیتهای خنک کننده بالاتری نیاز است، مانند کارخانههای صنعتی و نیروگاهها. |
اجزا برج خنک کننده مدار بسته
در ادامه اجزای اصلی برج خنککننده مدار بسته آورده شده است:
• کویل تبادل حرارتی: حاوی مایع فرایند که با جداسازی سیال فرایند از محیط، از آلودگی جلوگیری کرده و گرما را از سیال فرایند به کویل منتقل میسازد. کویل های برج خنک کننده مدار بسته از لوله های مسی یا گالوانیزه ساخته می شوند. کویل های مسی به دلیل راندمان بهتر در اکثر برج های تولیدی آذین تهویه استفاده می شود. کویل های حرارتی بصورت 6 تا 10 ردیفه طراحی و تولید می شوند.
• سیستم پاشش آب: شامل پمپ اسپری آب از حوضچه به سمت نازلهای اسپری و پخش آب روی کویل تبادل حرارتی است.افشانک های حلزونی، مربع پاش و چپقی در کولینگ تاور های آذین تهویه استفاده می شود.
• سیستم جریان هوا: شامل فنها جهت هدایت گرما به خارج از محفظه برج و موتور فن برای حرکت دادن تیغه های فن و دریچههای ورودی هوا برای هدایت هوا تازه به داخل برج خنک کننده و کاهش ورود زباله و الودگی میباشد. فن برج خنک کننده مدار بسته بصورت اکسیال یا سانتریفیوژ طراحی می شود که متریال ساخت این فن ها با توجه به نوع آن از آلومینیم، فایبر گلاس و پلی آمید است.
• حذف کنندههای دریفت( قطره گیر کولینگ تاور): از خروج قطرات آب با هوای خروجی، کاهش تلفات آب و اثرات زیست محیطی جلوگیری مینماید. یکی از راه حل های مناسب برای کاهش پرت آب در دهانه خروجی برج استفاده از قطره گیرهای مناسب می باشد. قطره گیر یا چکه گیر کولینگ تاور در دو مدل تیغه ای و لانه زنبوری تولید می شود.
• حوضچه: آب خنک شده از سیستم اسپری برای گردش مجدد را جمعآوری میکند.
• سیستم توزیع آب: شامل پمپ شاور و لوله کشی از تشتک تا نازلها می باشد که جریان یکنواخت آب به نازلهای اسپری را ایجاد مینماید.
• بدنه و قاب: برای محصور و پشتیبانی کردن اجزای برج خنک کننده است که اغلب از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد گالوانیزه، فولاد ضد زنگ یا فایبرگلاس ساخته میشود. در حال حاضر در شرکت آذین تهویه برای ساخت بدنه، تشتک، فن استک و پنل های کولینگ تاور از فایبر گلاس ( ترکیبی از الیاف سوزنی و حصیری و رزین) استفاده می شود.
• سیستم کنترل: شامل ترموستاتها، کنترلهای فن و سایر تجهیزات برای نظارت و بهینهسازی عملکرد میباشد.
• پانلهای دسترسی: امکان بازرسی، تمیز کردن و نگهداری قطعات داخلی را فراهم میکند.

انواع کویل برج خنک کننده مدار بسته
کویلهای برج خنک کننده مدار بسته برای تسهیل تبادل گرما و محافظت از سیال فرآیند از آلودگی، طراحی شدهاند. در ادامه مشخصات انواع کویل حرارتی بر اساس جنس، پیکربندی و ساختار آورده شدهاست:
• بر اساس مواد:
1-کویلهای مسی دارای هدایت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی بالا هستند. مناسب برای کاربردهایی با سیالات تمیز و محیطهایی با خطر آلودگی کم میباشند. هزینه بالاتری نسبت به سایر مواد دارند.
2-کویلهای فولادی ضد زنگ ss316 با مقاومت بالا در برابر خوردگی، بادوام و ماندگار بوده و با هدایت حرارتی متوسط مناسب محیطهای خشن یا خورنده میباشند.
3-کویلهای فولادی گالوانیزه با پوششِ روی برای بالا بردن مقاومت در برابر خوردگی، جایگزین مقرون بهصرفه برای فولاد ضد زنگ هستند. نیاز به تعمیر و نگهداری در محیطهای با رطوبت بالا یا مواد شیمیایی دارند.
4-کویلهای کربن فولادی با پوشش محافظ، قوی و مقرون بهصرفه هستند. نیاز به پوشش محافظ برای جلوگیری از خوردگی داشته و در محیطهای کمتر خورنده استفاده میشوند.
_1063316150.jpg)
• بر اساس پیکربندی:
1-کویلهای سرپانتین دارای حلقه سیمپیچ فشرده بوده و برای سیستمهای کوچکتر ایدهآل است. جریان یکنواخت سیال و انتقال موثر حرارت را فراهم میکنند.
2-سیمپیچهای حلزونی، دارای طراحی مارپیچی جهت حداکثر کردن مساحت سطح برای تبادل حرارتی میباشند. معمولا در برجهای خنک کننده با ظرفیت بالا استفاده میشود.
3-کویلهای با سطوح موازی، برای سیستمهایی که به نرخ جریان سیال بالاتری نیاز دارند، بهینه شدهاند.
4-سیمپیچهای متقاطع برای افزایش راندمان تبادل حرارتی و سیستمهایی که هوا عمود بر سیال داخل سیمپیچ جریان دارد، مناسب هستند.

• بر اساس ساخت و ساز:
1-کویلهای لولهای صاف دارای طراحی ساده، سهولت در تمیز کردن و نگهداری و مقاومت کمتر در برابر جریان سیال میباشند.
2-کویلهای پرهدار سطح انتقال حرارت به هوای اطراف را افزایش داده، مناسب برای برجهای خنک کننده با عملکرد بالا میباشند. کویل های فین دار نیاز به تمیزکاری بیشتر دارند و معمولا در کندانسورهای خشک هوا خنک استفاده می شوند.
قیمت برجهای خنک کننده مدار بسته
قیمت برج خنک کننده مدار بسته تحت تاثیر عواملی مانند طراحی، مواد، ظرفیت و ویژگیهای دیگر قرار دارد. با اطلاع از این عوامل میتوانید آگاهانه برج خنک کننده با قیمت مناسب را خرید نمایید. برخی از عوامل تاثیرگذار در افزایش هزینهها، عبارتند از:
• قیمت برجهای خنککننده با ظرفیت بالاتر و مستحکمتر، بیشتر است.
• برجهای خنک کننده مکش القایی، به دلیل عملکرد کارآمد و بیصداتر، هزینه اولیه بالاتری دارند.
• برجهایی که برای تحمل دبی بالا یا بارهای گرمای شدید طراحی شدهاند، گرانتر هستند.
• کویلنگ تاور با کویلهای مسی به دلیل رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی گرانتر میباشند.
• روکشهای پلاستیکی تقویتشده با فایبرگلاس یا فولاد ضد زنگ (FRP) بادوامتر هستند، اما هزینه بیشتری نسبت به فولاد گالوانیزه دارند.
• سیستمهای دارای طرحهای فشرده با ویژگیهای بازده بالا به دلیل مهندسی پیشرفته میتوانند گرانتر باشند.
• شرایط بازار یعنی در دسترس بودن مواد خام، هزینههای نیروی کار و تقاضای بازار جهانی نیز بر قیمتها تاثیر میگذارند.

• جنس پوشش برج خنک کننده مدار بسته: مواد بادوام و مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضد زنگ، فایبرگلاس یا فولاد پوشش دادهشده انتخاب شود. همچنین مواد مقاوم در برابر اشعه ماوراءبنفش برای نصب در فضای باز انتخاب گردد.
• نگهداری و دسترسی آسان: طرحهایی با دسترسی به اجزای داخلی مانند فنها، کویلها و حوضچهها برای تمیز کردن و نگهداری انتخاب شود. نازلهای اسپری و سیستمهای توزیع آب قابل بازرسی و تعویض باشند.
• سطح نویز: فنهای کم صدا انتخاب گردد.
• سازگاری با محیط زیست: مقررات زیست محیطی محلی در مورد مصرف آب و تخلیه شیمیایی و دارا بودن گواهینامههای استاندارد مانند CTI رعایت شود.
• شرایط محیطی: طرحی مناسب برای آب و هوای محلی انتخاب گردد.
• هزینه: سرمایه اولیه با هزینههای عملیاتی، گارانتیها و هزینه نگهداری متعادل شود.
• برند سازنده: سازنده معتبر با سابقه و قابل اعتماد و پشتیبانی مشتری انتخاب گردد.
• یکپارچهسازی سیستم: با سیستمهای موجود مانند لوله کشی و پمپها سازگار باشند.