خانه / تهویه مطبوع / برج خنک کننده / برج خنک کننده جریان اجباری

برج خنک کننده جریان اجباری

برج های خنک کننده از لحاظ مسیر جریان آب و هوا، نوع و نحوه ساخت و روش انتقال حرارت به مدل های مختلفی تقسیم بندی می شوند. برج های خنک کننده دارای اشکال و انواع مختلفی هستند، گاه شکل آن ها به صورت گرد، مکعب و یا هذلولی می باشد، گاه پروانه در قسمت کنار یا در قسمت بالا قرار گرفته و یا به طور کل فاقد پروانه می باشد. یکی از مدل های این دستگاه های صنعتی، برج خنک کننده جریان اجباری است که زیر مجموعه‌ی جریان مکانیکی قرار می گیرد. در این مقاله از سایت پیکاتک به بررسی و شرح کامل برج خنک کننده جریان اجباری می پردازیم.

تعریف برج خنک کننده

با بیان بسیار ساده می توان گفت برج خنک کننده دستگاهی است که به منظور خنک کردن آب به کار می رود. با استفاده از این دستگاه دمای آب مورد استفاده در فرآیندهای خنک کاری در صنایع مختلف با جذب گرما، افزایش می یابد. جهت جلوگیری از هدر رفت آب و صرفه جویی و بهینه سازی مصرف آب، با استفاده از برج های خنک کن یا کولینگ تاور ، دمای آب کاهش یافته و مجدداً به چرخه خنک کاری بازگردانده می شود.

این دستگاه یکی از واحد های بسیار مهم در اکثر کارخانجات شیمیایی می باشد. همانطور که گفته شد وظیفه اصلی این سیستم انتقال گرما به اتمسفر می باشد . آب گرم خروجی از مبدل حرارتی به برج خنک کن منتقل می شود. آب بعد از خنک شدن در برج به مبدل های حرارتی یا سایر واحدها جهت سرمایش بیشتر منتقل می‌شود.

تعریف برج خنک کننده جریان اجباری

اساس کار کولینگ تاور

کولینگ تاور ها ( Cooling tower ) بر اساس انتقال گرمای نهان تبخیر آب کار می کنند. در دمای محیط که فشار جزیی بخار آب در هوا کمتر از فشار اشباع می باشد، جهت برقراری تعادل، آب شروع به تبخیر شدن می کند. این فرآیند تا زمانی ادامه دارد که در مجاورت آب، هوا از بخار آب اشباع شود. گرمای مورد نیاز جهت تبخیر آب از جریان مایع اخذ می شود. بنابراین لایه آبی که در مجاور هوا قرار دارد به مرور زمان دچار کاهش دما می گردد. از این مکانیزم جهت خنک کاری آب در برج های خنک کننده، تهویه مطبوع هوا و خنک سازی هوای محیط بهره گیری می شود. هر چه فشار جزیی آب در هوا کم تر باشد و یا به اصطلاح هوا خشک تر باشد، میزان تبخیر بیشتری صورت گرفته و میزان کاهش دمای آب بیشتر می باشد.

انواع برج های خنک کننده

انواع برج های خنک کننده بر اساس سیکل گردش آب

دسته بندی برج خنک کننده به چند صورت انجام می گیرد;بر اساس سیکل گردش آب،این برجها را به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم میکنند.

برج مدار باز

آب از طریق نازلها بر روی سطوح خنک کننده توزیع میشود و در مجاروت با هوا خنک می شود.

برج مدار بسته

در برجهای مدار بسته، آب از داخل کویل جریان پیدا می کند و هوا بر روی کویل دمیده می شود. جهت افزایش راندمان در بعضی مواقع نیاز به پاشش آب بر روی سطح کویل نیز می باشد. بزرگترین مزیت برج های مدار بسته کم بودن مصرف آب می باشد. در مناطق خشک و کم آب، استقاده از کولینگ تاور های مدار بسته، علیرغم سرمایه گذاری اولیه بیشتر، نسبت به مدل مدار بسته ارجحیت دارد.

انواع برج های خنک کننده بر اساس نوع مکش هوا

دسته‌بندی بر اساس نوع مکش هوا به شرح زیر است:

مکش طبیعی

برج‌های خنک‌کننده با «مکش طبیعی» (Natural draft) گرمای اضافی سیستم‌ را می‌گیرند و به اتمسفر تخلیه می‌کنند. در این فرایند آب گرم با کمک پمپ از ورودی آب گرم نزدیک به بالای برج وارد می‌شود. تعدادی نازل متصل به ورودی آب گرم، آب را درون برج اسپری می‌کنند. هم‌زمان هوا در جهت مخالف از پایین برج وارد می‌شود. آب در تماس با هوا شروع به تبخیر می‌کند. از آنجا که تبخیر فرایندی گرماگیر است، آب باقی‌مانده خنک می‌گردد. آب خنک‌ شده در مخزن زیر برج جمع‌آوری و دوباره به فرایند بازگردانده می‌شود.

مکش مکانیکی

در این نوع از برج‌های خنک‌کننده از «مکش مکانیکی» (mechanical draft) برای جابه‌جایی هوا استفاده می‌گردد. خود این دسته به دو گروه زیر تقسیم می‌شود.

  1. جریان اجباری
  2. جریان القایی

برج خنک کننده جریان اجباری چیست

برج خنک کننده جریان اجباری چیست ؟

برج خنک کننده جریان اجباری نوعی از برج خنک کننده جریان مکانیکی است که فن در ناحیه ورود هوا قرار دارد و هوا را به درون برج خنک کننده می دمد. فن برج خنک کننده جریان اجباری به دلیل نیاز به فشار استاتیکی بالا معمولا از نوع سانتریفیوژ می باشد اما در برج های خنک کننده بزرگ فن های محوری بزرگ برای به جریان انداختن هوا مورد استفاده قرار می گیرد. در این نوع برج خنک کننده فن و الکتروموتور به راحتی در دسترس است ، سرویس آن به راحتی انجام می شود و همچنین در معرض بخار آب و مواد شیمیایی خارج شده از برج خنک کن قرار نمی گیرد.

برج خنک کننده جریان اجباری نوعی از برج خنک کننده جریان مکانیکی است که فن در ناحیه ورود هوا قرار دارد و هوا را به درون برج خنک کننده می دمد.پروانه این نوع برج خنک کننده ها معمولا از نوع سانتریفیوژ می باشد، فشار استاتیکی بالایی دارد ولی برق زیادی مصرف می کند و سر و صدای بالایی دارد. پروانه این برج به دلیل قرار گرفتن در مسیر ورود هوا در آب و هوای سرد در معرض یخ زدن قرار دارد.

نحوع عملکرد برج خنک کننده جریان اجباری

آب از طریق لوله ورودی به برج خنک کننده وارد می شود و به وسیله نازل ها به سمت پایین بروی پکینگ ها پاشیده می شود و همزمان هوا به وسیله فن به داخل برج دمیده می شود و به سمت بالا حرکت کرده با آب تماس می یابد. انتقال حرارت و جرم میان آب و هوا صورت گرفته و آب خنک می شود. سپس هوا از قسمت بالای دستگاه خارج می شود.

مشخصات فنی

برج خنک کننده جریان اجباری از نظر ساخت اقتصادی می باشد و برای اکثر صنایع مناسب است. این نوع برج خنک کننده در سایز های کوچک معمولا از فلز ساخته می شود و در سایز های بزرگ از بتن ساخته می شود. برج خنک کننده جریان اجباری بزرگ مورد استفاده در صنایع بر اساس نیاز های کاربری طراحی و ساخته می شود.

برج خنک کننده جریان اجباری را می توان هم به صورت برج خنک کننده جریان متقاطع و هم به صورت برج خنک کننده جریان مخالف ساخت. این نوع کولینگ تاور ها از ابعاد کوچک تا ابعاد بسیار بزرگ ساخته می شوند و در صنایع مختلف مورد بهره برداری قرار می گیرند.

مشخصات فنی

ساختار برج خنک کننده جریان اجباری

  • سازه اصلی
  • فن : مکانیزمی جهت جابجایی اجباری هوا درون برج خنک کننده میباشد. یا از نوع محوری (مکنده) است که در بالای برج قرار می گیرد و یا از نوع سانتریفیوژ (دمنده) که در جلوی برج تعبیه می شود.
  • الکتروموتور
  • پکینگ : عاملی است جهت افزایش سطح تماس میان آب و هوا که منجر به تشدید فرایند تبخیر می شود. به طوری که پس از پاشش آب توسط نازل ها، آب به صورت لایه های نازک در سطوح پکینگ، کاملاً پخش شده و این چنین در تماس با هوای بیشتری قرار می گیرد. علاوه بر این، بواسطه به تله افتادن آب درون پکینگ، زمان بیشتری برای تبخیر آن به وجود خواهد آمد.
  • قطره گیر
  • سیستم توزیع آب : نازل هایی نصب شده در کلکتور آب ورودی به برج، که جریان آب داغ واردشده را بر روی پکینگ ها توزیع می کنند. اتمیزه شدن آب توسط نازل ها، علاوه بر پراکندگی بهتر آن روی سطوح پکینگ، منجر به کاهش فشار آب شده که دمای تبخیر آن را پایین می آورد. ضمن آنکه با تبدیل شدن آب به قطرات متعدد، سطح تماس میان آب و هوا نیز افزایش می یابد.
  • حوضچه

انواع برج های خنک کننده

برجهای خنک کننده را می توان از دیدگاه های مختلف به شرح زیر تقسیم بندی نمود:

  • جنس بدنه : گالوانیزه- فایبر گلاس- بتنی
  • نحوه مکش جریان هوا : طبیعی – اجباری
  • نحوه برخورد جریان هوا و آب : جریان متقاطع – جریان مخالف
  • سیستم توزیع آب : نازل – تشتک- بازوهای آبگردان
  • شکل ظاهری : باتل – مکعبی
  • نوع عملکرد: برجهای خنک کننده مدار باز -برجهای خنک کننده مدار بسته
  • جریان هوا : طبیعی ،مکانیکی ، اجباری، القایی ، مرکب

بررسی انواع برج خنک کننده

انواع برجهای خنک کننده از نظر جریان هوا:

دیدن این مطالب نیز به شما پیشنهاد می‌شود:

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *