برج خنک کننده صنعتی

قطره گیر برج خنک کننده چیست ؟

قطره گیر برج خنک کننده یا قطع‌کننده‌های رانش برای کاهش مصرف آب باید در تمام برج‌هایی که فن دارند ( جریان مکانیکی) نصب شوند. بنابراین، جدا از برج‌های با سرعت پایین و جریان طبیعی هوا، قطع‌کننده‌های رانش در تمام برج‌های خنک‌کننده و کندانسورهای تبخیری مورد نیاز است.

قطره گیر یا دریفت المیناتوردر سمت تخلیه برج خنک کننده، یا بالای سطح انتقال حرارت برج خنک کننده و سیستم توزیع در برج خنک کن جریان مخالف یا به صورت عمودی، جلوی سطح انتقال حرارت در برج جریان متقاطع قرار دارند.

این مقاله در مورد اینکه قطره گیر ها چه هستند، چرا به آنها نیاز داریم، انواع مختلف آنها، الزامات نگهداری و ملاحظات هنگام تعویض بحث می‌کند.

انواع قطره گیر برج خنک کننده:

قطره گیر های برج خنک کننده در دو مدل اصلی طراحی و تولید می شوند. هر دو مدل قطره گیر از متریال پی وی سی یا پلی پرو پیلن ساخته می شوند که که در کاربردهای مختلف قابل مصرف هستند.

1-قطره گیر لانه زنبوری

2- قطره گیر تیغه ای

قطره گیرهای لانه زنبوری یا تیغه ای چگونه کار می‌کند؟

وظیفه اصلی قطره‌گیرها در سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری، کاهش (و نه حذف آنطور که از نامش پیداست) خروج قطرات آبِ همراه با جریان هوای خروجی از برج خنک‌کننده یا کندانسور تبخیری است.

با عبور هوا از میان حذف‌کننده‌ی جریان هوا، جهت حرکت آن توسط فویل یا طراحی تیغه‌ی حذف‌کننده تغییر می‌کند. این امر باعث می‌شود قطرات آب موجود در جریان هوا روی سطوح فویل حذف‌کننده جمع شوند. قطرات جمع می‌شوند و به سرعت اندازه و جرم کافی برای غلبه بر سرعت جریان هوای خروجی و تخلیه مجدد به برج خنک‌کننده را به دست می‌آورند، به جای اینکه در جریان هوای خروجی فرار کنند.

چرا به قطره گیر یا حذف کننده‌های رانش نیاز داریم؟

اگرچه هدف از قطره چکان، کاهش خروج قطرات آب همراه با هوای خروجی است، اما درک اهمیت این موضوع ضروری است.

هدف اصلی آنها محافظت از مردم و محیط زیست محلی در برابر فرار آئروسل‌ها و قطرات آب از برج خنک‌کننده یا کندانسور تبخیری است، اما این تنها مزیت حذف‌کننده‌های رانش ( قطره گیر) نیست.

در جدی‌ترین حالت، اگر رژیم تصفیه آب با شکست مواجه شده باشد، حذف‌کننده ذرات معلق، آخرین خط دفاعی در جلوگیری از پراکندگی باکتری‌های مضر لژیونلا است که اغلب در سیستم‌های خنک‌کننده آب یافت می‌شوند. بیماری لژیونر می‌تواند از طریق استنشاق باکتری‌های لژیونلا موجود در آئروسل‌های تخلیه شده از برج خنک‌کننده ایجاد شود.

با بازگرداندن قطرات آب به برج خنک‌کننده، قطره‌چکان‌ها به صرفه‌جویی در مصرف آب در سیستم خنک‌کننده کمک می‌کنند و راندمان قطره‌چکان نقش مهمی در صرفه‌جویی احتمالی آب دارد، بنابراین درک این نکته که راندمان ذکر شده به چه چیزی اشاره دارد و تأثیر نسبی آن بر صرفه‌جویی در مصرف آب چیست، مهم است.

قیمت قطره گیر برج خنک کننده :

قیمت قطره گیر برج خنک کننده به چند عامل اصلی بستگی دارد که ادامه ذکر می شود

1-متریال مورد استفاده در ساخت قطره گیر

2-نوع قطره گیر لانه زنبوری یا تیغه ای

3-ضخامت ورق و کیفیت متریال

4-متراژ تولید شده و نوع سفارش

5-برندو شرکت تولید کننده قطره گیر برج خنک کن

چه چیزی باعث رانش و تلفات آب برج خنک کننده می شود؟

رانش را می‌توان به عنوان آبی تعریف کرد که همراه با هوای خروجی از برج خنک‌کننده منتشر می‌شود. با عبور هوا از برج خنک‌کننده، قطرات آب به ویژه هنگام عبور از سیستم توزیع، در آن جذب می‌شوند. قطر قطرات رانش معمولاً بین ۵۰ تا ۲۰۰ میکرومتر (حدود ضخامت موی انسان) است.

قطرات رانشی که خارج می‌شوند حاوی همان مواد شیمیایی، باکتریایی و ذرات معلق آب در گردش از برج هستند و بنابراین می‌توانند اثرات منفی بر تجهیزات اطراف و محیط وسیع‌تر داشته باشند.

تلفات تبخیر در برج خنک کننده چیست؟

استفاده از برج خنک‌کننده روشی رایج برای استخراج گرمای تلف‌شده در عملیات صنعتی است و آب پرکاربردترین خنک‌کننده برای حذف گرمای تلف‌شده در اکثر این عملیات‌ها است.

در یک برج خنک‌کننده صنعتی، جریان آب گرم از طریق نازل‌های اسپری به داخل پرکننده یا پکینگ داخل برج وارد می‌شود. پکینگ کولینگ تاور با هدف ایجاد سطح تماس بیشتر، برای به حداکثر رساندن تماس بین جریان آب گرم و هوا طراحی شده است. با بالا رفتن هوا در داخل برج، گرمای نهان تبخیر آب را دریافت می‌کند و بنابراین آب خنک می‌شود.

به عنوان یک قاعده کلی، به ازای هر ۵.۵ درجه سانتیگراد (۱۰ درجه فارنهایت) خنک شدن آب، ۱٪ از کل جرم آب به دلیل تبخیر از دست می‌رود.

چگونه می‌توان تلفات تبخیر در برج‌های خنک‌کننده را محاسبه کرد؟

انواع مختلفی از اتلاف آب در برج خنک کننده وجود دارد.

تلفات تبخیر در برج‌های خنک‌کننده:
تلفات تبخیر = 0.00153 Wc (T1-T2)

این به معنی T1 – T2 = دمای آب ورودی منهای دمای آب خروجی (°C) است، که 0.00153 ثابت تبخیر است.

تلفات تبخیر را می‌توان با استفاده از این فرمول نیز بیان کرد:

که در آن:
C = آب در گردش بر حسب متر مکعب در ساعت

لاندا = گرمای نهان تبخیر آب = ۵۴۰ کیلوکالری بر کیلوگرم (یا) ۲۲۶۰ کیلوژول بر کیلوگرم یا

Ti – To = اختلاف دمای آب از بالای برج تا پایین برج بر حسب درجه سانتیگراد
(اختلاف دمای آب گرم ورودی به برج خنک کننده و اختلاف دمای آب سرد خروجی)

Cp = گرمای ویژه آب = 1 کیلوکالری بر کیلوگرم بر درجه سانتیگراد (یا) 4.184 کیلوژول بر کیلوگرم بر درجه سانتیگراد

برج خنک کننده صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟

برج های خنک کننده صنعتی نقش مهمی در صنایع و تاسیسات مختلف ایفا می کنند و روشی کارآمد و پایدار برای حذف گرمای اضافی از سیستم فراهم می کنند. کولینگ تاور های صنعتی به واسطه جریان هوا و افزایش سطح تماس آب ورودی و هوای آزاد امکان انتقال گرما از یک سیال گرم به جو را فراهم می کند و در نتیجه شرایط عملیاتی بهینه را حفظ می کند.

برج خنک کننده صنعتی به عنوان یک تجهیز سازگار با محیط زیست کمترین اختلال را در پیرامون خود ایجاد می کند ودرعین حال اثرات محیطی را به حداقل می رساند. در این مقاله، مفهوم برج‌های خنک‌کننده، انواع آن‌ها واهمیت آن‌ها در حوزه اتلاف گرما را بررسی خواهیم کرد. همچنین جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مرجع اصلی یعنی وب سایت آذین تهویه مراجعه نمایید.

انواع برج خنک کننده به لحاظ نوع جریان :

برج های خنک کننده طبیعی پیش نویس: این سازه های برج بر روی اصل همرفت طبیعی برای اتلاف گرما متکی هستند. با استفاده از افکت پشته، هوای گرم بالا می‌آید و با هوای خنک‌تر جایگزین می‌شود که با طراحی شبیه دودکش برج تسهیل می‌شود. این برج‌های خنک‌کننده عمدتاً در کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ مانند نیروگاه‌ها استفاده می‌شوند، جایی که مقادیر زیادی گرما باید به طور موثر دفع شود.

برج های خنک کننده فشاری اجباری: این نوع برج خنک کننده دارای یک فن یا دمنده است تا به طور فعال هوا را از طریق سیستم بکشد. فن ها به انتقال هوا به داخل مبدل حرارتی کمک می کنند و فرآیند انتقال گرما را سریع تر می کنند. برج های خنک کننده کششی اجباری معمولاً در سیستم های HVAC تجاری و کاربردهای صنعتی کوچکتر یافت می شوند. آنها کنترل بهتری بر جریان هوا ارائه می دهند که آنها را برای محیط های حساس به دما ایده آل می کند.

انواع برج خنک کننده به لحاظ مدار جریان آب ورودی و خروجی

برج خنک کننده مدارباز (مرطوب)

کولینگ تاور مدارباز آذین تهویه (open floor cooling tower) راندمان نسبتا بالاتری از دیگر انواع برج خنک کننده دارد علت این مسله تبادل حرات مستقیم بین آب و هوا می باشد. در برج خنک کننده مدار باز امکان کاهش دمای آب داغ تا محدوده 3 درجه بالای حباب تر می باشد. این تیپ از کولینگ تاور ها در اکثر صنایع بزرگ کاربرد دارند و قادرند حجم زیادی از آب خنک نمایند.

نحوه عملکرد کولینگ تاور مدار باز صنعتی به این شکل است : آبگرم برگشتی از خط تولید توسط لوله های انتقال دهنده و پمپ های مخصوص جریان سیال به قسمت ورودی و افشانک های توزیع آب برج خنک کن هدایت می شوند، سیال گرم از دهانه افشانک ها بصورت قطرات ریز بر روی تمام سطوح پرکن ( پکینگ برج خنک کننده ) اسپری می گردد، قطرات آب پس از تماس به اولین لایه پکینگ، در تمام سطح برج پخش می شوند و زمان بیشتری را در تماس با هوا سپری می کنند. در همین موقع پروانه ( محوری یا اکسیال)، جریان هوای مورد نیاز برای انتقال حرارت را از دریچه های ورودی به داخل برج هدایت می کند و بخشی از گرمای آب بواسطه تماس با هوا تبخیر شده و خنک می گردد.

در نهایت آب سرد شده به قسمت انتهای مسیر خود یعنی حضچه آب سرد کولینگ تاور یا تشتک برج ریخته می شود و از طریق فلنچ های خروجی جهت خنک کردن تجهیزات به فرایند بر می گردد. این مکانیزم دائما برای خنک کردن آب در کولینگ تاور مدار باز تکرار می شود.

برج خنک کن مداربسته هیبریدی آذین تهویه

در این تیپ از برج های خنک کن دفع گرمای سیال بصورت تماس غیر مستقیم آب و هوا صورت می گیرد. در واقع آب ورودی به برج خنک کننده مدار بسته کاملا در فضای محبوس یعنی یک کویل مسی یا گالولنیزه جریان دارد و هیچ نوع ارتباط مستقیمی با بیرون ندارد.کولینگ تاور مدار بسته به علت نحوه تبادل حرارت به نام برج خنک کننده خشک نیز شناخته می شود.

انچه در ظاهر امر دیده می شود این است که ساختار اصلی و بدنه کولینگ تاور مدار باز و مدار بسته بسیار شبیه هم می باشد و تنها تفاوت این دو نوع برج خنک کننده در نحوه جریان آب و انتقال دما می باشد، در کولینگ واتر خشک آب کاملا در یک سیکل بسته و درون کویل ها از جنس لوله های مسی یا گالوانیزه جریان دارد و از طریق وزش باد تبادل حرارت صورت می گیرد ولی در سیستم مدار باز همانطور که در بالا عنوان شد آب توسط نازل ها بر روی پکینگ برج خنک کننده پاشیده می شود و تبادل حرارت در یک فضای باز انجام می شود.

اهمیت و کاربرد برج خنک کننده :

برج های خنک کننده برای حفظ شرایط عملیاتی ایمن و بهینه در صنایعی که گرمای قابل توجهی تولید می کنند بسیار مهم هستند. آنها چندین مزیت را ارائه می دهند، از جمله:

بهره وری انرژی: با استفاده از برج های خنک کننده، صنایع می توانند وابستگی خود را به سیستم های خنک کننده انرژی بر مانند واحدهای تهویه مطبوع کاهش دهند. در نتیجه، این امر به دستیابی به صرفه جویی قابل توجه در انرژی و متعاقباً کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند.

سازگاری با محیط زیست: برج های خنک کننده به حفظ منابع آب کمک می کنند. از طریق فرآیند تبخیر، آنها استفاده مجدد از آب را با به حداقل رساندن میزان مصرف تسهیل می کنند و آنها را به یک راه حل خنک کننده سازگار با محیط زیست تبدیل می کنند.

فرآیندهای صنعتی: برج های خنک کننده کاربردهای گسترده ای در صنایعی مانند تولید برق، تولید، فرآوری شیمیایی، پالایشگاه های نفت و مراکز داده پیدا می کنند. این ساختارها امکان حذف گرمای کارآمد را فراهم می کند، از گرم شدن بیش از حد تجهیزات و ماشین آلات جلوگیری می کند و در نهایت عملکرد روان و قابل اعتماد را تضمین می کند.

در نهایت می توان بطور خلاصه عنوان نمود که : برج‌های خنک‌کننده به عنوان ستون فقرات سیستم‌های اتلاف حرارت مدرن هستند و صنایع را قادر می‌سازند تا شرایط عملیاتی ایمن را در عین حفظ پایداری محیطی حفظ کنند. انواع مختلف آنها، مانند پیش نویس طبیعی، کشش اجباری، و پیش نویس القایی، راه حل های همه کاره ای را برای کاربردهای متنوع ارائه می دهند. برج های خنک کننده با استفاده از قدرت هوا و تبخیر، رویکردی کارآمد، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای حذف گرما ارائه می دهند. با ادامه پیشرفت صنایع، اهمیت برج های خنک کننده صنعتی مدار باز و مدار بسته هیبریدی همچنان رو به رشد خواهد بود و بر ضرورت وجود این سازه ها در دنیای مدرن تاکید می کند.