برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی
برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی

کندانسور هوا خنک


کندانسور هوایی یا درای کولر



کندانسور هوایی یا درای کولر


کندانسور هوایی یا کندانسور هوا خنک نوعی از برج های خنک کن خشک(Dry Cooling Tower) می باشد که در ترنسیلت زبان‌انگلیسی تحت‌عنوان نام‌ های ایر کولر(Air Cooler) و درای کولر(Dry Cooler) نیز معرفی می‌گردد. کندانسور هوایی یا درای‌کولر درواقع نوعی برج خنک کننده آب با مداربسته محسوب می‌شود که به دلیل تماس با هوای‌خشک عموماً در واحدهای برودتی با ظرفیت سرمایشی پایین مورد استفاده قرار‌می گیرد.

کندانسور هوایی به دلیل تماس آب با جریان هوای‌خشک محیط بیرون سبب کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای‌ خشک محیط می‌گردد و دلیل اصلی نامگذاری این تجهیز با نام‌های برج خنک کننده خشک و درای‌ کولر نیز همین موضوع می‌باشد. این موضوع که کندانسور هوایی دمای سیال را تا دمای خشک محیط کاهش می دهد در برخی موارد سبب محدودیت کاربری این تجهیز در فصول گرم می گردد. همچنان در برخی از نقاط اقلیمی که هوای منطقه به دلیل نزدیکی به خط استوا یا شرایط کوهستانی و منطقه ای گرم و خشک می باشد سبب کاهش راندمان کندانسور هوایی می شود . رعایت نکات اصولی در خرید کندانسور و انتخاب بهترین محل جهت نصب درای کولر مهمترین عوامل بهبودی عملکرد این دستگاه محسوب می شود.

چرا کندانسور هوایی؟

در پاسخ به این سوال باید این‌گونه بیان کرد که دلیل استفاده از کندانسور هوایی یا درای کولر عدم امکان استفاده از کندانسورهای‌آبی در مناطق مرطوب و شرجی می‌باشد. به بیان ساده‌تر در مناطقی که نسبت‌رطوبت‌محیط(رطوبت‌نسبی) بالاتر از 80 درصد باشد عموماً دمای‌خشک محیط (Dry Bulb) و دمای‌مرطوب محیط (Wet Bulb) یکسان خواهد بود و استفاده از کندانسورهای‌آبی که وابستگی زیاد به افزایش رطوبت در محیط دارند عملاً امکان‌پذیر نمی‌باشد.

در این‌گونه مناطق به‌دلیل عملکرد بهتر کندانسورهای هوایی یا ایر کولرها از این تجهیز به عنوان منبع اصلی خنک کننده آب استفاده می‌شود. دمای خشک یا محسوس مناطق مرطوب به دلیل رطوبت نسبی زیاد محیط اقلیم عموماً کمتر از مناطق خشک می‌باشد که این موضوع بر اهمیت استفاده از برج‌خنک‌کننده خشک یا کندانسورهوایی می‌افزاید.

کندانسورهواخنک

اجزای اصلی کندانسور هوایی:


1-استراکچر نگهدارنده و فریم اصلی:

این بخش شامل ستونی های شاسی از جنس ناودونی یا قوطی در سایزهای مختلف می باشد که کویل و سایر تجهیزات روی آن قرار می گیرد.

2-ورق های پنل و دیواره های جانبی:

این بخش پس از قرارگیری کویل فین دار به جهت تشکیل فریم جهت عبور جریان هوا در 4 طرف کندانسور هوایی پرچ و اتصال می یابد.

3-کویل فیندار و بدون فین جهت تبادل انرژی حرارتی:

این بخش تشکیل شده از تعداد بسیار زیادی لوله مسی محصور شده به صفحه های متراکم آلومینیوم(فین) می باشد که مهمترین بخش در تبادل حرارت در کندانسور هوایی محسوب می شود.

4-فن یا پروانه مکنده یا دمنده:

کندانسور هوایی یک مبدل حرارتی با هوا می باشد که جریان هوا سبب کاهش دمای سیال یا مبرد داخل آن می شود و وظیفه ایجاد جریان هوا داخل کندانسور و بر روی سطح کویل برعهده پروانه یا فن های نصب شده بر روی دستگاه می باشد.

5- سیستم کاهش دور یا انتقال قدرت:

کندانسورهای هوا خنک با ظرفیت بالا عموماً دارای فن هایی با اندازه بزرگ می باشد و این گونه فن یا پروانه ها نیازمند سرعت چرخش(دور) کمتری می باشند که از این بابت از سیستم های کاهش دور تسمه و پولی و گیربکس جهت این امر در ایر کولر ها استفاده می شود.

6-موتور یا مولد انرژی مکانیکی:

انرژی لازم جهت چرخیدن فن و ایجاد فشار منفی در فن توسط الکتروموتور تأمین می گردد و در واقع مهمترین بخش کار ورودی به کندانسور از همین طریق صورت می پذیرد و مصرف برق کندانسورهای هوایی برگرفته از این قسمت می باشد.

7-تابلو کنترل محافظتی و تجهیزات کنترلی کندانسور هوایی:

به منظور تنظیم میزان مصرف انرژی و کنترل تجهیزات الکتریکال(موتور) از تجهیزات محافظتی و کنترلی در تابلو کنترل استفاده می شود.

8-توری های فن گارد:

توریهایی در بخش بالایی یا زیرین فن جهت ممانعت از ورود اجسام خارجی به بخش فن از این قسمت تحت عنوان فن گارد یا محافظ پروانه استفاده می شود.

9-فلنچ و کلکتور اصلی ورودی و خروجی سیال یا مبرد:

این بخش جهت اتصال خط لوله کشی سیال یا مبرد به کندانسور مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند به صورت سر دنده ، فلنچ یا ونتوری وابسته به نوع کارایی یا درخواست استفاده شود.

10-لیفتینگ لاگ یا قلاب های بارگیری در طرفین دستگاه:

این بخش تشکیل شده از قلاب هایی است جهت سهولت در فرآیند بارگیری که در کندانسورهای هوایی با ظرفیت بالا کاربرد بیشتری دارد.

11-تله بخار:

این قسمت بیشتر در انواع کندانسورهای بخار به کار برده می شود که هدف از این بخش ممانعت از خروج بخار از قسمت خروجی آب می باشد.

تصویر دو بعدی کندانسور هوایی


ظرفیت کندانسورهوایی چگونه محاسبه می‌شود؟

ظرفیت کندانسورهواخنک یا برج‌خنک‌کن خشک تابعی از میزان سطح انتقال حرارت کندانسور و مقدارهوادهی فن یا فن‌های ایرکولر می‌باشد. به هر میزان که سطح بیشتری از لوله‌های انتقال‌انرژی(کویل) در کندانسور استفاده شود ایرکولر یا درای‌کولر ظرفیت کاهش دمای بیشتری خواهد داشت و انتقال‌گرما از آب به محیط بیرون نیز بهتر و سریع‌تر صورت می‌پذیرد.

بنابراین واحدهای خنک‌کننده پرظرفیت نیازمند سطح لوله‌های بیشتر(متراژ کویل بزرگتر) و میزان هوارسانی بیشتری می‌باشد که در اغلب موارد در طراحی کندانسورهوایی یا درای‌کولر مجبور به استفاده از دو یا چند مدار کویل و تعداد زیادی فن‌هوارسانی(پروانه) می‌باشیم. به منظور محاسبه ظرفیت کندانسور هوا خنک می توان از فرمول های به کار رفته در بخش برج خنک کننده نیز بهره جست. در بخش محاسبات برج خنک کننده می توانید از معادلات لازم جهت محاسبه ظرفیت کندانسور بهره بجویید.

چه مدلی از فن برای سیستم های خنک کننده هوایی(کندانسور هوایی) مناسب‌تر می‌باشد؟

فن یا پروانه در کندانسورهای هوایی اغلب از نوع جریان محوری یا آکسیال(Axial flow) به کاربرده می‌شود که بازده نسبتاً بیشتری از پروانه های مدل گریزازمرکز یا سانتریفوژ حلزونی دارد. فن های آکسیال یا محوری به کار برده شده در کندانسورهای هوایی در شرایطی که اصول و استانداردهای طراحی رعایت نشود ممکن است صدای زیادی تولید کنند. میزان دسیبل صدای مجاز برای فن یا پروانه های آکسیال مکنده یا دمنده در کندانسورهای هوایی بین 70 الی 75 دسیبل در طراحی تعیین می گردد. به منظور کاهش میزان صدای تولیدی کندانسور هوایی عموماً از سیستمهای درایو اینورتر جهت کاهش دور فن به دور نامی و استاندارد استفاده می گردد.

به‌ هرحال جدا از بحث ایجاد سروصدا که توسط یک سری از اصول طراحی به کاررفته در پروانه‌ آکسیال قابل رفع خواهد بودکندانسورهوایی با استفاده از سیستم هوادهی محوری(دارای فن محوری) نسبت به کندانسورهای دیگر دارای مزایایی فراوانی می‌باشد که به شرح مختصر برخی از این مزیت‌ها می‌پردازیم:

کندانسور هواخنک یا هوایی(درای کولر)

کاربرد سیستم های کنترلی در کندانسور هوایی یا درای کولر

استفاده از سیستم های کنترل دور متغیر یا در اصطلاح VFD کنترل علاوه بر کاهش صدای تولیدی کندانسورهوایی سبب کاهش شدید مصرف برق در فصول سرد و معتدل می شود. در واقع در فصول خنک استفاده از سیستم اینورتر سبب کاهش فلو هوای در گذر از سطح مقطع لوله های کندانسور می شود که این موضوع با کاهش دمای هوای محیط جبران خواهد شد و تأثیر این عملکرد بر دمای خروجی سیال از کندانسور هوا خنک بسیار ناچیز و ناقابل می باشد.

در موقعیت‌های خاص که موضوع سر و صدا از اهمیت بسزایی برخوردار است می توان از فن‌های حلزونی برای خنک‌کاری آب درون کندانسورهوایی استفاده نمود. به عنوان مثال در بسیاری از واحدهای‌کندانسور یکپارچه چیلر‌تراکمی (یک تکه) که در نزدیکی محل سکونت نصب می‌شوند کندانسورها دارای فن‌های حلزونی گریزازمرکز هستند.

کندانسوربخار

مزایای استفاده از کندانسور هوایی یا درای کولر به نسبت برج خنک کننده مدارباز (مرطوب)

  • عدم نیاز به مصرف آب و تهیه آب‌جبرانی همانند برج خنک کننده مرطوب
  • یخ‌زدگی آب درون سیکل گردشی مداربسته کندانسورهای‌هوایی به مراتب میزان کمتری نسبت به کندانسورهای‌تبخیری و مرطوب خواهد داشت.
  • رسوب‌گرفتگی در داخل مدارچرخشی آب به شدت کمتر صورت می‌پذیرد.
  • عدم نیاز به سختی‌گیری آب درحال‌گردش به دلیل بسته‌بودن مدار جریان سیال آب درون کندانسورهواخنک
  • عدم نیاز به تأمین تجهیزات‌جانبی از جمله پمپ‌های فشارقوی ، مخازن آب‌جبرانی و سختی‌گیرهای‌رزینی
  • امکان نصب در فضای باز و دو تکه کردن واحد خنک‌کننده برای جلو گیری از انتقال ارتعاش و سروصدا به داخل فضا
  • هزینه کمتر نصب و راه اندازی به نسبت کندانسورهای تبخیری و کندانسورهای مرطوب یا مدارباز (برج‌خنک‌کن‌تر)
  • کاهش هزینه‌های مصرف‌انرژی در مناطق مرطوب و شرجی

معایب کندانسور هوایی یا درای کولر

  • کاهش راندمان در اثر تابش نور خورشید
  • افزایش دمای سیال و کاهش راندمان در فصول گرم
  • عدم کاربری ایده آل در مناطق گرم و خشک و نزدیک به خط استوا
  • نیازمند تجهیزات کنترلی و هزینه ی بالا

قیمت کندانسور هوایی یا درای کولر

قیمت کندانسور هواخنک وابسته به نوع کاربری در جهت خنک کاری مبرد یا سیال آب و بخار ، ظرفیت سرمایشی کندانسور(بر اساس تن تبرید) و یا با توجه به نوع متریال به کار رفته در تولید این تجهیز متفاوت خواهد بود.قیمت کندانسور بخار در انواع کندانسورهای هوا خنک به دلیل اهمیت بالا در گرید تجهیزات جانبی از سایر انواع درای کولر یا کندانسور هوایی بیشتر می باشد. عموماً کندانسورهای هوایی بخار از تجهیزات کویل تمام استیل تولید می شود که با توجه به قیمت بالای لوله و اتصالات استیل قیمت تمام شده این دستگاه افزایش خواهد یافت. به صورت مختصر اصلی ترین عوامل تأثیرگذار بر قیمت کندانسور هوایی به شرح ذیل می باشد.

  • نوع سیال خنک شده در کندانسور
  • متریال بکار رفته در کویل
  • نوع کویل (فین دار یا بدون فین)
  • ظرفیت برودتی یا سرماسازی کندانسور هوایی
  • تعداد فن های بکار رفته در کندانسور
  • نوع سیستم کنترلی و تجهیزات جانبی آپشنال به کار رفته در جهت کنترل مصرف انرژی
  • سایر عوامل همچون شرایط دبی سیال در گردش، شرایط نصب ، نوع متریال شاسی و غیره

کولینگ تاور کراس فلو

برج خنک کننده جریان متقاطع یا ابارا

برج خنک کننده جریان متقاطع

برج خنک کننده جریان‌ متقاطع یا برج‌خنک‌کن کراس‌فلو (Cross Flow Cooling Tower) نوعی سیستم مدارباز جهت خنک نمودن آب محسوب می‌شود. برج خنک‌کن جریان متقاطع برای اولین بار توسط شرکت ابارا در ژاپن برای خنک‌کردن آب در مناطق شرجی ارائه گردید و به همین دلیل در صنایع برودتی تحت عنوان برج خنک کننده ابارا نیز شناخته می‌شود. در برج خنک کننده جریان متقاطع جریان آب از بالای برج به سمت پایین پاشیده شده و هوا از قسمت پایین توسط یک فن یا پروانه در جهت عمود بر جریان آب دهش یا مکش‌شده و در این ارتباط جریان آب در سطح عرضی کولینگ تاور خنک می‌گردد. نوع ساختار برج خنک کننده کراس فلو به شکل هندسی مستطیل می‌باشد و جریان هوا از دو طرف توسط لوور یا دریچه های ورودی سرتاسری به داخل کشیده می‌شود.


چرا برج خنک کننده جریان متقاطع؟


برج خنک کننده وظیفه دفع گرمای حاصل از تجهیزات‌صنعتی گرمازا را به عهده دارد و از آنجا که خود نوعی مولد سرمایش تبخیری محسوب می‌شود سبب افزایش رطوبت محیط می‌گردد و درنتیجه با افزایش رطوبت هوا ظرفیت‌برودتی کولینگ تاور نیز کاهش می‌یابد. باتوجه به مطالب ذکرشده، برج‌خنک‌کننده مخالف دستگاه مناسبی برای خنک‌کاری آب در مناطق مرطوب به حساب نمی‌آید. در این طور مناطق از چیلرها جهت خنک‌سازی آب در یک سیکل تراکمی یا جذبی استفاده می‌شد. به دلیل مشکلات متعدد از جمله هزینه‌بالای خرید چیلر و تعمیر و نگهداری سخت این تجهیز شرکت ابارا تصمیم به طراحی برج‌خنک‌کننده ابارا یا کراس فلو با سیستم گردش‌هوا به صورت متقاطع شد.

پس از تکمیل این طراحی در واقع هوای محیط‌های مرطوب که دارای رطوبت زیادی بودند در تمامی لایه‌ها به صورت یکنواخت در تماس با آب قرار می‌گرفت و راندمان برج‌های خنک‌کن با تغییر نوع گردش هوای ورودی بسیار افزایش پیدا کرد. به بیانی علمی‌تر و واضح‌تر برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع سبب تماس هوای‌تازه در تمامی سطوح و لایه‌های پکینگ با جریان‌آب می‌شود و دیگر همانند برج‌خنک‌کننده جریان‌مخالف هوا خاصیت رطوبت‌گیری خود را در لایه‌های بالاتر از دست نخواهد داد.


نحوه کارکرد برج خنک کننده جریان متقاطع یا کراس‌فلو


برج‌خنک‌کننده کراس‌فلو همانطور که از نام آن مشخص است با ورود جریان هوا به صورت عرضی در سراسر سطوح خنک‌کننده(پکینگ ها) سبب برخورد هوا و آب به صورت عمودی و درنتیجه کاهش دمای آب می‌شود. به دلیل ورود هوا به صورت عرضی در تمامی لایه‌های پکینگ‌مدیا هوای‌تازه در ارتباط با آب قرار خواهدگرفت و از این رو اگر هوای‌تازه ورودی به برج‌خنک‌کن دارای رطوبت بالایی باشد قابلیت خوبی است که برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از هوای تازه بهترین استفاده را می‌نماید. درواقع به دلیل همین عملکرد ورودی جریان هوا از برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع بیشتر در مناطق با اقلیم رطوبتی و مرطوب (شرجی) استفاده می‌شود. ورودی هوا در برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از دو طرف این دستگاه طراحی‌شده و به دلیل نحوه چگونگی ورود هوا این لوورهای مکش هوا به صورت سرتاسری در دو طرف برج‌خنک‌کاری تعبیه می‌گردد.


مقایسه بین برج خنک کننده جریان متقاطع و جریان مخالف

  • دارای ارتفاع کمتری در مقایسه با انواع کولینگ‌تاور جریان‌مخالف می‌باشد.

  • نیازمند مساحت بیشتری جهت خنک‌سازی می‌باشد و آب در برج‌خنک‌کن جریان‌متقاطع در یک جریان سطحی خنک می‌شود تا در ریزش در لایه‌های مختلف(ارتفاع).

  • نوع پکینگ یا سطوح خنک‌کن در برج خنک‌کننده جریان‌متقاطع از نوع شانه تخم‌مرغی می‌باشد ولی نوع پکینگ‌مدیا در برج خنک کننده جریان‌مخالف از نوع فیلمی یا آبشاری می‌باشد.

  • افت فشار کمتری دارد(به دلیل ارتفاع کمتر) و این موضوع سبب کاهش توان مصرفی پمپ سیرکولاتور نسبت به انواع برج‌خنک‌کن جریان‌مخالف می‌شود.

  • امکان ارسال در ظرفیت‌های بالا به صورت غیرترافیکی و مونتاژ درب کارخانه (به دلیل تولید به صورت مستطیلی)

  • نوع نازلهای بکاررفته در برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از نوع پروانه‌ای می‌باشد و درحالی که در کولینگ‌تاور کانترفلو از انواع نازلهای دایره‌پاش و نازل مربع‌پاش جهت پاشش آب استفاده می‌شود.

  • ورودی آب از قسمت‌های بالا در دو طرف و تشتک‌های سوراخ داری صورت می‌پذیرد و همانند برج‌های مدور و مکعبی دارای فلنچ ورودی و خروجی آب نمی‌باشد.

  • دارای درب منهول(یا دریچه ورودی) در بخش پنل مرکزی به منظور عبور و مرور اپراتور در زمان‌های انجام امور بازدید، تعمیر و نگهداری می‌باشد.

  • ارتفاع چیدمان سطوح خنک‌کننده یا پکینگ‌مدیا در کولینگ‌تاور جریان‌متقاطع خیلی بیشتر از جریان‌مخالف می‌باشد چرا که در طراحی این مدل برج‌خنک‌کاری حتی تا 5 لایه پکینگ با ارتفاع هر لایه 50 سانتی‌متر نیز استفاده می‌شود.

  • برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع بیشتر در مناطقی با نسبت رطوبت بالا (هوای نزدیک به حالت اشباع) یا خیلی مرطوب مورد استفاده قرار می‌گیرد و برج‌خنک‌کن جریان‌مخالف بیشتر در مناطق خشک مورد کاربری واقع می‌شود.

  • چیدمان پکینگ‌ها در برج‌خنک‌کن جریان‌متقاطع در نزدیکی دهانه‌ی لوورها یا دریچه‌های ورود هوا می‌باشد در صورتی که در برج‌های خنک‌کننده جریان‌مخالف این سطوح تبادل حرارت در مرکز برج قرار می‌گیرد.

  • جریان ورودی هوا در برج‌خنک‌کننده جریان‌متقاطع از دو طرف وارد دستگاه می‌شود در صورتی که در کولینگ‌تاورهای مکعبی و مخروطی با جریان ناهمسو هوا از چهارطرف به داخل مکش می‌گردد.

-برج خنک کننده طرح ابارا


مهمترین مزایای برج خنک کننده جریان متقاطع


  • راندمان بالا در مناطق رطوبتی و کاهش دمای آب در تا دماهای پایین

  • امکان تولید به صورت چندسلولی و کنترل مصرف انرژی(خاموش نمودن یک یا چندموتور در زمان بار کم)

  • کاهش هزینه‌های حمل(هزینه‌های بارترافیکی و بزرگ) به دلیل ابعاد مستطیلی در ظرفیت‌های بالا

  • امکان تولید به صورت یکپارچه در ظرفیت‌های بالا به دلیل استراکچر مستطیلی

  • اشغال فضای کمتر نسبت به مدل مخروطی و اشغال ارتفاع کمتر نسبت به مدل مکعبی

  • کاهش هزینه مونتاژ در محل در ظرفیت‌های بالا به دلیل امکان تولید به صورت مونتاژ درب کارخانه

  • تعمیر و نگهداری آسان و دسترسی راحت به تمامی اجزای داخلی برج‌خنک‌کننده


اساسی ترین معایب برج خنک کننده جریان متقاطع


  • راندمان بسیار ضعیف در مناطق خشک و گرم

  • توزیع آب نامناسب در نازل‌های پاشش آب

  • اشغال فضای زیاد و جانمایی سخت و دشوار

  • ایجاد افت فشار زیاد در هوا و افزایش توان مصرفی موتور

  • رسوب و گرفتگی بیشتر نسب به برج‌خنک‌کن جریان‌مخالف

  •  یخ‌زدگی مدارآب چرخشی در زمستان

  • پرتاب قطرات آب به سمت فن و تخریب سیستم هوادهی و هوارسانی در برج‌خنک‌کننده


روش‌های کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع


روش اول) برای کنترل دمای آب خروجی از برج‌خنک‌کن کراس‌فلو راه‌های گوناگونی وجود دارد که ساده‌ترین آن استفاده از سنسور دما به علاوه ترموستات و درنتیجه روشن و خاموش‌کردن فن های کولینگ تاور می باشد. در این روش حسگر ترموستات دمای آب خروجی برج خنک کننده را سنجیده و در صورت کمتر بودن دمای آب سرد از دمای ایده آل مورد انتظار فرمان خاموش شدن فن یا پروانه را صادر می کند.

روش دوم) در برج های خنک کننده ای  که دارای یک فن جریان محوری بزرگ هستند می توان با استفاده از یک کنترل‌کننده فرکانس (اینورتر) دور فن را کاهش یا افزایش دهیم و یا حتی می توان آن را خاموش یا روشن نمود. به منظور کنترل بهتر دمای خروجی آب در برج خنک کننده جریان متقاطع می توان از یک درایو دور متغیر یعنی اینورتر در مدارتابلوکنترل استفاده نمود که با کاهش فرکانس و دور خروجی موتور سبب کاهش دور فن یا پروانه و کاهش میزان هوادهی گردد. در این روش موتور دیگر به تعداد زیاد خاموش و روشن نمی گردد و با کاهش دور فن و موتور هم مصرف انرژی به شدت کاهش پیدا می کند و همچنین استهلاک قطعاتی همچون پروانه و موتور نیز به شدت کمتر خواهد شد.

نکته مهم و اساسی در بکارگیری سیستم کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع

در برجهای خنک کننده جریان متقاطع با ظرفیت بالا که در طراحی آن ها از یک یا چند فن بزرگ استفاده می شود کنترل دمای آب از طریق خاموش روشن کردن موتور و فن می تواند مشکلاتنی را همچون افزایش سریع دمای آب و لزوم آغاز به کار فن در مدت زمان کوتاه است در این صورت مدت خاموشی فن کاهش یافته و دفعات راه اندازی آن بیشتر می شود. در این طور مواقع راه حل دوم یعنی استفاده از اینورتر جهت کنترل دور فن در برج خنک کن جریان متقاطع پیشنهاد می شود.

روش سوم) کنترل دبی آب با استفاده از شیر سه راهی با مسیرکنارگذر در ورودی آب برج خنک کننده جریان متقاطع است. در این روش بخشی از آب رفت به مدار برگشت وارد شده و موجب تعدیل دمای آب خروجی از برج خنک کننده می شود. استفاده از کنترل کننده دور برای پمپ های سیرکولاتور چرخش آب نیز از دیگر روش های کنترل دبی برج خنک کننده جریان متقاطع می باشد.

برج خنک کننده جریان متقاطع یا کراس فلو


محاسبات برج خنک کننده جریان متقاطع


الف) ظرفیت برج خنک کننده جریان متقاطع

برای تعیین ظرفیت برودتی کولینگ تاور کراس فلو باید ابتدا با در دست داشتن دبی آب در گردش و دمای ورودی و خروجی طراحی شده برای سیستم ظرفیت برودتی واقعی (Real Capacity) را محاسبه نمود و سپس با در نظر داشتن دمای دامنه و دمای نزدیکی به دمای مرطوب محیط ضریب ظرفیت(ضریب تاثیر) را محاسبه نمود و توان برودتی طراحی را از فرمول زیر محاسبه نمود.

Design Capacity = Real Capacity * Factor of Safely

ب) محاسبه آب مصرفی برج خنک کن جریان متقاطع

تبخیر آب در برج خنک کننده جریان متقاطع به طور مرتب موجب افزایش غلظت مواد محلول باقی مانده و زیاد شدن ناخالصی ها در آن می شود و از این رو لازم است که برج خنک کننده جریان متقاطع به طور مستمر زیر آب کشی شده (جریان تخلیه یا بلودان) و آب سختی‌گیری شده جایگزین آن شود. این عمل ممکن است به صورت دستی و یا اتوماتیک صورت پذیرد . به این منظور باید شیر و فلنچ خروجی جریان زیر آب‌کشی را در تشتک برج خنک کننده جریان متقاطع نصب نمود. دامنه آب مصرفی ناشی از زیر آب کشی و جایگزینی آن با آب تازه سختی گیری شده بین 0.0012 و 0.0006 گالن بر دقیقه به ازای هر تن تبرید در نظر گرفته می شود.

مقدار تقریبی مصرف آب در برج خنک کننده جریان متقاطع در اثر تبخیر به ازای هر تن تبرید نیز بین 0.2 تا 0.3 لیتر بر دقیقه یا 3 تا 4.5 گالن بر ساعت می باشد. در نتیجه با به دست آوردن این دو فاکتور، مقدار آب جبرانی برابر با مجموع آب حاصل از تبخیر و آب تخلیه ناشی از آب زیر کشی است .

آب مصرفی برج خنک‌کننده جریان متقاطع = جریان زیرآب‌کشی + جریان تبخیر

ج) میزان حجم هوای مورد نیاز در واحد زمان در برج خنک کننده جریان متقاطع

تقریباً به ازای هر گالن‌ در دقیقه بین 90 تا 100 فوت مکعب در دقیقه در نظر گرفته می شود و چنانچه به ازای هر تن تبرید ظرفیت چیلر 3 گالن در دقیقه در نظر گرفته شود مقدار جریان هوای لازم به ازای هر تن تبرید 300 فوت مکعب در دقیقه خواهد بود.


کاتالوگ برج خنک کننده جریان متقاطع


یکی از مهمترین مبنای انتخاب صحیح برج خنک کننده در دست داشتن کاتالوگ محصول با مشخصات فنی کامل از طرف تولید کننده می‌باشد که مبنای اصلی بسیاری از طراحی‌ها در نظر گرفته می‌شود. کاتالوگ برج خنک‌کننده دارای اطلاعات مفیدی می‌باشد که هر از این اطلاعات می‌تواند به عنوان راهنمای خوبی برای طراحی، انتخاب، نصب و راه‌اندازی این دستگاه مطرح باشد. اطلاعات مفیدی که از یک کاتالوگ توسط سازنده عنوان می گردد می تواند  شامل بخش های زیر می‌باشد.

  • طول، عرض و ارتفاع (ابعاد کولینگ‌تاور) که این بخش تأثیر بسزایی در ظرفیت و نحوه جانمایی برج خنک کن خواهدداشت.

  • وزن خشک(Dry Weight) و وزن در حال کار (Oprerating Weight)که تأثیر بسزایی در طراحی و آماده سازی فنداسیون محل قرارگیری دارد.

  • سایز ورودی و خروجی اتصالات اصلی که تأثیر مستقیمی بر نحوه پایپینگ و لوله‌کشی برج خنک‌کن دارد.

  • میزان آب در گردش استاندارد (دبی‌اسمی) که تأثیر بسزایی در نحوه کارکرد صحیح کولینگ تاور خواهدداشت.

  • میزان مصرف انرژی الکتروموتور که در نحوه کابل‌کشی و راه‌اندازی نوع مدارالکتریکی(ستاره یا مثلث) دارد.

دریچه ورودی هوای کولینگ تاور

لوور برج خنک کننده

لوور برج خنک کننده

 

لوور(louvre) برج خنک کننده یا کرکره ورودی هوا یکی از قطعات رایج انواع کولینگ تاور به حساب می‌آید که کارکرد آن در اصل به عنوان دریچه ورودی هوای خنک به داخل می‌باشد. لوور عموماً به شکل دریچه‌هایی کرکره‌ای مانند در بیشتر برج های خنک کننده دیده می‌شود. ورودی هوا در برجهای خنک کننده وابسته به نوع دستگاه (جریان متقاطع یا جریان مخالف) ممکن است از دو طرف یا از هر چهار طرف باشد. البته در هر دو صورت از لوورهایی با مشخصات معین به صورت چند تیغه ای در انواع برج خنک کننده فایبرگلاس به کار برده می‌شود. لوور برج خنک کننده انواع مختلفی دارد و در دو دسته کلی تقسیم بندی می‌شود. نسل جدید لوورها همانطور که در عکس می بینید از متریال آلومینیوم و به صورت فیلتردار ارائه می‌گردد. بکارگیری این مدل لوورها امروزه بسیار مرسوم شده است و استفاده از مدل فیلتر دار لوور امروزه مزایای بسیاری پیدا نموده است.


وظیفه لوور در برج خنک کننده چیست؟؟

لوور دریچه‌ای است جهت ورود هوای خشک بیرون به داخل کولینگ تاور. لوورها انواع مختلفی دارند و با توجه به محل قرارگیری و نوع برج خنک کننده به کار برده می‌شوند. لوورهای فایبرگلاس و لانه زنبوری از انواع رایج این محصول در انواع کولینگ تاور به شمار می‌آید. لوورهای فایبرگلاس کولینگ تاور بیشتر در مدل تیغه ای به صورت 2 پره یا 3 پره به کار برده می شود. لوورهای تیغه ای در انواع برج خنک کن مدور یا گرد نیز مورد کاربرد قرار می گیرد که متریال اصلی آن کامپوزیت می باشد. لوورهای لانه زنبوری اغلب از متریال PVC یا پلی وینیل کلرید تولید می شود. این مدل فقط در انواع برج خنک کننده مکعبی فایبرگلاس و گالوانیزه بکار می رود.

در واقع لوور در انواع کولینگ تاور فایبرگلاس و فلزی مورد کاربرد قرار که وظیفه مکش هوای لازم را برعهده دارد. کرکره هوای ورودی با توجه میزان هوای لازم جهت چرخش در انواع مختلفی دسته بندی می شود. سایزهای لوور قالباً با افزایش ظرفیت برودتی دستگاه بزرگتر می‌شود. ابعاد لوورها از ارتفاع 30 الی 120 سانتی متر و عرض 50 الی 250 سانتی متر قابل تولید می‌باشد. کرکره های FRP و PVC همانند دریچه‌های کولر هوای خشک را وارد می‌نماید. هوا با عبور از قسمت لوور پس از فرآیند رطوبت زنی از قسمت فن استک یا تنوره (گلویی بالا) خارج می‌گردد.


استفاده از فیلتر چه فایده ای در لوور کولینگ تاور دارد؟

بکارگیری فیلترهای فلزی در پشت لوورهای مکش هوا در کولینگ تاور سبب ممانعت از ورود مواد جامد به سیکل چرخشی آب می‌شود. هوایی که توسط فن یا پروانه از قسمت لوور به داخل مکش می‌شود گاهاً دارای گرد و غبار ، برگ و چیزهایی است که ورود آنها گاه ممکن است سبب بروز مشکل گردد. استفاده از سیستم پیش فیلتر فلزی (فیلترهای آلومینیوم) در قسمت پشت لوور سبب جلوگیری از ورود گرد و غبار به داخل می گردد. استفاده از این فیلترها باید متناسب با قدرت مکش فن طراحی گردد. همانطور که در تصویر اول مشاهده می‌نمایید فیلترهای بکار رفته در قسمت دریچه ورودی هوا دارای منافذ بزرگ جهت مکش و فیلتراسیون هوا می‌باشد.


انواع لوور برج خنک کننده


  • لوور لانه زنبوری برج خنک کننده

لوورهای لانه زنبوری دارای ورودی های هوا با محفظه هایی شبیه لانه زنبور بوده که بیشتر در انواع برج خنک کننده جریان مخالف و فقط در برج های مکعبی مورد کاربرد قرار می‌گیرد. این مدل از لوورهای برج خنک کننده دارای محفظه هایی از متریال PVC (پلی ونیل کلراید) با ضخامت بین 600 الی 800 میکرون می‌باشد. این مدل کرکره ورودی هوا تحت یک فریم فایبرگلاس با تیغه‌های گالوانیزه تولید و طراحی می‌گردد. این مدل از لوورهای کولینگ تاور بیشتر در سیستم برج های خنک کننده مکعبی در قسمت بالایی تشتک قرار می‌گیرد و از مزایای اصلی آن می توان به عدم ورود ذرات آلوده به داخل برج خنک کننده می‌باشد. این مدل کرکره های هوای کولینگ تاور دارای مکش هوای بسیار خوب با سرعت استاندارد می‌باشند.

مزایای لوور لانه زنبوری برج خنک کن

  • مکش هوای تازه با سرعت مناسب

  • افت فشار استاتیکی کم و عدم فشار زیاد به فن

  • دارای فیلتر هوای ورودی در برابر ورود اشیاء خارجی

  • دارای فریم قابل جداسازی و تعویض آسان

  • صرفه اقتصادی و تعویض دوره ای هر 2 سال

  • قابلیت شتسشو با جت کارواش

  • تحمل دمایی 60 درجه سانتی گراد

کرکره هوای برج خنک کننده


  • لوور تیغه ای برج خنک کننده

این مدل لوور دارای تیغه هایی است که از فضای بین تیغه ها هوای ورودی به برج خنک کننده وارد می شود. لوور های تیغه ای در انواع برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی و مخروطی مورد کاربرد قرار می گیرد و غالباً از متریال فایبرگلاس تولید می شود و به صورت 3 یا 4 تیغه در انواع برج خنک کن جریان مخالف مورد کاربرد قرار می‌گیرد. لوور یا کرکره های هوای برج خنک کن یا کولینگ تاور اگر در سیستم های برج جریان متقاطع قرار گیرند عموما به شکل پنل‌های بزرگ تیغه ای در دو ضلع کولینگ تاور نصب می‌شوند. ضخامت لوور های فایبرگلاس تولیدی شرکت دماگستر بین 6 الی 8 میلی متر متغیر می‌باشد.

مزایای لوور تیغه ای برج خنک کن

  • آنتی یووی و مقاوم در برابر تابش نور خورشید

  • ورود و مکش هوای تازه به میزان معین با سرعت مناسب

  • قابلیت شستشو با اسید و رسوب زدایی آسان

  • قابلیت تعویض آسان

  • سبک و با دوام (طول عمر بالای 10 سال)

  • قابلیت ترمیم با الیاف و رزین

  • به همراه قابلیت نصب فیلترهای فلزی در داخل

لوور یا کرکره برج خنک کن


  • لوور برج خنک کننده جریان متقاطع

در بسیاری از انواع برج خنک کن که دارای سیستم مکش هوای جریان متقابل می‌باشند لوورها یا دریچه های مکش هوا قالباً در دو سمت قرار می‌گیرند. در این مدل کولینگ تاورها که به برج خنک کننده ابارا نیز معروف می‌باشند از لوورهای تیغه ای با تعداد پره زیاد استفاده می‌شود. این مدل از انواع کولینگ تاور هوا را به صورت جریانی عرضی و عمود بر جریان آب از طریق دریچه های ورودی هوا مکش می‌نمایند. دریچه های مکش هوای این گونه از سرد کن های صنعتی قالباً از متریال فایبرگلاس تولید شده و در بیشتر اوقات ارتفاع آنها به حدود 200 سانتی متر نیز می رسد. البته در بسیاری از انواع برج خنک کننده فلزی نوع مکنده از این دریچه ها با متریال فلزی همچون گالوانیزه و آلومینیوم نیز بکار برده می‌شود.

دریچه هوای برج خنک کننده

قیمت لوور برج خنک کننده

قیمت لوور یا دریچه ورودی هوای کولینگ تاور همانند بسیاری از انواع قطعات داخلی وابسته به عوامل مختلفی است. از عوامل مهم و تاثیرگذار در تعیین قیمت لوور می توان به نوع لوور ، ابعاد ، جنس و متریال به کار رفته در تولید این قطعه نام برد. در واقع لوورهای فایبرگلاس به مراتب قیمت بالاتری نسبت به نوع لانه زنبوری دارند.

افزودن فیلتر هوای آلومینیوم در قسمت پشت لوور نیز سبب افزایش قیمت تمام شده این تجهیز می گردد. در هر دوره ی 1 ساله قالباً لوور به دلیل تماس دائمی با آلاینده‌های محیطی نیازمند سرویس و شستشو می‌باشد. عمر فایبرگلاس به کار رفته در تولید و ساخت لوور حدود 15 سال و نوع PVC نیز عمری حدوداً 3 ساله دارد. دلیل اصلی عمر کوتاه نوع پلیمری لوور نداشتن خاصیت آنتی یووی در مقابل تابش نور خورشید می‌باشد.


برج خنک کننده مدار باز

Wet cooling tower

Open or wet cooling tower

 

As you are aware, the basis of most types of cooling towers is based on the latent heat transfer of evaporation from water to air and thus the creation of humidity in the air. This model of industrial cooling is called wet cooling tower (open cooling tower).

Why do we also call open cooling tower wet ??

The main reason for naming this equipment as a cooler or wetter tower is to create high humidity in the air (100% humidity) and in other words, to convert dry inlet air into saturated air at the outlet of the cooling tower.

How does a wet cooling tower lower the water temperature?

Open or wet cooling tower originally evaporates a small amount of water flow (approximately 1%) by creating a direct contact (at cooling levels) between the weather and the heat required to evaporate this amount of water by the main stream of water. And causes the mainstream water temperature to cool (99% remaining).

As expected, in this model of the cooler tower, heat and mass transfer occur simultaneously. Heat and heat energy transfer from the water stream to the air stream and in this energy transfer due to the entry of water vapor into the air, a kind of mass transfer also takes place. In fact, in a nutshell, a wet cooling tower cools the water during a return process by simultaneously transferring heat and mass. For this reason, this cooling model is also called open circuit cooling tower.

An important point to observe: In a wet cooling tower, due to the evaporation of a part of the water flow and its loss, it is necessary to add a certain amount of compensatory water to the circulating water flow in order to compensate for this evaporation and loss. For this reason, this model of cooling towers is mostly used for areas that have no problem in supplying this amount of compensatory water.

Auxiliary article link: Calculating compensatory water in the cooling tower

Schematic view of wet cooling tower operation


The purpose of a wet cooling tower is to cool the water.

In many industrial environments, water is used to cool appliances and equipment that generate heat (such as condensers, heat exchangers, turbines in power plants, and chillers in air conditioners). This fluid after cooling , Recovered and returned to the industrial environment for reuse. This is done by cooling the hot water in the wet cooling tower by contact with a stream of unsaturated air, which leads to a percentage of water evaporation and sensible heat transfer as well as latent heat of evaporation from water to air and thus cooling. Water (in adiabatic conditions).

The cooling process in the wet cooling tower is done in such a way that the high temperature water flow (hot water) after entering and passing through the packings or cooling surfaces is in contact with the fresh air flow of the outside environment and is cooled. And accumulates cold water in the pan or storage tank (the air flow entering the cooling tower can be natural air entering through the louvers or the induced air flow created by the fan or impeller)

In the fluid circulation cycle in a wet cooling tower, water containing heat is exposed to direct contact with the air stream, and when the weather is in contact, the water temperature begins to decrease for two reasons.

  • 1) Direct heat transfer from water to outside air due to the difference between inlet hot water temperature and dry outdoor air (tangible heat)

  • 2) Indirect heat transfer due to evaporation of part of the water flow and as a result of water heat consumption to provide the necessary energy for evaporation (latent heat of evaporation)

 


Parameters affecting the better performance of the wet cooling tower

  • Spray and spray water flow at the outlet of nozzles or nozzles (water dispenser)

  • Cross Sectional Area

  • The amount of aeration or volumetric flow of induced air flow created by the suction or blowing fan (Air Flow)

  • Non-sedimentation of internal equipment over time due to constant evaporation of water flow in areas such as nozzles, packing, water dispenser

  • Smooth rotation of the cooling tower impeller and simultaneous static and dynamic fan balance


Application of wet cooling tower

Wet cooling tower, which is considered as one of the most widely used sources of cooling and water cooling, is used as an important component in many industrial and commercial processes. In fact, in expressing the application of wet cooling tower, two basic cases can be mentioned.

Chiller cooling tower: Cooling the chiller condenser circuit

Industrial cooling tower: Cooling of circulating water in industry such as oil refineries, petrochemicals, smelting and rolling metals in induction furnaces and nuclear power plants


Benefits of Wet Cooling Tower

Wet cooling tower

  • Convenient economic efficiency compared to CCTV and hybrid cooling tower types

  • No harm to the environment in terms of creating biodegradable pollutants

  • Very high efficiency due to the creation of a direct heat exchange surface between the climate

  • Lighter and portable in all types of fiberglass cooling towers

  • Reduce the outlet cold water temperature to close to the humid ambient temperature

  • Production time of wet cooling tower is much shorter than hybrid and dry types

  • Low maintenance costs due to the low price of peripherals compared to dry and hybrid cooling towers

  • Easy maintenance

  • Ability to assemble on site and in very large dimensions

  • Creating the ability to assemble and produce in a multicellular way and thus control energy consumption


Evolutionary process in the wet cooling tower

First, let's take a look at the wet cooling tower process.

The use of natural flow cooling towers began in Europe and Germany. The construction of this wet cooling tower was initially made of wood and over time it was made of wood and metal. In the new type, the wet cooling tower is made of reinforced concrete. The physical shape of this type of cooling tower also underwent changes. First it was constructed in the form of a cylinder and later it was built in the form of two cut cones on top of each other. Its new shape is hyperbolic, which gives good strength to the wet cooling tower and is better compatible with the natural flow of air passing through the tower shell. The new design of this tower needs less materials because it needs less volume.


Wet cooling tower types

  1. Wet cooling tower opposite flow

  2. Cross-flow wet cooling tower

  3. Cubic wet cooling tower

  4. Wet conical cooling tower

Wet cooling tower types

1-1) Wet cooling tower upstream

If in a wet cooling tower, water is sprayed under a counter-flow (non-aligned) with the air flow, the cooler is of the counterflow or counter-flow type (Counter Flow Cooling tower). Opposite flow cooling tower generally has dry air inlet from all four sides. Opposite flow wet cooling tower is very efficient due to air suction and air contact with water in different layers of packing media. In practice, this model of industrial coolers is recommended for environments with low and medium relative humidity.

Opposite flow cooling towers are typically used in arid areas with low relative humidity. This equipment will have a much higher efficiency in arid areas than other types of cooling towers. In arid and tropical regions, due to the large difference between dry temperature and humid ambient temperature, water flow in different stages (packing layers) is reduced and in each layer of packing or cooling surfaces will have a certain amount of temperature decrease. In other words, in a wet cooling tower, the opposite flow of water in the altitude factor (HTU) and the large number of layers of cooling surfaces is in contact with the air flow and the temperature decreases gradually.

1-2) Wet cooling cooling tower

If the air in the cooling tower is sucked from both sides and the dry and cool air flow is inlet cross (perpendicular) to the water flow flow, this equipment is considered as cross flow or cross flow (Cross Flow Cooling Tower). Cross-flow cooling tower mainly has air inlet (Louvre) from both sides. This type of open circuit cooling is generally in uniform contact with dry inlet air in all packing layers or heat exchange surfaces.

Due to the uniform contact of the air with the water of the wet cooling tower, cross-flow is mostly used in areas with high relative humidity (sultry areas) such as the north and south of the country. This type of cooling is actually designed by creating surface temperature reduction units or NTUs in the field of water temperature reduction. By passing the air flow seamlessly through the packing media, the fresh air with the lowest relative humidity is in contact with the water flow and during this contact the water will face a decrease in temperature. Therefore, it can be inferred that the cross-flow cooling tower has larger dimensions than the reverse flow cooling tower.

The main units in the design of wet cooling tower are cross-flow type in the design of NTU units (number of surface heat transfer units in the Cooling Tower). This open-circuit cooling model also has the ability to produce a rectangular shape, which indicates a better location of the cross-flow cooling tower compared to the counter-flow types. Due to the reduction of HTU units in the design of open circuit cooling tower with cross flow air circulation system, the final height of this equipment is smaller than the height of other types of wet cooling towers.

Wet cooling tower

1-3) Cubic cooling tower

Cubic Cooling Tower (Cubic Cooling Tower) is one of the types of open circuit cooling with a fixed water spray system, which is why this cooling tower model is named because of its appearance (cubic shape). The water distribution and spraying system in a cubic cooling tower actually consists of a series of fixed spray nozzles (Nozzle) or in the so-called water spray nozzle (like a shower head). The water at the outlet of these nozzles is sprayed and sprayed on the packing or cooling surfaces. The aeration system of the cubic cooling tower can be designed in the type of fan or impeller and axial blower or centrifugal fan. Cubic wet cooling tower is generally produced and supplied with FRP fiberglass body and HDGS galvanized .

The cooler tower with cubic structure has a lot of applications compared to other types of cooling towers due to the fixed water spray system. Cubic open circuit cooling tower has a higher efficiency than circular cooling types due to further reduction of outlet water temperature. Cooling towers with these specifications are generally easier to maintain due to the lack of a rotating water spray system.

This equipment has Void Space or less empty space in terms of covering the packing surface with water, and the main reason for this in the cubic cooling tower is the presence of a square spray nozzle in the production of this equipment. Square spray nozzle or spray deck with the necessary overlap in the design of this equipment prevents the creation of any empty surface without spraying water on the cooling tower straw. In fact, the cubic wet cooling tower has numerous advantages over the circular cooling tower in terms of water spray system design.

Cubic cooling tower

1-4) Circular cooling tower

The Round Cooling Tower also has a Rotary Water Distrobtion system and the main reason for this name is due to the rotating and conical appearance of this model. The spraying system of this equipment usually has a water dispenser or a central sprinkler head (Sprinkler Head). The circulating cooling tower water distributor is responsible for distributing the water flow on the media packing surfaces in a rotating and rotating manner. The air circulation system of this model of circular industrial cooling is generally of the axial fan type and more in the induction suction type.

Cone wet cooling tower mainly has larger surface dimensions than cubic cooling. The reason for the larger dimensions of this equipment is to create a lot of empty spaces that are created by the outlets of the pipe branches from the water dispenser. On the other hand, due to the large surface area in the circular cooling tower, this type of cooling tower is mostly used in spaces with height restrictions. Capacities above 150 tons of refrigeration are mostly assembled and designed on site. The eliminator or dripper section also has poorer performance than the honeycomb drip tower of the cubic cooling tower. The reason for the poor performance of the circular eliminator is the lack of coverage of the high surface of the water dispenser outlet in the cylindrical cooling tower.

Industrial cooling tower کولینگ تاور صنعتی

Industrial cooling tower


Industrial cooling tower

Industrial cooling tower is a producer of cold water in industry and a source of cooling for industrial equipment. This model of cooling tower is also called cooling tower for industrial use. In this type of use of water cooling source, the purpose is to cool large devices. In industry, most equipment requires constant ventilation and cooling for permanent operation. In order to stabilize and stabilize the temperature of these machines, a cooling tower is used.  Cooling tower is more used in industrial devices, especially in heating equipment, than in the field of cooling of air conditioning systems (chiller cooling tower) .

The main use of cooling towers is to adjust the temperature of heat sources and heavy machinery such as boilers, injection machines and induction furnaces. An induction furnace requires the transfer of additional heat generated to the outside environment after a melting process. The air around the furnace naturally cannot dissipate large volumes of this heat energy to the outside environment. The water fluid with a very high specific heat capacity achieves this goal and after receiving heat returns to the cooling tower for recovery. In plastic injection systems, the mold must be cooled within a certain time during a plastic injection process. Cooling of the mold is done by industrial cooling tower or water cooling chiller.

A simple and conceptual example of the use of a cooling tower in industry:

Cooling tower = industry thermal waste bin

Schematic of industrial cooling tower

 

 

 

 

 

 

 

 

 




 

What is the unique property of water in cooling industrial equipment?

Water is a unique fluid in the sciences of heat transfer and fluids. The main reason for the special nature of water fluid in cooling and refrigeration systems is the high specific heating capacity of this fluid in heat absorption. The specific heating capacity of a fluid is in fact its potential for absorbing and dissipating heating energy. Water is the best possible option for cooling industrial equipment due to having the highest heating capacity in fluids. Water needs to be regenerated by absorbing large amounts of heat from industrial machinery. Reset the water temperature and reduce it to the standard level in the cooling tower.

Important Note: Despite the special high heating capacity of water, in some cases oil is used to absorb heat !!

Other fluids, such as oil, are widely used in the refrigeration and defrosting of some equipment. The reason for using oil in the fluid circulation system to dissipate heat from industrial engines is not only because of this issue. In addition to heat absorption in industrial engines, the oil fluid is responsible for reducing the amount of friction between parts and bearings.

Generally, in systems that use oil circulation to lubricate the engine, etc., water is also used to dissipate oil heat to the environment. In this case, the water by circulating in a heat exchanger transfers the oil heat to the outside environment through the cooling tower.


Types of cooling tower applications in industry

Pneumatic plastic injection machine cooling

For cooling oily plastic injection machine

Adjusting the temperature of the induction furnace in the process of melting metals

Permanent temperature adjustment of water or absorption chillers (in all large factories with central ventilation)

Adjusting the temperature of hydraulic oil in industrial gearboxes (in all heavy and machine industries)

Cooling of hydraulic oil in shell and tube heat exchangers by cold water (like hydraulic press machine)

Reducing the temperature of thermal oils such as trans oils (different parts of non-ferrous metals reduction industries)

Reducing the temperature of hot air produced in air compressors (power generating plants)

Adjustment of sulfuric acid temperature in stainless steel converters (anti-acid) after dilution process (battery factory)


Use of industrial cooling tower in plastic injection

This industry is in fact one of the most important industries for the production of plastic and polymer parts in the country and even in the world. Plastic injection machines in both air and oil types perform the process of injecting granular materials into special molds. The main task of the cooling tower in the plastic injection industry is to cool the mold for injecting materials by water.

Why does the plastics injection industry need a cooling tower?

In answer to this question, it should be stated that when the granular material enters this equipment in the hopper part, after heating to a very high temperature, it enters the mold part for molding. Well, naturally, the cooling of the molten granular material in the form requires heat dissipation to the outside environment, which is the responsibility of the cooling tower of the injection device.

All plastic injection machines have an inlet and outlet with a specified size for water circulation in the cooling tower circuit. Of course, in some cases, the injection machine has two inlets and outlets of water (one to cool the mold and the other to cool the oil), which is called the injection of oily plastic.

How can the capacity of the cooling tower required in plastic injection circulating systems be estimated?

The cooling capacity of the cooling tower in the plastic injection industry is estimated depending on the size of the inlet and outlet connections and the type of plastic injection machine. Based on the size of the mold and oil cycle cooling connections in the injection machine, the amount of water circulation required to cool this machine can be easily calculated. The manufacturer easily calculated the injection device.

Cooling tower in oil and petrochemical industry (refineries)

In a crude oil or fuel oil refinery, the goal is to cool the oil in the distillation tower to lower temperatures in a step-by-step manner (step by step). The temperature of crude oil sometimes rises even above 400 ° C, in which case water is used to cool the oil in the distillation tower. The cooling water required in the distillation tower is supplied by the cooling tower or cooling tower.

What is the reason for the increasing use of cooling towers in the petrochemical industry?

Due to the increasing production of oil and gas in the country, today the oil and petrochemical industry needs more cold water systems. On the other hand, cooling water consumption, sediment and severe clogging in these industries was a major problem. Due to the advancement of science and technology today, Damagostar Company is proud to present a new generation of cooling tower called low consumption hybrid cooling tower and has been able to make a great contribution to the oil and petrochemical industry during the cooling cycle of distillation towers.

Cooling tower in metal smelting industry

Iran is one of the largest producers of metal industries and metal smelting in the world. Increasing the consumption of iron equipment increases sales and thus increases the percentage of melting in furnaces of metal smelting industries. Metal smelting industry in its induction furnaces sector needs water cooling systems. The task of cooling and reducing the temperature of the induction furnace during melting is the responsibility of the cooling tower.

In simpler terms, the cooling water cooling tower required in the main water circulation cycle of the induction furnace (plant) and the capacitor bank provides the DC link and the control panel. Generally, CCTV cooling tower is used in this refrigeration cycle to reduce water consumption costs and also to prevent sediment and clogging.

Is the main reason for the decrease in melting rate of the induction furnace cooling tower?

The answer to this question is yes. Non-observance of design principles in the water circulation system in the induction furnace is the main reason for this. The calculation of the cooling capacity of the cooling tower in the cold water circulation circuits in an induction furnace should be based on 100% of the melting rate. Today, unfortunately, due to lack of technical knowledge, most metal smelting and rolling companies use a maximum of 60% of furnace power for smelting.

What is the main reason for alarms in induction furnaces? What does this alarm have to do with the cooling tower?

The low capacity of the cooling system in the cooling cycle of the induction furnace increases the temperature of the furnace. The induction furnace temperature alarm system in industry is generally set between 35 and 45 ° C. Now, if the cooling tower does not have the ability to dissipate heat from this equipment (furnace) or in other words, the cooling power of the cooling tower is less than the heating capacity of the furnace, the furnace temperature will increase over time and cause alarm in the system.

A common proverb among cooling tower manufacturers about metal smelting companies: No matter how much you buy a smelting tower.

"Our pride in the cooling tower"

Cooperation with Qeshm smelting and zinc companies, Zanjan zinc explorers, Kabkan steel, Tabadakan steel, Etihad steel machine building (Qazvin)

Brys Steel, Natanz Steel, Isfahan Steel

cooling tower

Application of cooling tower in wood industry (chipboard)

The use of cooling towers in the cooling of the chipboard industry may be a little unbelievable. Adhesive is one of the most important materials used in the production of chipboard. This adhesive is subjected to a sharp rise in temperature during a chemical treatment, which is the most important task of the cooling tower in the chipboard industry. Generally, the estimated capacity of a cooling tower in this industry depends on the amount of adhesive produced and the size of the coil connections around the furnace.

 Application of cooling tower in metal forming industry

The industry of forming metals and polymer materials includes extruders and die-casting machines. This equipment basically has a certain number of inlets and outlets of water circulation in its condenser. Depending on the production capacity of various parts such as hose pipes, copper filaments and other output products of these devices, the water circulation capacity and as a result the cooling capacity of the cooling tower are calculated.

Application of industrial cooling towers in power plants

The cooling tower is used in this application in very large capacities in the industry of power plants, solar power plants, nuclear power plants and combined cycle power plants. The purpose of the cooling tower in steam power plants is to cool the steam output of gas turbines. Due to the widespread use of steam power plants and the frequent use of gas and steam turbines in the equipment cycle of this industry, water cooling systems are of great importance. Most of the country's power plants use cylindrical cement cooling towers to cool their circulation system. High water consumption of this type of industrial cooler is in fact one of the biggest problems of this equipment that today dry and combined cooling tower has replaced this model of refrigeration sources.

Power plant cooling tower

Application of industrial cooling tower in cement industry

Cement production industry has faced significant progress today due to the current need of construction structures for this material. The use of cooling towers in the cement industry is important for cooling water before the concrete mixing process. In the past, ice mixing was used in cement production and ready-mixed concrete. Lack of economic justification in this sector due to the high cost of buying ice led to the widespread use of cooling towers in this industry.

In addition to the above application, the industrial cooling tower is also used to cool the circulating water cycle in the mixer in the cement industry. Today, in most cement factories such as Lamerd Cement, Ahvaz Cement, Portland Cement and other cement industries, the cooling tower produced by Damagostar Company is used.