برج خنک کننده

برج خنک کننده (cooling tower) یک نوع مبدل انرژی است که وظیفه آن تولید آب خنک برای کلیه دستگاه‌های صنعتی می‌باشد. به طور کلی برج خنک کننده را می‌توان یک مبدل گرمایی بزرگ (heat exchanger) بین محیط‌های آب و هوا در نظر گرفت. شاید برای بسیاری از افراد این پرسش مطرح باشد که برج‌های خنک کننده از چه اجزایی تشکیل شده‌اند و چه ویژگی‌هایی دارند و کاربردهای آن ها کجاست؟ ما در ادامه این مطلب قصد داریم تا به طور کلی به همین پرسش‌ها در مورد برج‌های خنک کننده بپردازیم.

نحوه کار برج خنک کننده

وظیفه اصلی برج خنک کننده کاهش دمای آب برگشتی از تجهیزاتی مثل بویلرها، چیلرها و کوره‌های ذوب فلزات است. در واقع نحوه کار این دستگاه بدین گونه است که با ایجاد عملکردی تبخیری موجب کاهش دمای آب تا محدوده خاصی می‌شود. البته شرایط اقلیمی منطقه نیز در اُفت دمای سیال آب گرم در برج خنک کننده بی‌تأثیر نیست. در واقع برج خنک کننده به واسطه آب می‌تواند گرمای مازاد ماشین‌آلات را جذب و آن ها را به محیط هدایت کند و با تولید آب خنک و هدایت دوباره آن به دستگاه‌های مورد نظر، به فرایند خنک کردن آن ها کمک کند تا از آسیب دیدن دستگاه‌ها بر اثر افزایش بی‌رویه دمای آن ها پیشگیری به عمل آید.

برج خنک کننده در صنعت

تجهیزات صنعتی و غیر صنعتی در چرخه عملیاتی خود، پس از مدتی با افزایش گرما مواجه می‌شوند. بیشتر این ماشین‌آلات به خودی خود قادر به دفع گرمای بیش از حد تولید شده در خود و هدایت آن به محیط اطراف نیستند. به همین دلیل برای خنک شدن نیاز به تجهیزات و مدار جداگانه‌ای دارند که آب گرم آن ها را دریافت کرده و پس از خنک کردن آن، دوباره آب خنک شده را در اختیار دستگاه قرار دهد تا چرخه سرمایش دستگاه همچنان ادامه پیدا کند. بدیهی است هر گونه اختلال در عملکرد برج خنک کننده می‌تواند خسارت‌های سنگین اقتصادی و صنعتی به همراه داشته باشد.

کاربرد برج خنک کننده در صنعت

برج های خنک کننده صنعتی دارای کاربرد های متنوعی می باشند که در قسمت زیر به طور خلاصه به آن پرداخته شده است:

1. دفع گرمای دستگاه‌های صنعتی گوناگون در تمامی فصول و اقلیم‌ها: دستگاه های صنعتی از قبیل کوره‌های ذوب القایی و قوس الکتریک، بویلرها، توربین‌ها و کلیه تجهیزاتی در چرخه عملیاتی خود حجم زیادی گرما تولید می‌کنند. مهم‌ترین تجهیزاتی که در صنایع از برج خنک کننده استفاده می‌کنند، توربین‌های گازی در پالایشگاه‌های گاز، کمپرسورهای هوا در نیروگاه‌ها و دیگ‌های بخار در صنایع ذوب فلزات می‌باشند.
2. سرد کردن چیلرهای تهویه مطبوع در ساختمان‌ها در فصول گرم سال: بیشتر مجتمع‌های مسکونی، ادارات، بانک‌ها، مجتمع‌های تجاری بزرگ و مراکز خرید از سیستم تهویه مرکزی برخوردارند. این سیستم‌های تهویه مرکزی از چیلرهای تراکمی یا جذبی برای خنک کردن هوای داخل استفاده می‌کنند که گرمای جذب شده از هر منطقه ساختمان به وسیله چیلر باعث افزایش دمای گاز خنک کننده آن می‌شود. به همین دلیل آب سرد تولید شده در برج خنک کننده می‌تواند در بخش کندانسور چیلر مقدار دمای افزایش یافته گاز خنک کننده را جبران کند و آن را دوباره به دمای مطلوب خود برساند.

اجزای برج خنک کننده

مهم‌ترین اجزایی که در یک برج خنک کننده وجود دارند، به این ترتیب هستند:

• الکتروموتور برای ایجاد گشتاور مورد نیاز به منظور چرخش فن یا مولد انرژی مکانیکی
• فن یا پروانه برای ایجاد یک فشار نسبی در هوا و جابجا کردن حجم مشخصی از آن در یک مدت زمان معین
• انتقال قدرت تسمه‌ای برای کاهش سرعت زاویه‌ای موتور یا دور موتور به دور گردش استاندارد فن
• انتقال قدرت گیربکسی به عنوان یک جایگزین برای سیستم تسمه پولی در سامانه‌های کاهنده دور از دینام به پروانه محوری یا حلزونی
• صفحات خنک کننده برای برقراری ارتباط بین سیال‌های گوناگون و ایجاد یک سطح مفید برای انتقال و مبادله گرما بین آب و هوا
• کویل به منظور فراهم کردن سطح مؤثری از انتقال گرمایش از آب به هوا
• نازل به عنوان تقسیم کننده و توزیع کننده جریان آب گرم
• آب پخش کن برای توزیع سیال داغ در نوع مدور یا چرخشی سامانه پاشش آب
• لوله و کلیه انشعابات داخلی به عنوان عوامل منتقل کننده جریان آب در بخش‌های مختلف برج
• بست کمربندی به عنوان اتصال دهنده انشعابات داخلی و نازل‌ها یا افشانک‌ها
• قطره‌گیر به منظور بازدارندگی از پرتاب قطرات آب به سوی فن مکنده القایی
• تشتک به عنوان یک محل جمع آوری آب سرد یا مخزن جمع شدن آب با دمای پایین
• کرکره‌ها به عنوان دریچه‌های ورودی هوای خشک و سرد محیط پیرامون
• تنوره خروج هوا به عنوان دهانه خروجی هوای داغ
• پانل به عنوان دیواره‌های اصلی سازه یا بدنه
• ساپورت‌های نگهدارنده به عنوان عوامل نگه دارنده پکینگ‌ها، قطره‌گیر و تجهیزات داخلی برج
• محافظ پروانه‌ای برای مراقبت از فن در برابر ضربات احتمالی یا داخل شدن اجسام بیرونی
• شاسی موتور به عنوان فریم نگه دارنده دینام یا الکتروموتور
• فلنچ ورودی برای متصل کردن کانال ورودی آب برگشتی
• فلنچ خروجی به عنوان عامل متصل کردن کانال خروجی آب رفت
• فلوتر یا شناور به عنوان تنظیم کننده ورود جریان آب جبرانی
• شیر تخلیه به عنوان محل تخلیه زیر آب
• فلنچ سرریز به عنوان خروجی یا تخلیه کننده جریان اضافی آب

مواردی که در بالا اشاره شده‌اند، اجزای اصلی تمامی برج های خنک کننده‌ می باشند و در تمامی برج‌های خنک کننده وجود دارند؛ اما برخی اجزای جانبی نیز وجود دارند که به عنوان عوامل اقتضایی و با توجه به وضعیت پروژه عملیاتی یا اقلیم منطقه و یا به صورت مقطعی در یک مدت زمان خاصی از سال ممکن است مورد استفاده قرار بگیرند. بنابراین اجزای جانبی هر برج خنک کننده می‌توانند به این ترتیب باشند:

• کنترلر دور متغیر به منظور تنظیم دستی یا خودکار دور موتور از روی تغییر فرکانس
• ضد یخ به منظور ریخته شدن در تشتک در فصل زمستان با هدف جلوگیری از یخ زدن آب
• دِک کاهنده صدای فن برای جلوگیری از لرزش‌های موجود در پروانه و کاهش صدای آن 
• لرزه‌گیر مکانیکی به منظور کاهش سطح ارتعاشات
• تخلیه کننده خودکار به عنوان عامل کاهش میزان املاح سنگین در تشتک
• فیلتراسیون هوا برای جلوگیری از ورود ذرات معلق به داخل برج
• سایت گلس یا پنل بازدید برای سهولت در بازدید اپراتور از شرایط عملکرد دستگاه 
• پمپ شناور برای پاشش پیوسته آب مدار باز بر روی کویل (که فقط در برج‌های خنک کننده هیبریدی وجود دارد)
• صافی آشغال‌گیر که در جلوی فلنچ خروجی آب سرد نصب می‌شود و از عبور آشغال‌های احتمالی موجود در تشتک جلوگیری به عمل می‌آورد
• میکروفیلتر یا فیلتر میکرونی که یک فیلتر کیسه‌ای برای افزایش کیفیت آب جبرانی و کاهش رسوبات قطعات داخلی می‌باشد

انواع برج‌ خنک کننده

برج های خنک کننده دارای انواع مختلفی می باشند و بر اساس ساختار ظاهری، نوع جریال هوا و متریال به کار رفته در دسته بندی های متفاوتی قرار می گیرند. از این رو برای آشنایی با انواع مختلف این محصول با ما همراه باشید.

1. برج خنک کننده مدار باز مرطوب یا خیس: در این برج خنک کننده یک سطح تبادل تماس مستقیم بین آب و هوا وجود دارد که باعث کاهش دمای آب می‌شود. در این سیستم، حداکثر دو درصد از آب بخار شده و وارد هوای ورودی می‌شود و به همین دلیل به مرطوب شدن هوای اطراف یا اشباع شدن آن کمک می‌کند.
2. برج خنک کننده مدار بسته خشک: در این نوع برج خنک کننده به دلیل آنکه آب در یک چرخه کاملاً بسته قرار دارد، پس با هوای خشک محیط پیرامون سرد می‌شود. به دلیل تماس غیر مستقیم آب با هوای خشک محیط، دمای آن تحت تأثیر اقلیم جوی پیرامون قرار دارد.
3. برج خنک کننده هیبریدی: در این برج خنک کننده که به آن برج خنک کننده ترکیبی هم گفته می‌شود، نسل جدیدی از دستگاه‌های سرمایش تبخیری بوده که تلفیقی از هر دو سیستم مدار باز و مدار بسته می باشند و جریان اصلی آب سیال را تحت یک جریان ثانویه پاششی قرار می‌دهند. در این فرایند تماسی گرما به وسیله نفوذ و هدایت گرمایشی از آب گرم کویل با آب سرد مدار پاششی منتقل می‌شود. برتری اصلی این نوع برج خنک کننده این است که کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای مرطوب محیط طی یک سیکل بدون تبخیر است و از سوی دیگر رسوب گرفتگی در این سیستم به شدت کاهش پیدا می‌کند.

انواع برج‌ خنک کننده بر اساس ساختار ظاهری:

برج خنک کننده با سازه مکعبی: این برج خنک کننده از یک ظاهر مکعب مستطیلی برخوردار است و به همین دلیل فضای بسیار کمی را اشغال می‌کند. این محصول می‌تواند به صورت مدار باز، مدار بسته و یا برج هیبریدی باشد. معمولاً برج‌های خنک کننده مکعبی دارای سامانه پاشش آب ثابت هستند و رسوب بسیار کمی تولید می‌کنند. این برج به دلیل ارتفاع زیاد و همچنین به دلیل آن که از سامانه پاشش آب منظمی برخوردار است، راندمان بالایی دارد.

برج خنک کننده با سازه مدور یا استوانه‌ای: این نوع برج خنک کننده یکی از قدیمی‌ترین طرح‌های برج‌های خنک کننده است که مشخصه اصلی آن سامانه پاشش آب دوار است. ابعاد بزرگ استوانه و ارتفاع کم آن نسبت به مدل مکعبی یکی دیگر از مشخصه‌های این نوع برج به حساب می‌آید. معمولاً از این نوع برج خنک کننده در ساختمان‌های مرتفع و برای ایجاد توازن گرمایی در کندانسرهای چیلر استفاده می‌شود. در قسمت زیر، این دو برج خنک کننده را با یکدیگر مقایسه کرده ایم:

انواع برج‌های خنک کننده بر اساس نوع جریان ورودی هوا:

1. برج خنک کننده جریان مخالف (کانتر فلو): دارای ورودی هوا از تمامی جوانب در قسمت بالای تشتک و زیر پکینگ‌ها (مناسب برای مناطق خشک و کم رطوبت کشور)
2. برج خنک کننده جریان متقاطع (کراس فلو): دارای دو ورودی اصلی هوا در دو طرف (مناسب برای مناطق شرجی شمال و جنوب کشور)

انواع برج‌های خنک کننده بر اساس متریال بدنه:

• برج خنک کننده فایبرگلاس
• برج خنک کننده سیمانی یا بتنی
• برج خنک کننده گالوانیزه یا استیل

تعیین ظرفیت برج خنک کننده

یکی از مهم‌ترین مشخصه‌هایی که در انتخاب برج خنک کننده مناسب باید در نظر گرفته شود، ظرفیت آن است. البته به این نکته فنی هم توجه داشته باشید که محاسبه ظرفیت برج خنک کننده که یک فرایند محاسباتی تخصصی به حساب می‌آید، نیاز به در اختیار داشتن اطلاعاتی دارد که مهم‌ترین آن ها عبارتند از:

• دبی جرمی سیال در گردش
• نوع سیال خنک شونده
• ظرفیت گرمایی ویژه سیال در فشار ثابت
• دمای ورودی و خروجی سیال
• ضریب تأثیر طراحی در محاسبه ظرفیت اسمی و تفکیک آن از توان واقعی

خرید برج خنک کننده

در روند طراحی، گزینش و خرید سامانه‌های برج خنک کننده نه تنها یک نفر متخصص بلکه گروهی از متخصصین مکانیک و ترمودینامیک باید با همکاری و همفکری یکدیگر تمامی جوانب مورد نظر را مورد بررسی قرار دهند تا مناسب‌ترین برج خنک کننده خریداری شود. توجه داشته باشید که سرمایه‌گذاری برای خرید و نصب برج خنک کننده یکی از مراحل پرهزینه و حساس به حساب می‌آید و برج خنک کننده به خودی خود یک پروژه در دل پروژه کلان به حساب می‌آید.

قیمت برج خنک کننده

زمانی که قصد خرید برج خنک کننده را دارید، توجه داشته باشید که قیمت برج خنک کننده بستگی به عوامل بسیار زیادی دارد که تک تک آن ها باید با قید اولویت مورد توجه کارشناسان فنی و مهندسان قرار داشته باشند. مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در قیمت برج خنک کننده عبارتند از:

• نوع برج خنک کننده (مکعبی یا مدور بودن یا مدار باز، مدار بسته یا هیبریدی بودن)
• ظرفیت سرمایشی یا برودتی برج
• قیمت روز مواد اولیه مورد استفاده در برج
• نوع الیاف و رزین استفاده شده در تولید برج خنک کننده
• تعداد لایه‌های الیاف و رزین و ضخامت کامل هر یک از آن ها
• نوع پکینگ مدیای به کار رفته و درجه‌بندی مواد مورد استفاده در آن ها 
• گرید مواد عایق گرمایی به کار رفته در برج خنک کننده
• کلاس محافظتی موتور و نوع برند موتور
• نوع پروانه تیغه‌های به کار رفته و تعداد پره‌های فن مکنده

فروش برج خنک کننده

خرید برج خنک کننده به خودی خود یک سرمایه‌گذاری حساس و در عین حال ضروری به حساب می‌آید. شما، چه برای یک واحد صنعتی بزرگ به دنبال خرید برج خنک کننده باشید و چه برای یک مجتمع مسکونی یا تجاری عظیم، در زمان این سرمایه‌گذاری نیاز به دریافت مشاوره‌های بسیار زیادی خواهید داشت. توجه داشته باشید که تیم مشاورین حرفه‌ای واحدهای فنی و بازرگانی فروشگاه اینترنتی یابان (بنیان‌گذار بازار آنلاین تجهیزات ساختمانی کشور و مرجع تخصصی این قبیل تجهیزات و دارای سابقه ارائه خدمات مشاوره‌ای و فنی با بیش از یک دهه فعالیت) آماده ارائه خدمات مشاوره‌ای و فنی به پیمانکاران پروژه‌های گوناگون در سراسر کشور و فروش این دستگاه می‌باشد. بنابراین ضمن حضور در این فروشگاه مجازی، می‌توانید با انواع سیستم‌های برج خنک کننده قابل ارائه و موجود در بازار کشور آشنا شوید و در صورت تمایل، نسبت به ثبت سفارش و نهایی کردن خرید آن اقدام نمایید.