August 3, 2022

همه چیز درباره برج خنک کننده

برج خنک کننده نوع خاصی از مبدل حرارتی است که در آن آب و هوا برای کاهش دمای آب در تماس مستقیم هستند. این دستگاه ها از نظر نوع ساخت، شکل بدنه و جنس، روش انتقال حرارت، تنظیم جریان آب و هوا و نوع مکش جریان هوا انواع مختلفی دارند و هر کدام دارای ویژگی ها و محدودیت هایی بوده و کاربردهای متنوعی دارند. مزایا و معایب برج خنک کننده استفاده از برج های خنک کننده به صنایع مختلف، پالایشگاه ها و نیروگاه ها محدود نمی شود و از برج های خنک کننده در سیستم های تهویه مطبوع مجتمع های مسکونی و اداری نیز استفاده می شود. از آنجایی که می توان با شناخت کاربرد، محدودیت ها، مزایا و معایب نوع آن، مناسب ترین نوع برج خنک کننده را انتخاب کرد، به بررسی کاربردها، محدودیت ها، مزایا و معایب مهم ترین انواع برج خنک کننده پرداخته می شود.
طبقه بندی برج های خنک کننده بر اساس آرایش آب و جریان هوا. برج خنک کننده جریان متقاطع
در برج خنک کننده با جریان متقاطع آب در اثر نیروی جاذبه از صفحه سوراخ دار یا نازل های برج می ریزد تا آب به طور مساوی بین سطوح داخلی برج خنک کننده توزیع شود. هوا به طور همزمان و افقی وارد برج می شود و از فن های تعبیه شده در خارج از برج خارج می شود و در نتیجه آب و هوا به صورت عرضی با یکدیگر برخورد می کنند و پس از تبخیر بخشی از آب گرما منتقل می شود. از آب به هوا. آب سرد شده نیز در پایین برج جمع می شود و برای استفاده به تجهیزات دیگر ارسال می شود.
برج خنک کننده
شکل 1- برج خنک کننده با جریان متقاطع
جدول 1 - کاربران برج خنک کننده با جریان متقاطع و محدودیت ها
برنامه‌ها
فشرده سازی هوا
صنعت انتقال حرارت در صنعت پتروشیمی
صنعت آلومینیوم
محدودیت ها
عملکرد بهتر در مناطق با رطوبت نسبی بالا در فصل گرما (شمال و جنوب کشور)
توان بالای 2 مگاوات و برای کاربردهای کوچک مناسب نیست
جدول 2- مزایا و معایب برج های خنک کننده با جریان متقاطع
فواید
اقشار
فن به انرژی کمتر و هزینه های عملیاتی کمتری نیاز دارد
انحراف مسیر آب در برج
نگهداری آسان
ورود مواد زائد به سطوح داخلی برج
برج های خنک کننده ضد جریان
در برج خنک کننده جریان مخالف، هوا در جهت مخالف جریان می یابد و همزمان با ریزش آب از برج از داخل برج عبور می کند. هوا از پایین برج جریان می یابد و توسط فن مکنده به صورت عمودی کشیده می شود. جریان آب نیز از طریق نازل در سطح داخلی برج پخش می شود و پس از تماس ناهموار و حداکثر، انتقال حرارت رخ می دهد و آب سرد وارد بیرونی ترین قسمت برج می شود. نکته کلیدی در این برج ها استفاده از آبپاش است تا فشار آب بتواند بر جریان هوای جلو غلبه کند و به پایین سر بخورد. همچنین ارتفاع این برج ها باید یکسان باشد زیرا توزیع آب در سطح برج به خوبی انجام شده و آب فرصت خنک شدن دارد. راندمان حرارتی برج های خنک کننده جریان مخالف در مکان هایی با رطوبت نسبی کم بیشتر از جریان متقاطع است و اکثر برج های جدید به صورت جریان معکوس طراحی می شوند.
شکل برج خنک کننده
شکل 2- برج خنک کننده ضد جریان
جدول 3 کاربردها و محدودیت های برج های خنک کننده جریان مخالف
برنامه های کاربردی
کارخانه های پالایش نفت و پتروشیمی
محدودیت های
در تمامی زمینه ها قابل استفاده است
جدول 4: مزایا و معایب برج های خنک کننده جریان معکوس
خوبه
نقاط ضعف
بیشتر آب و هوا
تولید صدای بلند به دلیل پاشش آب با فشار بالا
وزن کمتری نسبت به برج های خنک کننده با جریان متقاطع
تعمیرات و نگهداری سنگین
بزرگترین نیروی محرکه برای انتقال جرم و حرارت و بیشترین بازده نسبت به برج های دیگر
تنظیم کنید
در یک برج خنک کننده، معمولاً هوا از پایین برج به بالا جریان می یابد که دلیل آن اختلاف دما است و از این رو تفاوت بین هوای گرم داخل برج با تهویه هوای بیرون و مکش عمومی وجود دارد. آب گرم از بالای برج می آید و پس از پاشش از طریق نازل به داخل برج، از جهتی دیگر با هوا و در نتیجه قسمت سرد و گرم تماس پیدا می کند. با گذشت زمان دمای هوای برج به دلیل تبادل حرارت با آب گرم افزایش می یابد و اختلاف دما و فشار بین هوای داخل و خارج برج افزایش می یابد و نیروی هوای طبیعی ادامه می یابد. برج های خنک کننده آبیاری طبیعی از بتن ساخته شده اند و از نظر اندازه بزرگ و گران قیمت هستند.
عکس از برج خنک کننده
شکل 3- برج خنک کننده با مکش طبیعی
جدول 5- کاربردها و محدودیت های سرمایش با جذب طبیعی
برنامه های کاربردی
نیروگاه ها و برنامه های کاربردی
کارخانه ها به مقادیر زیادی آب خنک کننده و صنایع حساس نیاز دارند
محدودیت ها
قابل استفاده در تمامی مناطق
جدول 6- مزایا و معایب برج های خنک کننده آب طبیعی