برج خنک کننده جریان مکانیکی چگونه کار می کند؟

احتمالاً خیلی از شما با آشنایی دارید. همانطور که می  دانید کولینگ تاور یا برج خنک کننده یکی از دستگاه های بسیار رایجی است که در صنعت و کارخانجات مختلف از آن استفاده می  کنند. در واقع ماهیت استفاده از برج های خنک کننده این است که محیط اطراف را خنک می کند و باعث کاهش دمای دستگاه های کارخانه هایی می شود که در طول روز مدام در حال کار کردن هستند و به مرور دچار آسیب خواهند شد.

برج خنک کننده جریان مکانیکی چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم راجع به کارکرد این برج ها توضیحات کاملی را ارائه دهیم، اول باید تعریف دقیقی از آن ها داشته باشیم. در واقع این برج  ها وسیله هایی هستند که هوا را از طریق یک یا چند فن به جریان می اندازند و در شرایط مختلف جوی و آب و هوایی عملکرد مطمئنی از خودشان نشان می دهند.

داخل آنها فن قرار گرفته که می تواند میزان دبی هوا در برج خنک کننده را تغییر بدهد و باعث شود که شرایط جوی مختلف و بار حرارتی آنها خنثی شود. اگر فن در ناحیه خروج هوا قرار بگیرد، به این دستگاه ها برج خنک کننده جریان مکانیکی القایی می گویند؛ اما اگر در ناحیه ورودی قرار بگیرد، به آن جریان مکانیکی اجباری گفته می شود.

ویژگی های برج خنک کننده جریان مکانیکی

داشتن اطلاعات در مورد ویژگی  های کولینگ تاور های مختلف به اندازه اطلاعات در مورد جریان مکانیکی اهمیت دارد. این برج  ها همان طور که پیش از این هم گفتیم، یک یا چند فن دارند که جریان هوا در آنها به کار می  افتد و یک نیروی محرک در آنها وجود دارد که نیروی پروانه ها را به وسیله الکتروموتور تامین کرده و آب و هوا را به سمت داخل مکش می کنند که برعکس برج خنک کننده القایی است که هوا را به سمت خارج می فرستد.

کارکرد برج خنک کننده مکانیکی به چه صورت است؟

اگر بخواهیم در مورد کارکرد مهم این برج ها توضیح دهیم که البته جزء مزیت آنها هم محسوب می شود، باید بگوییم که آن ها سازه و پیکر بسیار کوچکی دارند و در نتیجه اگر می خواهید در یک فضای کوچک از کولینگ تاور استفاده کنید، حتما باید به سراغ این برج ها بروید، زیرا فضای بسیار کمی را اشغال می کند؛ اما راندمان و عملکرد بسیار بالایی دارد.

یکی دیگر از مهم ترین ویژگی و کارکرد آنها این است که نسبت به شرایط جوی و آب و هوایی کاملاً مقاوم بوده و خیالتان از این بابت راحت خواهد بود. فرآیند تولید برج خنک کننده فایبرگلاس جز با اتکا به دانش مهندسی سیالات، مهندسی شیمی و مهندسی برق امکانپذیر نمی باشد.

این برج های خنک کننده چه تفاوتی با دیگر کولینگ تاور ها دارند؟

کارکرد این برج خنک کننده با برج خنک کننده جریان طبیعی متفاوت است. از طرفی ویژگی  های آنها هم متفاوت خواهد بود؛ مثلاً اولین تفاوت این است که این کولینگ تاور ها سازه های کوچک تری دارند و عملکرد پایدارتری در برابر تغییرات جوی و آب و هوابی از خودشان نشان می دهند.

تفاوت دومشان این است که از الکتروموتور برای به حرکت درآوردن فن استفاده می  کنند؛ در صورتی که برج خنک کننده جریان طبیعی نیاز به برق دارد تا بتواند کارش را به درستی انجام دهد؛ البته ساخت برج های خنک کننده جریان مکانیکی با پیشرفت تکنولوژی افزایش پیدا کرده، زیرا الکتروموتور ها و پروانه ها بیشتر مورد استفاده قرار گرفته اند و به خاطر همین؛ اکثر کولینگ تاور هایی که امروزه تولید می  شوند؛ از نوع جریان مکانیکی هستند.

در یک جمله مختصر باید گفت که برج خنک کننده (کولینگ تاور)، یک منبع تولید کننده آب خنک مورد نیاز صنایع مختلف است. آب سرد تولید شده بوسیله این منبع برودتی، مجدداً انرژی اضافی تجهیزات را جذب و آن را به هوا منتقل می کند.

این فرآیند، در واقع تبادل یک سیکل تکراری می باشد که دمای فعالیت ماشین  آلات صنعتی را دائماً ثابت نگه می  دارد. این دستگاه سرد کننده و تبریدی با فراهم کردن دائم آب سرد می  تواند گرمای چیلرها، دیگ ها یا کوره  های القایی را بگیرد. کاهش دائمی دمای ماشین آلات و جذب گرمای آنها یک دغدغه بزرگ در تضمین ثبات سیستم به شمار می  آید.

برج خنک کننده در کجا استفاده می شود؟

برج خنک کن به صورت گسترده در انواع صنایع به کار می  رود؛ از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی، صنایع ذوب فلزات، ریخته  گری، کوره  های القایی، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک، صنایع تولید شیشه، صنایع تولید سرامیک و کاشی، صنایع تولید خودرو، صنایع رنگ، کارخانجات تولید لبنیات و مواد غذایی، صنایع تولید کاغذ و تقریباً هر جایی که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد.

چرا “کولینگ تاور” در بالای ساختمان های مسکونی، تجاری و اداری نصب می  شود؟

پروژه برج خنک کننده بانک دی

برای خنک کردن هوای درون ساختمان از تجهیزات سرمایش استفاده می  شود. تجهیزات اصلی یک سیستم سرمایش عبارتند از: چیلر، برج خنک کن (برج خنک کننده یا کولینگ تاور)، فن کوئل، هواساز و پمپ.چیلرها آب بسیار سرد با دمای 5 تا 10 درجه سانتیگراد تامین می  کنند؛ این آب سرد وارد فن کوئل و هواساز می  شود و هوای داخل ساختمان را خنک می  کند. چیلر در هنگام کار گرم می  شود و برای فعالیت مداوم و موثر نیاز به خنک کردن آن می  باشد.

“کولینگ تاور” برای خنک کردن چیلر به کار می رود. برج خنک کن، گرمای چیلر را گرفته و به هوا می  فرستد. انتخاب چیلر و برج خنک کن برای ساختمان وابسته به شرایط آب و هوایی منطقه می  باشد.

چنانچه سیستمهای کولینگ با مشکلاتی روبرو شوند، روند تعمیر آنها بسیار وقتگیر خواهد بود. تهیه و خرید قطعات برج خنک کننده مصرفی در چنین شرایطی میتواند بسیار راهگشا بوده و از اتلاف وقت و اختلال طولانی مدت خطوط تولید جلوگیری کند.

سایر ویژگی های برج خنک کننده

انرژی حرارتی دفع شده در برج خنک  کننده به محیط اطراف باعث سرد  شدن سیال خنک کننده شده و از این جهت برج  خنک  کن را نوعی سرد کننده صنعتی نیز به شمار آورند. انتقال انرژی در برج خنک کننده از طریق گرمای نهان تبخیر سیال خنک کاری صورت می  پذیرد و از این رو درصد  کمی از حجم سیال در گردش، تبخیر  می شود و سپس وارد هوای محیط بیرون می  شود.

سیال خنک  کننده باید در گردش خود در یک سیکل گرمازا و در عبور از برج  خنک  کننده، توانایی دریافت میزان قابل توجهی از انرژی را دارا باشد.در واقع توانایی دریافت انرژی در سیال خنک  کننده، تحت عنوان ظرفیت  گرمایشی  ویژه عنوان می شود که بهترین سیال در عملیات خنک  کنندگی در یک چرخه  صنعتی آب می  باشد.

انتقال جرمی بخارات حاصل از تبخیر در برج  خنک  کننده در صورتی که سیال در گردش از نوع آب باشد، باعث افزایش رطوبت نسبی محیط اطراف و در نهایت تشکیل مه می  شود.بنابراین همواره توصیه می  شود که برج  خنک  کننده در محیط بیرونی (outdoor) نصب شود تا هوای داخل محیط قرارگیری به مرور زمان اشباع نشده و راندمان نهایی (Efficiently) عملکرد برج با افت روبرو نشود.

ابعاد برج خنک کننده در واقع فاکتور اصلی ایجاد سطح مبادله انرژی به شمار می آید . هر چقدر که برج خنک کن ابعاد بزرگتری داشته باشد، سطح مقطع بزرگتری نیز خواهد داشت که این موضوع در نهایت باعث انتقال حجم بیشتری ازحرارت بیشتر می شود. ابعاد و اندازه یک کولینگ تاور رابطه مستقیمی با ظرفیت سرمایی یا توان برودتی دارد.

برج های بزرگتر، ظرفیت بیشتری خواهند داشت. امروزه نمونه های از اسکیل بزرگ کاربرد برج خنک کننده را در صنعت در نیروگاه و پالایشگاه ها می توان به راحتی جستجو نمود.در اکثر نیروگاه ها به طور معمول از برج های غول پیکر بتنی با سازه هذلولی جهت خنک نمودن حجم بسیار زیادی از آب در ساعت استفاده می شود.

در اسکیل کوچک و در ابعاد تقریبی 100 در 100 می توان مشاهده نمود که برجهای خنک کننده کوچک در صنایع کوچک همانند تزریق پلاستیک ، گلاب گیری و عرق گیری استفاده می گردد.

مشخصات ابعادی دستگاه های برودتی و ماشین آلات فاکتوری است که همواره در کاتالوگ محصولات شرکت های سازنده می توان آن را مشاهده نمود. نازل برج خنک کننده دارای انواع بسیار و اشکال مختلف می باشد که همگی معمولا همه از مکانیزم وجود یک صفحه یا سطح جهت پاشش در زیر استفاده می کنند