برج خنک کننده جریان القایی

یکی از تجهیزات مهم در صنعت برج های خنک کننده یا کولینگ تاور ها هستند. این تجهیزات صنعتی بر اساس عوامل مختلف دارای دسته بندی های متنوعی هستند که یکی از آن ها تقسیم بندی بر اساس جریان است. برج خنک کننده جریان القایی یکی از انواع این تجهیزات صنعتی است. در این برج خنک کننده پروانه یا پروانه ها در قسمت خروجی هوا از برج خنک کننده قرار دارند. در این مدل سرعت خروج هوا در ناحیه فن سرعت بالاتری نسبت به ورود هوا دارد. در این مطالب از سایت پیکاتک به بررسی کامل برج خنک کننده جریان القایی می پردازیم.

برج خنک کننده جریان القایی چیست ؟

برج خنک کننده جریان القایی نوعی از برج خنک کننده جریان مکانیکی است که فن در ناحیه خروج هوا قرار دارد و هوا را از داخل برج خنک کننده مکش کرده و به سمت بیرون هدایت می کند. فن برج خنک کننده جریان القایی معمولا از نوع محوری می باشد و عمدتا در قسمت فوقانی برج خنک کننده قرار می گیرد. در این نوع برج خنک کننده به دلیل اینکه فن در ناحیه خروجی قرار دارد به دلیل تماس با هوای گرم خروجی ، فن و الکتروموتور برج خنک کننده دچار یخ زدگی نمی شوند ، معمولا فن برج خنک کننده به فشار استاتیکی کمتری نیاز دارد و با دور پایین تری به دوران در می آید.

مشخصات فنی برج خنک کننده جریان القایی

در حال حاضر بیشتر کولینگ تاور های مورد استفاده در صنایع و ساختمان ها از نوع برج خنک کننده جریان القایی می باشد. در برج خنک کننده جریان القایی سرعت جریان هوای خروجی سه تا چهار برابر سرعت جریان هوای ورودی می باشد به دلیل اینکه ناحیه ای که هوا امکان ورود به برج خنک کن دارد بیشتر از ناحیه هوای خروجی می باشد. در این نوع برج خنک کننده به دلیل شکل و مکانیزم کارکرد امکان گردش مجدد هوا وجود ندارد. این نوع برج های خنک کننده از دبی های کوچک 15 گالن بر دقیقه تا 700000 گالن بر دقیقه و بیشتر ساخته می شود و خود شاهدی بر گسترش روز افزون استفاده از این مدل کولینگ تاور می باشد.

در برج خنک کننده جریان القایی ، پروانه برج خنک کننده در ناحیه خروج هوا قرار دارد و هوا را به سمت بیرون مکش می کند. برج خنک کننده القایی در هر دو سیستم برج خنک کننده جریان متقاطع و برج خنک کننده جریان مخالف ساخته می شود. سازه و بدنه این نوع از برج خنک کن را می توان از بتن ، فایبرگلاس ، فلر و یا چوب ساخت ، همچنین می تواند با پکینگ و یا فاقد پکینگ باشد.

کاربرد برج خنک کننده جریان القایی

کاربرد در تهویه ‌مطبوع

کاربرد در تهویه ‌مطبوع و به منظور خنک‌کاری دستگاه چیلر آبی یا چیلر جذبی .وابسته به هدف برج خنک‌کننده این تجهیز می‌تواند در اکثر کارخانجات صنعتی و همچنین در کلیه سیستم های تهویه مطبوع مرکزی (HVAC) مورد کاربرد قرار بگیرد . این نوع سردکن یا خنک‌کننده میتواند به عنوان واحد برودتی در یک چیلر تراکمی آب خنک، جهت خنک‌کردن کندانسور و انتقال گرمای مبرد یا گاز به محیط بیرون ایفای نقش کند. در این حالت برج خنک‌کننده چیلر عموماً در پشت بام ساختمانها قابل مشاهده می‌باشد و دلیل امر این است که عملکرد کولینگ‌تاور در قسمت بالای ساختمان به دلیل کاهش رطوبت نسبی محیط بهتر خواهد بود.

کاربرد در صنعت

کاربرد در صنعت به منظور خنک‌کاری منابع حرارتی همچون بویلر، کوره‌القایی و غیره.برج خنک‌کننده همچنین می‌تواند در یک چرخه صنعتی تحت عنوان یک مبدل‌حرارتی و یا در اصطلاح منبع برودتی و تکمیل‌کننده هر فرآیند گرمازا بکاربرده شود. تمامی صنایع مختلف در دنیا در فرآیند خنک‌کاری تجهیزات خود از برج خنک کننده صنعتی استفاده مینمایند. صنایع مختلف از جمله تزریق پلاستیک، ذوب فلزات، صنایع سیمان ، صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع اکسترود و فرمدهی، صنعت چوب و نئوپان‌سازی و همچنین صنعت تولید موادغذایی ، صنایع مهمی است که برج خنک‌کننده یکی از تجهیزات مهم برودتی در آن به شمار می‌رود.  

ظرفیت برج خنک‌کننده جریان القایی

به میزان نرخ انرژی گرمایی (حرارت) دفع شده از سیال در واحد زمانی معین ظرفیت برودتی یا به اختصار ظرفیت برج خنک‌کننده اطلاق میشود. نرخ انتقال انرژی در واحد زمان، تحت عنوان توان(Power) در علوم فیزیک مطرح میباشد و در صورتی که انرژی انتقالی از نوع جذب انرژی گرمایی باشد این کمیت فیزیکی تحت عنوان توان برودتی نیز شناخته می‌شود. اگر برج خنک‌کننده را همچون یک ماشین انتقال انرژی گرمایشی به هوا فرض کنیم در واقع ظرفیت برودتی یا توان سرمایشی برج خنک‌کننده همان میزان مسافتی است که یک ماشین در زمان معین طی می‌نماید(میزان انرژی که در واحد زمان از آب به محیط انتقال می‌دهد) به منظور محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده باید ابتدا تعریف کنیم که چرخه کولینگ‌تاور وظیفه خنک کردن چه سیالی را برعهده دارد. در این مرحله از تخمین توان برودتی، ظرفیت گرمایشی ویژه سیال در فشار ثابت (Cp) مطابق با نوع سیال محاسبه می‌گردد. به منظور محاسبه دقیق ظرفیت برودتی در مرحله دوم باید تعیین کرد چه میزان نرخ جریان سیال (Mass Flow) قرار است از دمای گرم اولیه (Hot Fluid Tempeature) به دمای مطلوب ایده‌آل(Cold Fluid Temperature) کاهش پیدا کند.  

انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده جریان القایی

سیستم توزیع آب در برج خنک کننده به سه دسته اصلی تقسیم می شود.هر کدام از این سیستم های اشاره شده دارای مزایا و معایبی است که به بررسی آن می پردازیم.

1. سیستم توزیع آب ثقلی
2. سیستم توزیع آب دورانی
3. سیستم توزیع آب اسپری نازل

سیستم توزیع آب ثقلی

یکی از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده سیستم توزیع آب ثقلی( Gravitational water distribution ) می باشد که در برج خنک کننده جریان متقاطع کاربرد دارد ، آب گرم به بالای برج خنک کننده پمپ شده و از طریق اسپلش باکس یا تشت توزیع که در کف آن دارای سوراخ های متعدد و منظم است با اثر جاذبه به صورت قطره قطره از بالا به سمت پایین ریزش و در سطح پکینگ توزیع می شود یا با استفاده از نازل ثقلی توزیع شود.

• مزایا : عمر بسیار طولانی،نیاز به فشار پمپ کمتر،توزیع یکنواخت،گرفتگی کمتر،سرویس و دسترسی آسان
• معایب : آب را در معرض نور خورشید قرار میدهد و امکان تشکیل جلبک وجود دارد.

سیستم توزیع آب دورانی

یکی دیگر از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده سیستم توزیع آب دورانی (Rotational water distribution ) می باشد که در این سیستم آب از رایزر پمپ شده و از طریق کلگی توزیع آب برج خنک کننده و لوله های آرم به صورت دورانی توزیع می شود ، در زیر لوله های آرم سوراخ هایی با زاویه ۱۵ درجه تعبیه شده است که آب از آن ها به سمت پایین ریزش می کند ، این نوع سیستم که در برج خنک کننده گرد کاربرد دارد آب را به صورت مدور پاشش می کند.

• مزایا : امکان توزیع آب در برج مدور و سطح مقطع گرد
• معایب : طول عمر کوتاه ، گرفتگی لوله آرم ، سرویس و دسترسی مشکل

سیستم توزیع آب اسپری نازل

یکی دیگر از انواع سیستم توزیع آب در برج خنک کننده ، سیستم توزیع آب اسپری نازل ( Spray nozzle water distribution ) است که در این سیستم آب به بالای کولینگ تاور پمپ شده سپس از طریق نازل ها به روی پکینگ ها اسپری می شود. نازل برج خنک کننده بر اساس نوع پاشش دارای انواع مختلفی می باشد که قبلا مورد بررسی قرار گرفت.

• مزایا : قابل استفاده در برجهای خنک کننده جریان مخالف،امکان طراحی پاشش در سطوح بالا،نگهداری تقریبا آسان
• معایب : گرفتگی نازل ها ، امکان پرتاب آب به بیرون ، نیاز به فشار پمپ

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

تعمیر برج خنک کننده

این عملیات شامل موارد زیر می‌باشد:

1. بررسی تجهیزات پیش تصفیه آب مثل سختی گیر
2. تمیز کردن نازل ها و اسپرینکلرها
3. تمیز کردن سطوح خنک کننده و دیواره و زدودن خوردگی و آلودگی‌ها
4. بررسی تجهیزات مکانیکی و الکتریکی اعم از پمپ، فن، تسمه، الکتروموتور و...

لینک های مرتبط :

برج خنک کننده تک جریان