برج خنک کننده
تجهیزات صنعتی و برودتی
برج خنک کننده
تجهیزات صنعتی و برودتی
برج خنک کننده یا کولینگ واتر
در کشور ایران شرکتهای فراوانی امکان تولید و ساخت برج خنک کننده را دارند شرکتهایی همچون دماگستر، مهتاب گستر،آریا بنیز و ... با استفاده از دانش بروز فنی و مهندسی در جهت ارتقاء محصولات خود در تهویه مطبوع و سیستم های سرمایشی و برودتی گام بزرگی را برداشته اند.
ساخت برج خنک کننده در ایران بیشتر با بدنه های فایبرگلاس و گالوانیزه و بتنی صورت می پذیرد و به دلایل فراوانی امروزه از ساخت و تولید کولینگ تاورهای بتنی و گالوانیزه بیشتر تولیدکننندگان امنتاع می ورزند. ساخت برج خنک کن یا برج خنک کاری گاه می تواند توسط نیروی انسانی مونتاژ و صورت پذیرد و گاه می تواند برخی از قطعات آن همچون نازل و اسپرینکلر توسط ماشین آلات صنعتی پیشرفته همچون تجهیزات تزریق و ریخته گری انجام شود.
برجهای خنک کننده اساسی برپایه انتقال جرم و حرارت همزمان دارند و این اساس در واقع سبب خنک شدن آب در طی یک فرآیند تبادل حرارتی شده است . مکانیزم برج خنک کننده از سه قسمت مختلف تشکیل شده است .
- بخش اول: مکانیزم هوادهی و انتقال جریان هوا
- بخش دوم: مکانیزم پاشش و توشیع آب
- بخش سوم: قسمت سطوح خنک کن یا انتقال حرارت که می تواند کویل یا پکینگ باشد.
در اصل اینطور باید بیان کرد که کولینگ واتر(نام دیگر برج خنک کاری) یک دستگاه خنک کن آب در صنعت می باشد که قادراست حجم زیادی از آب در ساعت را در مخزن آب سرد خود ذخیره نماید و در مواقع مورد نیاز در دسترس سایر تجهیزات گرمازا قرار دهد. در بیانی دیگر برج خنک کننده منبع سرمایش و ایجاد برودت و به نوعی منبعی گرما زدا در صنعت محسوب می شود.
اصول برج خنک کن برپایه ایجاد رطوبت و بخار از آب و انتقال این بخارات به هوای محیط و در نتیجه سرد شدن آب می باشد. در واقع انتقال حرارت در برج خنک کننده به نقل از سایت دماگستر تابعی از انتقال جرم می باشدو این اصول در ترمودینامیک گرمایشی صنعتی نیز قابل استناد می باشد. گرمای حاصل از تبخیر که سبب انتقال جرمی از بخارات آب به هوا می شود سبب خنک تر شدن مابقی جریان آب در کولینگ تاور می گردد. به هر میزان این سطح تبادل بین آب و هوا بیشتر باشد درصد تبخیر بیشتر شده و در نتیجه آب به میزان بیشتری خنک خواهد شد.
یک برج خنک کن در اصل اگر کاربری درستی داشته باشد می تواند به تنهایی نبض تپنده بخش سرمایشی یک صنعت بزرگ همچون صنعت فولاد و یا صنعتهای کوچکتر همچون اکسترود، دایکست و ترزیق پلاستیک باشد. در واقع به بیانی راحت تر کولینگ تاور به تنهایی قادر خواهد بود در بسیاری از صنایع کشور ایفای نقش نماید و دستگاه هایی که گرما تولید میکنند را تحت کنترل داشته باشد. طبق اصول ترمودینامیکی اگر گرمایی که توسط ماشین آلات صنعتی تولید می شود به محیط بیرون انتقال نیابد سیستم پایا یا دائمی نخواهد بود و پس از مدتی با افزایش دمای در گردش دیگر آب خاصیت جذب گرمای خود را از دست داده و راندمان خط تولید به شدت دچار افت و نزول خواهد شد.
بنابراین کولینگ تاور یا برج خنک کن در صنعت درست است که به صورت مستقیم عملی را در جهت تولید یک قطعه انجام نمی دهد و سودآوری مستقیم ندارد ولیکن به صورت غیرمستقیم از اهمیت دوچندانی در جهت تأثیر بر سایر ماشین آلات خواهد داشت. امروزه در تمامی صنایع بدون استثناء از برج خنک کاری یا کولینگ تاور در جهت بهبود و به‌ورزی ماشین آلات مورد کاربرد قرار می گیرد و استفاده بهینه مصرف این دستگاه یعنی برج دغدغه همیشگی تیم تأسیسات یک کارخانه می باشد. به عبارتی دیگر برج خنک کننده دائماً دچار رسوب و گرفتگی ، کاهش راندمان و افزایش دمای خروجی آب می شود و متاسفانه عدم استفاده و خرید برج خنک کننده غیر استاندارد امروزه سبب شده بسیاری از نیروهای متخصص واحدهای صنعتی بزرگ همواره به منظور سرویس و تعمیر برج خنک کننده بخش اعظمی از وقت خود را صرف نمایند.
امروزه بسیاری از سازندگان کولینگ تاور با ارائه طرح های مفید از جمله سیستم های مداربسته آدیاباتیک ، استفاده از کولینگ تاورهای چند سلولی و بکارگیری از متریالهای مرغوب و مناسب با تماس دائمی آب (همچون بدنه فایبرگلاس و متریال پلیمری PP) توانسته اند درصد اعظمی از مشکلات و معضل های به وجود آمده توسط برج خنک کننده را رفع نمایند. شرکتهای بزرگ مهندسی مشاور امروزه کاربرد بهتر و هرآنچه صحیح تری در انتخاب یک کولینگ تاور استاندارد دارند و شرکتهایی همچون دماگستر در زمینه طراحی و انتخاب صحیح برج خنک کاری در خط مقدم مشاورین مهندسی در مکانیک سیالات قرار دارد.
برج خنک کن تزریق پلاستیک
در شرکت های تولید قطعات پلاستیکی که از دستگاه تزریق پلاستیک جهت انواع قطعات مختلف استفاده می شود که برج خنک کن یا در اصطلاح عامیانه چیلرخنک کن وظیفه خنک کردن قالب و روغن دستگاه ها را برعهده دارد. دستگاه تزریق وابسته به نوع جداسازی قطعه از قالب در دو دسته تزریق روغنی و تزریق بادی تقسیم بندی می شود. در دستگاه تزریق بادی آب فقط وظیفه خنک کردن قالب را برعهده دارد و عموما برج خنک کن کوچکتری نسبت به مدل روغنی نیازمند می باشد. دستگاه تزریق پلاستیک روغنی نیز دارای دو ورودی گردش آب سرد(ورودی بخش روغن و ورودی بخش قالب) به داخل خود می باشد که هر دو ورودی در برگشت از دستگاه تزریق وارد چیلر خنک کن (برج خنک کننده) می شود.به دلیل کم بودن ظرفیت گرمایی تولید شده توسط هر دستگاه تزریق پلاستیک معمولا هر چند دستگاه تزریق توسط یک دستگاه برج خنک کننده یا کولینگ تاور خنک می شود. در واقع برج خنک کن سبب خنک تر شدن آبی می شود که سبب خنک شدن قالب و جداسازی قطعه می شود. نوع انتخابی برج خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک با توجه به نوع دستگاه تزریق،تعداد و ظرفیت هر دستگاه و همچنین براساس شرایط محیطی محل پروژه (دمای مرطوب و دمای خشک محیط) طراحی می شود.
برج خنک کن در انواع مختلف مکعبی و گرد با بدنه فایبرگلاس تولید می شود که طراحی این تجهیز باید توسط کارشناسان فنی و مجرب صورت گیرد زیرا که عدم رعایت اصول استاندارد در محاسبه ظرفیت کولینگ تاور گاه ممکن است هزینه ی اضافی پرداخت شود و گاه نیز کمبود ظرفیت خنک کاری آب سبب افزایش دمای قالب و دیرتر جداشدن قطعه و کاهش میزان تولید قطعه در روز گردد.
برج خنک کننده
برج خنک کننده یا برج خنک کن یکی از مهمترین تجهیزات خنک نمودن آب در صنعت تبرید محسوب می شود که وظیفه کاهش دمای آب در چرخش گرمازایی را برعهده دارد. نام دیگر این تجهیز کولینگ تاور(Cooling Tower) می باشد و در واقع کلمه برج خنک کننده برگرفته از ترجمه تحت الفظی این واژه دخیل می باشد .
برج خنک کننده عموما با ایجاد یک مقطع سطحی گستره سبب ارتباط بین هوای سرد و آب گرم می شود و در نتیجه این موضوع آب با کاهش دما دچار شده و گرمای آب در چرخش توسط جریان هوا به محیط بیرون انتقال می یابد. سطوحی که سبب این ایجاد ارتباط می گردد در اصطلاح فنی تحت عنوان پرکن (Fill) یا پکینگ مطرح می باشد که باید توسط جریان آب خروجی از نازل یا دوش پاشش آب کاملا توسط جریان آب خیس و مرطوب گردند.
میزان سطح گسترده ارتباط در قسمت پکینگ در برج خنک کن سبب تماس بین آب و هوای بیرون می شود و این امر در نتیجه باعث تبخیر درصد کمی از آب در چرخش در کولینگ تاور می شود. به منظور ایجاد توازن جرمی در این چرخش دائمی آب در برج خنک کننده از مقداری جریان آب به جهت جبران آب هدرشده استفاده می شود که به آن آب جبرانی (Make Up) نیز گفته می شود. محاسبه دقیق میزان مصرف آب در برج خنک کننده یکی از مهمترین فاکتورهای طراحی این منبع سرمایشی محسوب می شود که امروزه توسط نرم افزارهای مهندسی نیز قابل محاسبه و استناد می باشد.
بهتر است بدانید دمای آب سرد خروجی از برج خنک کننده وابسته به محیط قرارگیری و کارکرد این دستگاه عملا دارای محدودیت هایی می باشد. به بیان ساده تر این مدل خنک کن آب را تا نزدیکی دمای مرطوب می تواند کاهش دهد و مازاد بر این موضوع را به هیچ عنوان نمیتواند از عهده برآید.
