برج‌ خنک ‌کن پایپ ایران

کارایی برج خنک کننده

با توجه به ساخت ساده آنها، همراه با سطوح بالای کارایی از نظر نسبت هزینه/کیلووات تلف شده، برج خنک کننده تبخیری هنوز هم متداول ترین دستگاه خنک کننده در محیط های HVAC و بالاتر از همه در محیط های صنعتی هستند : هیچ قطعه متحرک خاصی وجود ندارد. به جز یک فن (که می تواند در هر دو نقطه مکش و تحویل قرار گیرد). از سوی دیگر، مصرف برق در مقایسه با سایر سیستم هایی که برای اهداف مشابه استفاده می شوند، واقعاً کم است.

این امر به ویژه در مواردی که مقادیر زیادی گرما باید دفع شود (به عنوان مثال کارخانه‌های فولاد، کارخانه‌های شیمیایی، نیروگاه‌ها) صادق است زیرا برج‌ خنک ‌کننده از نظر توان الکتریکی مصرفی و حداقل فضای مورد نیاز برای نصب آنها بی ‌رقیب هستند.

ناگفته نماند که دماهای قابل دستیابی ، با توجه به آب خنک شده، بسیار کمتر از دمای محیط هستند : برای مثال، برخلاف سیستم های لوور که به این حد محدود می شوند. این به دلیل این واقعیت است که سیستم های تبخیری با بهره برداری از گرمای نهان تبخیر کار می کنند (حداقل حد قابل دستیابی آب، دمای حباب مرطوب است).

اجزای برج خنک کننده و مواد مورد استفاده

اکنون به اجزای اصلی مشخص کننده برج  خنک کننده تبخیری، چه مدار باز و چه مدار بسته می رسیم.

محفظه اصلی و ساختار پشتیبانی برای برج تبخیری: این می تواند از ورق فلز، فایبرگلاس یا هر دو ماده ساخته شود. برای برج خنک کننده صنعتی یا هذلولی بسیار بزرگ از سیمان نیز استفاده می شود.

سطح تبادل حرارتی (در برج‌ خنک کننده مدار باز) یا سیم‌پیچ تبادل حرارتی ، معمولاً با دسته‌های لوله‌های صاف (در برج‌ خنک کننده مدار بسته): اینها «قلب» برج تبخیری هستند. در واقع اینها اجزایی هستند که از طریق آنها تبادل حرارت بین آب و هوا صورت می گیرد.

فن‌های محوری یا گریز از مرکز : این تنها بخش مکانیکی متحرک است و جزئی است که تبخیر آب مورد نیاز برای رسیدن به خنک‌سازی را "اجبار" می‌کند. انتخاب فن محوری یا گریز از مرکز، بسته به شرایط طراحی، برای دستیابی به کارآمدترین عملکرد و کمترین مصرف انرژی سیستم مهم است. بیایید به معیارها نگاه کنیم.

سیستم توزیع آب معمولاً از رمپ لوله ها و نازل ها تشکیل شده است. این امکان را فراهم می کند تا آب خنک شود بر روی سطح تبادل حرارتی (برج خنک کننده مدار باز) یا روی سیم پیچ تبادل حرارتی (برج خنک کننده مدار بسته) توزیع شود.

حذف کننده قطرات ، بلافاصله در بالادست فن قرار دارد. این قطرات آب را نگه می دارد که در غیر این صورت توسط جریان هوای ناشی از فن به بیرون منتقل می شود.

دمای لامپ مرطوب

یک مفهوم فیزیکی مهم درک بهتری از نحوه کار برج‌ خنک‌ کننده را ممکن می‌سازد: دمای لامپ مرطوب برای تئوری نحوه عملکرد همه سیستم‌های تبخیری و به‌طور خاص‌تر، برج‌ خنک ‌کننده اساسی است.

از نظر عملی، این پارامتر دقیقاً "بدترین" شرایط دما و رطوبت نسبی را در منطقه نصب تعریف می کند. این یک مرجع دقیق برای دمای خروجی از نظر تئوری قابل دستیابی برج تبخیری فراهم می کند.

برج خنک کننده طبیعی پیش نویس

این ساده ترین نوع برج خنک کننده است که در آن جریان هوا به طور طبیعی و بدون استفاده از هیچ عامل خارجی مانند فن، دمنده و غیره انجام می شود. این برج شامل حوضچه برای ذخیره آب سرد، پرکننده برای تبادل گرما، نازل برای پاشش آب است. پر، حذف کننده رانش برای جلوگیری از از دست دادن آب.

عملکرد برج خنک کننده طبیعی همان چیزی است که در بالا توضیح دادیم. این کولینگ تاور در نیروگاه‌هایی مانند نیروگاه‌های بخار، نیروگاه‌های هسته‌ای یا صنایعی که نیاز به خنک‌کردن بی‌نهایت آب گرم است، استفاده می‌شوند.

برج های خنک کننده پیش نویس مکانیکی

در این برج خنک کننده از منبع مکانیکی (فن یا دمنده) برای گردش هوای داخل برج استفاده می شود. بقیه قسمت ها شبیه پیش نویس طبیعی هستند. فن های پروانه ای یا فن های گریز از مرکز از انواع رایج فن هایی هستند که در برج های کششی مکانیکی استفاده می شوند. آنها را می توان بیشتر به عنوان پیش نویس اجباری و درفت القایی طبقه بندی کرد.

نقش دمای لامپ مرطوب در برج خنک کننده

معمولاً محدوده خنک کننده و میزان جریان آب پارامترهایی هستند که در برج خنک کننده متعادل می شوند. دلیل این امر این است که بار حرارتی قبل از تقاضای مصرف کننده تامین می شود و ممکن است دمای لامپ مرطوب هوای محیط دستکاری نشود. این باعث افزایش برد برج خنک کننده می شود. این کار را می توان با افزایش دمای برگشت آب خنک کننده یا با کاهش دمای منبع آب خنک کننده نیز انجام داد.

معمولا دمایی در هر مورد به دلیل نیاز کاربران ثابت می شود. در بین این دو گزینه، افزایش دمای برگشتی آب خنک کننده کاربردی تر است، زیرا اختلاف دمای هوا و آب در تماس بسیار بیشتر خواهد بود. به طور کلی، هر چه اختلاف دما بیشتر باشد، گرمای بیشتری را می توان حذف کرد. اگر تنها گزینه کاهش دمای منبع آب خنک کننده باشد، نتیجه باعث کاهش رویکرد نیز می شود. در نتیجه طراحی یک برج خنک کننده بزرگتر با ظرفیت بیشتر مورد نیاز است.

دمای لامپ مرطوب یک پارامتر مهم برای برج خنک کننده تبخیری است. دمای طراحی لامپ مرطوب به شرایط سایت بستگی دارد. بنابراین بررسی دقیق محل به خصوص در ماه های تابستان که دمای محیط و رطوبت نسبی بالاست باید انجام شود. یک طراح باید اخبار سازمان های مهندسی و علمی را برای بهترین و بدترین شرایط طراحی برای یک مکان خاص در نظر بگیرد.

مقایسه فن آوری های خنک کننده: کولرهای تبخیری، خشک، آدیاباتیک و مکانیکی

هنگامی که قرار است یک سیستم خنک کننده برای فرآیندهای صنعتی یا HVAC ساخته شود، چندین نکته اساسی باید در نظر گرفته شود: در نتیجه، ما می توانیم مناسب ترین سیستم را برای کارخانه خود انتخاب کنیم. به طور خاص، تصمیم باید هم دماهای عملیاتی مورد نیاز و هم شرایط محیطی در محل نصب را در نظر بگیرد.

برای مثال، اگر دمای سیال خنک‌شده کمتر از دمای محیط مورد نیاز باشد، یک سیستم تبخیری ترجیح داده می‌شود: در این مورد، حداقل حد تئوری سیال خنک‌شده، همانطور که دیدیم، دمای حباب مرطوب هوا است.

از سوی دیگر، سیستم‌های خشک مبتنی بر تبادل معقول هستند که کارایی بسیار کمتری نسبت به تبادل گرمای نهان تبخیر دارند. محدودیت در این مورد توسط دمای سیال خنک کننده، یعنی هوای محیط اعمال می شود. در مواردی که خنک کردن سیال تا دمای بالاتر از دمای محیط کافی است، باید از کولر هوا استفاده کرد.

گزینه سوم طراحی یک سیستم آدیاباتیک است که در آن دمای سیال برابر یا کمی کمتر از دمای محیط مورد نظر است.

همه اینها کمک می کند تا نشان دهیم چیزی به نام سیستم خنک کننده "خوب برای هر فصل" وجود ندارد: انتخاب درست، بر اساس الزامات طراحی و شرایط محیطی، به معنای بهینه سازی مصرف انرژی، کاهش فضای مورد نیاز و اطمینان از اینکه سیستم ها مناسب هستند. در شرایطی که بتوانند در بهترین حالت خود عمل کنند.

واحدهای چیلر موضوع جداگانه ای هستند: با این حال، در این مورد، ما در مورد دستگاه هایی صحبت می کنیم که از اجزای مکانیکی خاصی برای دستیابی به خنک کننده (کمپرسورها، اواپراتورها) به جای عناصر طبیعی مانند هوا یا آب استفاده می کنند.