برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی
برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی

کولینگ تاور

کولینگ تاور چیست؟

کولینگ تاور

 

کولینگ تاور (cooling tower) یا با ترجمه فارسی برج خنک کننده، دستگاه خنک کننده آب بوده که به آن کولینگ تاور آب نیز گفته می‌شود. کولینگ در زبان انگلیسی به معنای خنک کننده بوده و تاور نیز به معنای برج یا سازه می باشد. ترکیب این دو کلمه معادل کولینگ تاور تلقی می شود که یکی از رایج ترین منابع آب سرد کن صنعتی به شمار می‌آید. کولینگ تاورها از سالیان دراز در کاربری خنک کننده چیلر و کاربری های صنعتی بکار برده می شود. کولینگ تاورها انواع مختلفی دارند و با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی مهندسی تغییرات زیادی کرده اند. کولینگ تاور ممکن است با سازه بتنی ، گالوانیزه یا فایبرگلاس تولید گردد که امروزه بیشتر تولیدات این محصول برودتی با بدنه کامپوزیت (فایبرگلاس) عرضه می شود. استفاده از فایبرگلس در ساختار بدنه کولینگ تاور سبب افزایش طول عمر بدنه و مقاومت بدنه در برابر خوردگی با آب شده است.

انواع کاربرد کولینگ تاور

کولینگ تاورهای خنک کننده چیلرها عمدتاً در سیستم‌های سرمایش مرکزی با چیلر آبی کاربرد دارند. این نوع کولینگ تاورها با دو سازه فلزی و گالوانیزه تولید می‌شوند که از گذشته تا بحال نیز کاربرد دارند. کولینگ تاور گالوانیزه به لحاظ کاربری به دلیل رسوب و گرفتگی زیاد امروزه دیگر توسط تولیدکنندگان تولید نمی‌شود. بیشتر سیستم‌های سرمایشی امروزه در خنک‌کاری چیلر از برج خنک کننده فایبرگلاس استفاده می‌نمایند. کولینگ تاور علاوه بر کاربری در سیستم‌های تهویه مطبوع ساختمان، در بیشتر سیستم‌های صنعتی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در صنایع مختلف کشور از جمله فولاد، نفت و پتروشیمی امروزه این سردکن‌ها کاربرد زیادی پیدا کرده‌اند. بیشتر تولیدات صنایع کشور به منظور خنک کردن دستگاه‌های خود نیازمند منبع سرمایشی مثل کولینگ تاور یا چیلر می‌باشند. طراحی صحیح سیستم سرمایشی دستگاه‌های صنعتی از حساسیت بالایی برخوردار است زیرا عدم کارایی مناسب این بخش سبب کاهش تولید می‌شود. کولینگ تاور در این زمینه همواره کمک بسزایی در افزایش راندمان تولید در صنایع مختلف نموده است.


نحوه خنک کاری آب در کولینگ تاور

هنگامی که در چای با هوای دهان خود می‌دمیم جریان هوا با برخورد با سیال سبب خنک شدن آن می‌شود. عملکرد کولینگ تاور هم مشابه همین فعالیت با هدف کاهش دمای آب در نظر گرفته می شود. ایجاد یک جریان هوا و تماس آن با آب داغ سبب تبادل حرارت و جرمی می شود که اساس و پایه کار کولینگ تاور می باشد. گرمایی که از آب داغ به هوای بیرون انتقال می یابد با دو روش کلی تعریف و تحلیل می شود. در روش اول هوای سرد بیرون در تماس با آب به دلیل داشتن دمای پایین تر نسبت به آب، گرمای این سیال را جذب می کند. روش دوم نیز هوای خشک با اختلاط با درصدی بخار آب اشباع شده و گرمای مورد نیاز جهت تبخیر در واقع از خود جریان آب گرفته می شود. در روش دوم به نرخ تبادل انرژی صورت پذیرفته گرمای محسوس نیز گفته می‌شود.

نحوه کارکرد کولینگ تاور

#شرح یک مثال کاربردی ساده#

در واقع اگر بخواهیم با شرح یک مثال ساده عملکرد کولینگ تاور را توصیف نماییم باید بگوییم این تجهیز عمکلردی عکس کولر تبخیری دارد. در کولرهای تبخیر آب در تماس با هوا قرار می‌گیرد و با رطوبت زنی هوا ، دمای هوا کاهش می‌یابد و محیط را خنک می‌کند. در حالت دیگر کولینگ تاور برعکس کولر سلولزی با تماس هوا سبب سرد تر شدن آب را دارد و اینجا آب سرد خروجی نیز در مصارف مختلفی قرار می‌گیرد. در بسیاری از صنایع جهت ثابت کردن فرآیند تولید باید دستگاه های خود را با آب خنک کنند که این  آب سرد را کولینگ تاور فراهم می کند. به عبارتی دیگر یک دستگاه برج خنک کننده یا "کولینگ تاور" منبع تولید آب سرد در صنعت به شمار می‌رود. میزان برودت و دریافت گرما در کولینگ تاور تحت عنوان ظرفیت برودتی مطرح می شود که روش محاسبه آن به صورت مفصل در بخش محاسبات کولینگ تاور شرح داده شده است.


پیشرفت صنعت تولید کولینگ تاور در دهه های اخیر

با توجه به اهمیت بالای کولینگ تاور در صنعت و حتی در سیستم های سرمایشی مرکزی ، افزایش کیفی این محصول همواره دغدغه اصلی سازندگان این تجهیز بوده است. سازندگان کولینگ تاور در دهه های اخیر پیشرفتهای چشمگیری را در زمینه ارتقاء کیفیت این محصول رقم زده اند. کاهش مصرف آب ، کاهش مصرف برق (افزایش راندمان) ، کاهش میزان رسوب گرفتگی و افزایش طول عمر مفید دستگاه از مهمترین عواملی است که در طی چند سال گذشته پیشرفت زیادی داشته است. بکارگیری سیستم های مداربسته در کولینگ تاور کمک بسزایی به راهبرد این اهداف داشته است. بکارگیری سیکل خنک کاری مداربسته علاوه بر کاهش میزان رسوب سبب کاهش میزان مصرف آب و افزایش راندمان نیز گردیده است. علوم انتقال حرارت در این زمینه کمک شایانی به دانش مهندسی تجهیزات برودتی داشته است. امروزه بیشتر تولیدکنندگان با اقتباس گیری از طرحهای ترکیبی بیشتر محصولات خود را تولید میکنند تا عملکرد دستگاه نیز قابل کنترل باشد.

کولینگ تاورهای قدیمی قالباً با سازه های بتنی و فلزی با کمترین میزان دانش مهندسی طراحی می شدند. این سیستم های برودتی بیشتر به دلیل ضعف های بسیاری که داشتند از مدار کاربرد و تولید به طور کامل خارج شدند. نسل های پیشین برج خنک کننده (کولینگ تاور) با سازه های فلزی یا گالوانیزه سر و صدای زیادی را تولید می کردند. دلیل اصلی این موضوع هم استفاده از فن های حلزونی (سانتریفوژ) در سیستم هوادهی بود. سیستم های هوادهی فن حلزونی لرزش زیادی ایجاد میکرد و بدنه فلزی نیز این لرزش را تشدید می نمود. علاوه بر این کولینگ تاورهای گالوانیزه ظرف مدت کوتاهی با یک زنگ زدگی و رسوب گرفتگی شدید مواجه می شدند. دلیل این امر هم از بین رفتن تدریجی پوشش خارجی فلز و واکنش فلز با آب بود. امروزه استفاده از پروانه های فوق کم صدای پلیمری با بدنه فایبرگلاس سبب رفع اینگونه معایب در سیستم خنک کاری آب گشته است.

اجزای اصلی کولینگ تاور

اجزای کولینگ تاور

  • الکتروموتور یا دینام
  • فن یا پروانه هوادهی
  • سیستم انتقال گشتاور
  • گلویی پروانه یا فن دک
  • تسمه اتصال فولی به پولی
  • فلنچ و اتصالات جانبی
  • شناور ورودی آب جبرانی
  • لوله های انشعابی توزیع آب
  • آب پخش کن یا نازل پاشش آب
  • قطره برگردان یا چکه گیر
  • پکینگ مدیا یا پوشال خنک کننده
  • ساپورتهای نگهدارنده قطعات داخلی
  • بدنه شامل ستونی ؛ پنل و لوور
  • تشتک ذخیره آب سرد و خنک خروجی
  • نردبان دسترسی به قسمت بالایی

انواع کولینگ تاور

  • کولینگ تاور مدارباز:

تبادل حرارت در این نوع خنک کن با تماس کاملاً مستقیم بین آب و هوا برقرار می شود. کولینگ تاور مدارباز یا مرطوب در دو تیپ ابارایی و مکش القایی تولید و عرضه می شود. سیستم های ابارا یا کراس فلو با ایجاد یک جریان مکش هوای عمود از دو جناح عملیات کولینگ را انجام می دهد. دستگاه خنک کن کانترفلو نیز با ایجاد جریان تماسی با جهت خلاف بین آب و هوا ، سیال را خنک می نماید. راندمان کولینگ تاورهای کانترفلو به مراتب بیشتر از انواع برج خنک کن مدارباز کراس فلو می باشد. برج خنک کاری جریان متقاطع یا کراس فلو بیشتر به دلیل عملکرد خوب آن در محیط های شرجی معروف گردیده است. بزرگترین شرکت تولید این مدل سرد کن نیز شرکت ابارا می‌باشد.

  • کولینگ تاور مداربسته:

انتقال انرژی حرارتی از آب داغ به واسطه سطح تماس با کویل برقرار می گردد و به دلیل نداشتن تبخیر مصرف آب بسیار کمی دارد. کولینگ تاور مداربسته یا خشک ساز و کاری شبیه کندانسور هوا خنک دارد و در اغلب فصول هوا به تنهایی آب را خنک می کند. در ماه های گرم تابستان و یا در مناطق گرم و خشک این مدل برج خنک کن کاربرد زیادی ندارد چرا که با افزایش دمای محیط راندمانش به شدت افت می کند. کولینگ تاور خشک قالباً دارای دو بخش اصلی سیستم هوادهی و کویل فیندار می باشد که هر بخش سیال مرتبط با خود را هدایت می نماید. سیستم هوادهی قریب به 90 درصد این مدل سرد کن ها نوع آکسیال یا محوری می باشد. طراحی کویلهای این مدل برج خنک کننده با نرم افزارهای محاسبات انتقال حرارت پیشرفته صورت می پذیرد.

  • کولینگ تاور هیبریدی:

سیستم هیبریدی (hybrid cooling tower) در اصل دستگاهی است با قابلیت چندگانه خنک کاری آب. در فصول گرم برج خنک کننده هیبریدی با ایجاد یک حجم هوادهی مشخص و پاشش آب سبب خنک شدن آب داخل کویل می‌شود. در فصلهای زمستان و پاییز و بهار نیز که دمای هوا معتدل و سرد می‌باشد تنها با ایجاد هوادهی آب درون کویل خنک می‌شود. کویل‌های سیستم‌های هیبریدی همانند کندانسورهای تبخیری بدون فین می‌باشد. دلیل اصلی این موضوع هم رسوب و گرفتگی سریع فین‌ها در تماس با آب پاششی می‌باشد. از طرفی کویل‌های کولینگ تاور هیبریدی به دلیل تماس دائم با سیال آب پاششی انتقال حرارت بهتری را رقم می‌زنند.

کولینگ تاور هیبریدی

مزایای کولینگ تاور هیبریدی

  • کاهش مصرف آب در فصول سرد و خنک
  • افزایش راندمان در فصول گرم با سیستم مدارباز کمکی
  • عدم آفتاب سوختگی و پوسیدگی بدنه فایبرگلاس کولینگ تاور
  • قابلیت تنظیم میزان مصرف آب با قطع و وصل کردن پمپ شاور
  • کاهش هزینه های مصرفی کولینگ تاور از جمله هزینه آب و برق
  • قابلیت تولید به صورت چند سلولی و کاهش دمای آب به صورت مرحله ای

کاهش مصرف انرژی در کولینگ تاور

مصرف اصلی کولینگ تاور از طریق دو فاکتور اصلی انرژی برق و آب برآورد می‌شود. بیشترین مصرف انرژی در انواع برج خنک کننده امروزه مربوط به آب مصرفی این دستگاه می‌باشد. روش‌های بسیار زیادی در کنترل میزان مصرف انرژی کولینگ تاور مرسوم شده است که مهمترین آن ها عبارتند از:

  • استفاده از سیستم هیبریدی یا ترکیبی در خنک کاری آب و کاهش شدید مصرف آب در فصول سرد
  • بکارگیری سیستم هوادهی آکسیال با هوادهی بالا و مصرف انرژی پایین
  • بهره وری از سیستم هوشمند کنترل مصرف انرژی (استفاده از سنسور مستغرق در تشتک جهت کنترل میزان کارکرد موتور فن)
  • طراحی کولینگ تاور با بدنه فایبرگلاس و نصب آن در محیط مناسب ( به دور از تابش مستقیم نور خورشید و ...)
  • طراحی برج خنک کننده به صورت مولتی سل (چند سلولی) و خاموش کردن یک یا چند سلول در شرایط مناسب
  • نصب درایو اینورتر و اتصال آن به سنسور دما و تنظیم هوشمند دور موتور با دمای آب خروجی از کولینگ تاور در شرایط مختلف دمایی
  • بکارگیری دسته موتور ، هرزگرد ، لرزه گیر و کلیه تجهیزاتی که سبب کاهش آمپر مصرفی موتور می‌گردد.

کاهش لرزش و میزان صدای کولینگ تاور

به منظور کاهش میزان ارتعاشات و سر صدای ایجاد شده برج خنک کننده راهکارهای بسیاری در دسترس می باشد. مهمترین راهکار در کاهش میزان لرزش و صدای انواع کولینگ تاور بکارگیری تجهیزات جانبی استاندارد در تولید این دستگاه می باشد. البته راهکارهای دیگری نیز همانند بکارگیری تجهیزات کاهش صدا می تواند در بهبود این موضوع بسیار موثر باشد.

عوامل اصلی کاهش صدای کولینگ تاور عبارتند از:

  • پروانه محوری با تیغه های ایرفویل (ایجاد لرزش بسیار کم در هنگام چرخش)
  • استفاده از هرزگرد مکانیکی و اتصال آن به تسمه پولی جهت مهار ضربات موتور
  • طراحی فن با تعداد پره های بالا و سرعت چرخش استاندارد
  • بکارگیری لرزه گیرهای مکانیکی در شاسی نگهدارنده جهت دمپ لرزشهای جانبی
  • نصب لرزه گیر لوله در نقاط اتصال لوله ورودی و خروجی آب به کولینگ تاور
  • لوله کشی رفت و برگشت برج خنک کن با استفاده از اتصالات ریبو فلنچی
  • تراز بودن و همسطح بودن محل قرارگیری دستگاه (فنداسیون)
  • طراحی گشتاور مکانیکی موتور با دور پایین (900 ، 700 و 1400)

کاتالوگ کولینگ تاور تولیدی شرکت دماگستر

شرکت دماگستر تولیدکننده انواع برج خنک کننده صنعتی و تهویه مطبوع در انواع مدل مدار باز و بسته در دو تیپ مکعبی و مخروطی می باشد. کاتالوگ محصولات گروه کارخانه جات دماگستر در دسته بندی کولینگ تاور در دسته های مختلفی تقسیم بندی می شود. رایج ترین محصولات تولیدی این شرکت تیپ مدارباز مکعبی فایبرگلاس و تیپ مرطوب مدور می باشد. برجهای خنک کننده گرد به دلیل چرخش هوای مناسب بیشتر در کاربری سیستمهای تهویه مطبوع به کار برده می شود.

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.

ساپورتهای پالتروژن برج خنک کننده

ساپورتهای پالتروژن برج خنک کننده

ساپورت پالتروژن برج خنک کننده

ساپورتهای نگهدارنده پالتروژن پروفیل هایی از متریال فایبرگلاس بوده که جهت نگهداری پکینگ و قطره‌گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بکارگیری پالتروژن در تولید برج خنک کننده فایبرگلاس امروزه از اهمیت بالایی برخوردار گردیده است. ساپورتهای نگهدارنده پکینگ که از متریال پالتروژن تولید می شود از مقاومت بسیار بالایی در برابر آب برخوردار است. استفاده از الیاف سوزنی در بافت پالتروژن سبب افزایش مقاومت ایستایی این پروفیلها در تحمل بارهای نرمال یا عمودی می گردد.

بکارگیری فایبرگلاس و حذف متریال فلزی در داخل کولینگ تاور امروزه کاربرد فراوانی دارد. اولین گام سازندگان در تولید برج خنک کننده ساخت قطعات فایبرگلاس بدنه می باشد. دومین گام مهم در راستای کاهش زنگ زدگی و خوردگی قطعات داخلی بکارگیری پالتروژن در ساپورتهای نگهدارنده داخلی دستگاه می باشد. ساپورت های پالتروژنی قالباً به شکل پروفیل های زرد رنگ یا قوطی هایی با سایز معین و مشخص می‌باشد. این قوطی ها توسط درپوشهای پلیمری به بدنه فایبرگلاس پیچ و مهره می‌گردد.


مزایای اصلی و مهم پالتروژن در برج خنک کننده

  •     کاهش میزان خوردگی و زنگ زدگی در اجزای داخلی
  •     افزایش کیفیت آب درگردش با کاهش میزان ترکیبات رسوبی ناشی از خوردگی
  •     افزایش مقاومت در برابر وزن آب و عدم فورم پذیری در مقابل فشارهای جانبی
  •     مقاومت شیمیایی بالا و قابلیت شستشو و رسوب زدایی با اسید
  •     سبک بودن و کاهش وزن خشک کولینگ تاور
  •     قابلیت تعویض آسان در هر دوره سرویس اساسی
  •     کاهش هزینه های تولید و افزایش سرعت تولید
  •     قابلیت اتصال با پیچ و مهره و عدم جوشکاری ساپورتهای نگهدارنده

توضیح بیشتر در مورد روش تولید پالتروژن (نوعی فایبرگلاس)

پالتروژن یک فرآیندی است در تولید قطعات فایبرگلاس که امروزه کاربرد فراوانی دارد. قطعات تولید شده توسط فرآیند پالتروژن عموماً به صورت المان‌های طولی می‌باشند. المان‌های پالتروژن به صورت قوطی، نبشی، پروفیل و میلگرد تولید می‌شود. الیاف مورد استفاده در تولید قطعات فایبرگلاس با فرآیند پالتروژن نوع سوزنی می‌باشد. الیاف‌های به کار رفته در تولید این المان‌ها به صورت نواری کنار یکدیگر قرار می‌گیرد. قطعات پالتروژنی برج خنک‌کننده امروزه به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر رسوب و زنگ زدگی کاربرد بسیاری پیدا کرده است. قطعات پالتروژن به عنوان ساپورت‌های نگهدارنده پکینگ و لوله‌های ورودی و قطره گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل بالا بودن تنش‌های نرمال و تحمل میزان بالای بار همچنین مزیت بزرگی نیز دارند.

بیشترین مستندات بخش استانداردهای مرتبط با برج خنک کننده فایبرگلاس حاکی از تایید این قطعات می‌باشد. استفاده از قطعات پالتروژنی در برج خنک‌کن یا کولینگ تاور امروزه توسط بیشتر سازندگان رایج شده است. علاوه بر تحمل دمای بالا قابلیت اسیدشویی یکی از مزایای مهم این محصول می باشد. پروفیلهای پالتروژن برج خنک کننده به رنگ زرد و عموماً در ابعاد قوطی 3 و 4 مورد استفاده قرار می گیرد. اتصالات قطعات پالتروژنی عموماً به شکل پیچ و مهره ای می باشد و این موضوع سبب عملکرد بهتر برج خنک کننده شده است. استفاده از اتصالات پیچ و مهره ای در قطعات پالتروژن همچنین سبب افزایش طول عمر سایر قطعات گردیده است.

History of cooling tower تاریخچه برج خنک کننده

History of cooling tower

Cooling Tower (Cooling Tower) in general, the term cooling tower has had many applications in the global industry and throughout history. The first works of design of cooling towers or cooling towers can be seen in ancient Egypt in order to cool the water used for bathing and by spraying the free flow of water stream on the man-made rocks. After many years, humans used this device in many cases without knowing the technical knowledge and design of the cooling tower and even without knowing the name and design knowledge of the cooling tower.

After the European Industrial Revolution and the growth of industry in the world, the direct use of water from rivers, streams, lakes and wells to cool industrial devices expanded. For years, the method of direct use of natural resource water to cool industrial equipment was the first choice of large industrial plants. After several decades and the increasing reduction of natural resources, many factories due to lack of water resources or environmental effects of excessive water consumption and also increasing pollution of water resources to find a suitable solution to return water consumption from natural resources and combat The above problems (cooling tower), acted.

The first cooling tower, called Cooling Water Builder, was placed in the way of river water, and in this work cycle, in order to return the hot water used by rivers in industrial factories, it was put into orbit. Early cooling towers often had very large concrete structures. Concrete cooling towers have been used since the European Industrial Revolution. Today, cooling towers with concrete structures are generally used in hyperbolic and cubic shapes in the power plant and petrochemical industries in the country. This model of cooling tower is also called power plant cooling tower.


The next generation of cooling towers over time is the wooden cooling tower. The wooden cooling tower was generally considered a suitable alternative to the concrete cooling tower in smaller scales due to its faster construction and lower weight. In the wooden cooling tower, the first type of cooling tower packing with wooden structure was used.

After a while, the wooden cooling tower was completely removed from the industrial application circuit due to insufficient resistance to rot and sunburn, as well as due to water absorption and deformation over time in its structure, and galvanized cooling tower or Galvanized cooling tower with centrifugal aeration system replaced wooden cooling tower.

Galvanized cooling tower was a good alternative to wooden cooling tower due to its higher resistance to decay, no deformation and more stable structure. Eventually, the galvanized cooling towers were also reactive to water, and the effects of rust, rot, and the growth of microorganisms (sludge) were quickly seen. Galvanized cooling tower repairs, or so-called metal cooling towers, were extremely difficult due to rusting connections and lack of easy access to the internal components of the cooling tower.


For the above reasons, the latest generation of cooling towers, called fiberglass cooling towers, have completely replaced concrete, wood and galvanized cooling towers. Fiberglass cooling tower A type of cooling tower with a composite or fiberglass structure has numerous advantages over its previous models, which we will mention briefly.

1- Lightness and portability of fiberglass cooling tower

2. Easy maintenance of fiberglass cooling towers compared to various types of galvanized cooling towers and concrete cooling towers

3. No penetration of sunlight (lack of absorption of solar radiation due to the apparent white color of the body) into the fiberglass cooling tower

4- No reaction with water or in other words no rot and rust of the fiberglass body of the cooling tower against water

5. Lack of growth of bacteria, microorganisms and sludge in the pan of fiberglass cooling tower


Fiberglass Cooling Tower is an all-composite body made of suitable fibers and resins. Fiberglass cooling tower is produced and designed today in various types of open circuit cooling towers and closed circuit cooling towers. The new generation of cooling towers with the aim of reducing the compensatory water consumption of the cooling tower, reducing the amount of sediment in the cooling tower and in general with the aim of optimizing the energy consumption of the cooling tower, called hybrid cooling tower and evaporative cooling tower or evaporative condensers. evaporative condenser) has replaced a variety of open circuit cooling towers.

In a general statement, it can be said that all industrial and non-industrial equipments used by human beings have undergone many changes over time, and the cooling tower, like many other industrial equipments, has undergone many changes and transformations. Cooling tower On the one hand, in terms of the quality of materials used in the production of this device, and on the other hand, in the overall design of the cooling tower, general changes can be seen.

In order to improve the quality of its products as much as possible, especially the cooling tower, Damagostar Company intends to take steps with the latest technical knowledge of the world and by using the unremitting efforts of its engineers. The cooling tower of Damagester company is produced in different types and in different application directions in accordance with the up-to-date knowledge of the world and is in the service of the country's industry.

cooling tower برج خنک کننده

cooling tower

cooling tower

Cooling tower or in the modification of the cooling tower is a water cooling machine, which is also called "water cooling tower" . A cooling tower is a refrigeration machine that is typically used to reduce water temperature to a certain range. The reduction of water temperature in the cooling tower is naturally dependent on the temperature conditions of the installation environment. This cooling machine ( cooling tower) absorbs the heat of the machines by water and directs it to the outside environment.

It is interesting to know that the heat absorbed by the industrial equipment in the internal mechanism of the cooling tower is transferred to the outside by dry air. In other words, a cooling tower is a type of energy exchanger between climates, which is actually called a heat exchanger (heat exchanger). In fact, this refrigeration source exchanges heat energy by making contact and contact between hot water and ambient air. Heat is exchanged from hot water to cool air, which reduces the water temperature.

Why do we use a cooling tower ??

The question may be, why do we use a cooling tower? In response, it should be stated that the cooling tower is complementary to every device and machine that is used in a specific direction. In fact, it should be said that every industrial machine and any device that is used heats up after a while. Air or water is used to cool all industrial machines such as chillers, boilers, etc. The water that absorbs the heat of an industrial machine is heated and needs a device to reduce its temperature again. In other words, the cooling tower (also known as the cooling tower) is responsible for re-circulating water to cool other devices.

*** Take a closer look at the operation of the cooling tower

The cold water produced in the cooling tower re-absorbs the extra energy of the equipment and frequently transfers it to the air. This process is an iterative cycle that keeps the operating temperature of industrial machinery constant Water cooling tower or cooling tower with continuous production of cold water can take the heat of the chiller, boiler or induction furnace.

Permanent reduction of machine temperature and heat absorption of this equipment is required for system stability. Lack of cold water circulation will increase the temperature of these equipments and their inefficiency. Therefore, the need to use a cooling tower will stabilize the "system" with the highest efficiency. This system may be the air conditioning cycle of a residential, office or commercial building, or the production process of a particular product by an industrial machine.

Method of calculating the power or capacity of the cooling tower

The ability of a cooling tower to dissipate heat energy from a water fluid and transfer it to air is called refrigeration capacity or cooling tower capacity . The higher the cooling capacity of the cooling tower, the more water it will be able to bring to the desired temperature at a given time. The type of cooling fluid, the amount of fluid volume in rotation and the difference between the inlet and outlet temperatures of the fluid in the cooling tower are the main factors determining the capacity. The volumetric rate of circulating water is also called water flow rate. Of course, the ambient temperature factor, hot and cold water temperature are other factors involved in the design conditions. The difference between the inlet and outlet temperatures of the fluid is called the deltati or range.

Determining characteristics of cooling tower capacity

  • Circulating fluid flow rate (nominal fluid flow)

  • Type of coolant and determination of specific heating capacity

  • Fluid inlet and outlet temperature (outlet temperature depending on the design environment)

  • Design impact factor in calculating the nominal capacity and separating it from the actual power

Methods of calculating the cooling capacity of the cooling tower

  •  Thermodynamic equations governing design conditions (q = m * c * delta T)

  • Calculation based on the capacity and type of chiller only in the use of chiller cooling

  • Use of cooling software cooling capacity calculation software

 More information in the cooling tower calculations section


What is the meaning of refrigeration in the cooling tower?

You must have heard many times that the capacity of the tower is equal to 100 tons or the capacity of a specific model of chiller is equal to 200 tons. The word "ton" in the cooling tower and chiller means the same cooling capacity of the device in cooling water. The word body in this engineering term is abbreviated to "refrigeration body" or "cold body". Cooling is one of the heat transfer units and a measure of the power of refrigeration devices. The refrigeration ton thermodynamic unit (RT) is equivalent to units such as KW and BTU / H. Each ton of refrigerant is equal to 3.51 kW and is equivalent to 12,000 BTU per hour.


What is the use of a cooling tower?

1- In order to cool various industrial devices

Most industrial machines, such as furnaces, boilers, and turbines, generate some extra heat in their duty cycle. The function of the industrial cooling tower in the cycle of these machines and equipment is to absorb and dissipate the excess heat generated. Gas turbines in refineries, air compressors in power plants and boilers in industry are among the most important cooling equipment with cooling towers. The task of extracting this thermal energy is the responsibility of the air fluid. The use of other refrigeration machines such as chillers is also common in small and large industries. High costs in energy consumption, difficult maintenance of chillers, has made the industry welcome the cooling tower.

2- To cool the air conditioning chillers of buildings in summer

Most large buildings and towers, offices, banks and shopping malls have central air conditioning (HVAC). Concentration or absorption chillers are used in central cooling systems to cool the indoor air. The heat absorbed from a building area by the chiller increases the temperature of this refrigeration machine. Cooling tower is used in this application under the name of chiller cooling tower with the aim of adjusting the chiller temperature The cooling tower generates cold water and directs it to the condenser, causing the temperature balance of this equipment. It should be noted that only chillers that have a water condenser use a cooling tower in their condenser circuit. Today, most compression chillers and all absorption chillers have a water condenser.


Types of cooling towers

cooling tower

  • Open Circuit Cooling Tower (Wet)

The open cooling tower reduces the water temperature by creating a direct contact exchange surface between air and water. In this cooling tower model, a percentage of water evaporates and enters the inlet air. This causes the surrounding air to become humid or saturated. For this reason, this model is also called the wet cooling tower cooling system The water coming out of the nozzle or sprinkler starts to fall on the packings in contact with the air and the temperature decreases. Wet systems are also called open circuits because the water cycle takes place in an open cycle.

  • Dry closed circuit cooling tower

In this cooling tower model, water is cooled in a completely closed cycle in contact with the dry air of the environment. Hence, this type of refrigeration system is also called dry cooling tower . This type of cooling tower is subject to the noticeable temperature of the installation place (ambient temperature) due to direct contact with the dry air of the environment. Dry or closed cooling tower has heat transfer surfaces such as pipe and fan networks. Water passes through these networks in contact with the air created by the fan or impeller.

  • Hybrid cooling tower (hybrid)

The new generation of evaporative refrigeration equipment, which is a combination of open and closed cooling tower, is called hybrid cooling tower . The main stream of water fluid is passed through the thermal penetration surfaces of the coil by a secondary spray stream. In this contact, heat is transferred by penetration and conduction from the hot water of the coil to the cold water of the spray circuit. The big advantage of this cooling tower model is the reduction of water temperature to close to the humid ambient temperature. At the same time, this refrigeration system does not have any sedimentation and evaporation.


Types of cooling towers based on the type of inlet air flow

  • Opposite flow cooling tower or counter flow

Canterflow cooling tower has air inlet from all sides of the device in the upper part of the pan and the lower part of the packings. The direction of the incoming air flow to the cooling tower is the opposite flow in the opposite direction to the spray water flow from the nozzle. In this model, air enters from the lower louvers and exits from the upper part of the fan oven. The efficiency of this cooling tower model is very suitable for hot and dry environments. They are widely used in cities such as Yazd, Shiraz, Mashhad, Tehran, Arak and Isfahan where the relative humidity is low. Counterflow systems are more efficient than crossover systems. Of course, the use of these systems in humid and humid areas has little efficiency.

  • Cross-flow cooling tower or cross-flow

Cross-flow cooling tower or vertical flow has two main air inlets on both sides. The air entering this section perpendicular to the water flow causes this fluid to cool. Cross-flow cooling tower performs well in humid areas due to fresh air contact throughout the Beijing area. In the northern and southern regions of our beloved country, which due to its proximity to the sea, the humidity of the environment where the cooling tower is installed is high. In such climatic zones, cross-flow or Abara cooling towers are used. Cities such as Ahvaz, Mahshahr, Bushehr, Rasht, Gorgan, etc. are very suitable for using this device. This model was first conceived by the Japanese company Abara. For this reason, such refrigeration systems are also called Abara cooling towers.