1398/02/07 بدون نظر تهویه مطبوع و سرمایش

برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده

برج های خنک کننده از نظر جهت هوا در سه گروه جریان مخالف، جریان متقاطع و جریان موافق طبقه بندی  می شوند و از نظر وزش هوا می توان ان ها را در دو گروه اجباری با فن و طبیعی بدون فن جای داد.

از نظر فن و چگونگی گردش اب نیز می توان از برج با فن گریز از مرکز، برج با فن جریان محوری، برج با گردش اب باز و بسته نام برد. برج های خنک کننده از نظر جنس و ساختار نیز در سه گروه عمده مکعب فلزی، ذوزنقه ای چوبی و فایبرگلاس دسته بندی می شوند.

انتخاب برج خنک کننده

انتخاب برج خنک کننده وابسته به تعیین چهار عامل زیر است :

-دبی ابی که باید سرد شود.

-دمای اب ورودی به برج خنک کننده

-دمای اب خروجی از برج خنک کننده

-دمای مرطوب هوای ورودی به برج خنک کننده

ارتباط چهار عامل فوق در روابط زیر شکل دیگری به خود می گیرد :

(دمای دامنه) = (دمای اب خروجی) –  (دمای اب ورودی)

(دمای نزدیکی) = (دمای مرطوب هوا) –  (دمای اب خروجی)

برج خنک کننده وظیفه خارج نمودن گرمای حاصل از چرخه سیستم سرمایش را به عهده دارد و از انجا که برج ها بر مبنای سیستم سرمایش تبخیری عمل می کنند، با افزایش دمای مرطوب، ظرفیت برج در خارج نمودن گرمای حاصل از چرخه سرمایش کاهش می یابد.

در حالت کلی ظرفیت برج خنک کننده بر اساس تن تبرید معدل  15000btu/hr  در نظر گرفته می شود و

این مقدار شامل 12000btu/hr    (یک تن تبرید واقعی) ظرفیت اصلی دستگاه سرمایش و 3000btu/hr گرمای اضافی ناشی از چرخه فعال دستگاه سرمایش است.

در واقع 15000btu/hr  مقدار گرمایی است که باید توسط برج به خارج از سیستم هدایت شود.

این تنها بر اساس شرایط زیر قابل قبول است :

دبی = 3 gpm (0.68 متر مکعب در ساعت)

دمای اب ورودی = 95 در فارنهایت

دمای اب خروجی = 85 درجه فارنهایت

دمای مرطوب هوا = 78 درجه فارنهایت

GPM =  = 3 * 5000 = 15000 btu/hr

برای چیلر های تراکمی دبی 3 gpm  قابل قبول است، اما در چیلر های جذبی دبی اب برج خنک کننده حداقل 3.6 gpm  در نظر گرفته می شود.

برای تعیین ظرفیت واقعی برج خنک کننده باید با در نظر داشتن دمای دامنه و دمای نزدیکی ضریب ظرفیت را از منحنی ها یا جداول ویژه استخراج و در ظرفیت نامی ضرب نمود .

نمونه ای از این جداول در ادامه مشاهده  می شود :

تعیین ضریب ظرفیت برج خنک کننده

دمای اب ورودی           دمای اب خروجی               دمای مرطوب                          ضریب ظرفیت

90                                  80                                    70                                          0.85
92                                  82                                    70                                          1.00
95                                  85                                    70                                          1.24
90                                  85                                    72                                          0.74
92                                  82                                    72                                          0.88
95                                  85                                    72                                          1.12    

دبی هوا در برج خنک کننده

هوای مورد نیاز برای برج خنک کننده تقریبا به ازای هر gpm بین 90 تا 100cfm در نظر گرفته می شود و چنانچه به ازای هر تن تبرید ظرفیت چیلر 3 گالن بر دقیقه اب منظور شود، این مقدار هوا به ازای هر تن تبرید 300 فوت مکعب در دقیقه خواهد بود.

بنابراین برای چیلر های جذبی که دبی اب برج خنک کننده برای ان ها بین 3.6 تا 4.5 گالن بر دقیقه به ازای  هر تن تبرید است، هوای مورد نیاز تغذیه برج را می توان به ازای هر تن تبرید ظرفیت چیلر در حدود 360 تا 400cfm  در نظر گرفت.

بازده برج خنک کننده

بازده برج از طریق رابطه زیر تعیین می شود :

100  *      =  بازده

مقدار اب جبرانی برج خنک کننده

مقدار تبخیر اب برج خنک کن تقریبا 2 گالن در ساعت به ازای هر تن تبرید در نظر گرفته می شود.

اب تخلیه شده از طریق زیر اب کشی نیز تقریبا 2 گالن در ساعت به ازای هر تن تبرید منظور می شود.

بنابراین مقدار اب جبرانی برج 4 گالن در ساعت به ازای هر تن تبرید یا تقریبا 2.5 درصد اب در گردش براورد می شود.

برج خنک کننده وسیله ای برای سرد کردن آب است که از آب خنک شده آن به صورت مستقیم و غیر مستقیم برای انتقال حرارت استفاده می‌شود. در برج خنک کننده، قطرات آب که در برج خنک کننده جریان می‌یابند در اثر تماس با هوا به صورت جزیی تبخیر شده و باعث خنک شدن آب جریان یافته درون برج خنک کننده می‌شود. نمونه بسیار ساده از برج خنک کننده کولر آبی است. در کولر آبی، آب توسط خروجی‌ها روی پوشال‌های کولر جریان می یابد و هوا به صورت متقاطع به داخل کولر آبی مکش داده می‌شود که در نتیجه آن هوا در اثر برخورد با قطرات آب خنک شده و باعث خنک شدن فضای خانه می‌شود.

برج خنک کننده در واقع آب گرم شده که کندانسور را خنک می‌کند و آن را دوباره برای استفاده در کندانسور توسط پمپ سیرکولاتور به کندانسور برگشت می‌دهد. برجهای خنک کننده بسیار متنوع اند و در هر جایی که نیاز به خنک کردن باشد، از منازل مسکونی تا مجتمع‌های پتروشیمی کاربرد دارند. برج‌های خنک کننده معمولا در سه نوع جریان مستقیم و جریان متقاطع ساخته می‌شوند که در ادامه توضیح داده خواهد شد:

 

1-برج خنک کننده با جریان مخالف

  در این نوع برج خنک کننده جریان آب توسط آب پاش از بالای برج خنک کننده به پایین سرازیر می‌شود. جریان هوا توسط فن از پایین مکیده شده و به سمت بالا حرکت می‌کند. با این کار روند تبخیر جزیی و در نتیجه آن سرد شدن آب سریع تر اتفاق می‌افتد. بعد از خنک شدن آب داخل برج خنک کننده، آب خنک شده داخل تشت هایی که در زیر برج خنک کننده تعبیه شده است جمع شده و به پشت پمپ سیرکولاتور هدایت می‌شود. پمپ سیرکولاتور، آب خنک شده را برای استفاده مجدد به کندانسور انتقال می‌دهد و این فرآیند به صورت چرخشی ادامه می‌یابد. از آنجا که طی این فرآیند مقداری آب تبخیر می‌شود، باید مقداری آب به فرآیند اضافه شود که اصطلاحا به آن آب جبرانی ( make up ) گفته می‌شود. آب داخل تشتهای زیر برج خنک کننده توسط یک شناور مانند شناور کولرهای آب کنترل می‌شود. معمولی این برج ها به صورت اختلاط مستقیم کار میکند. یعنی آبی که از بالا به پایین ریخته میشود و در تماس با هوای اطراف هست داخل کندانسور چیلر یا هر دستگاه دیگر وارد میشود. این برج‌ها بازده بسیار بالاتری نسبت به برج خنک کننده با جریان متقاطع را دارند.

 

2-برج خنک کننده با جریان متقاطع

جریان متقاطع

در این نوع برج خنک کننده، آب از بالا به پایین ریخته می‌شود و هو به صورت افقی در برج خنک کننده جریان می‌یابد تا تبخیر جزیی باعث خنک شدن آب برج ش

ود. در بقیه موارد، سیستم برج خنک کننده با جریان متقاطع شبیه برج با جریان مخالف است. اختلاف دمای آب ورودی و خروجی برج خنک کننده نزدیک به 10 درجه فارنهایت یا حدودا 6 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می‌شود. معمولا برای اینکه این جریان را به وجود بیاورند، دراطراف برج خنک کننده محفظه‌های ورود هوا را در نظر می‌گیرند و در بالا فن گذاشته می‌شود وهوا از بغل وارد سیستم می‌شود. بیشتر برج‌های خنک کننده موجود در بازار از این نوع هستند.

3- برج خنک کننده با جریان موازی

برج خنک کننده با جریان متقاطع

در این نوع برج، جریان هوا و جهت حرکت آب با یکدیگر یکی است. مثلا زمانی را در نظر بگیرید که فن در پایین قرار دارد و هوا نیز از بالا به سمت پایین می‌آید. در اینحالت برج را با جریان موازی یا Parallel می‌نامند.

تقسیم بندی برج خنک کن از جهت نوع همرفت

 برج های خنک کن از نظر همرفت، به دو گروه جریان طبیعی یا اجباری تقسیم بندی کرد. در برج‌هایی که با جریان طبیعی کار می‌کنند معمولا جریان را به صورت جریان مخالف در نظر می‌گیرند و در نهایت با گرم شدن هوا و همرفت طبیعی، این نوع عمل انجام می‌گیرد. در نوعی که همرفت به صورت اجباری .هست، از فن برای خنک کردن هوا استفاده می‌شود که با بالاتر رفتن دبی، بازده برج نیز بالا میرود.

انتخاب برج خنک کننده

بعد از اینکه نوع برج را انتخاب کردیم، که به چه صورت باشد، با توجه به کاتالوگ شرکت سازنده باید به انتخاب برج خنک کننده پرداخت. برای انخاب برج خنک کننده، 4 عامل بسیار تاثیر دارد.

  • دبی آبی که باید سرد شود
  • دمای آب ورودی به برج خنک کننده
  • دمای آب خروجی از برج خنک کننده
  • دمای مرطوب هوای ورودی به برج خنک کننده (که از اطلاعات هواشناسی به دست می‌آید.)
  • ارتباط این 4 عامل به صورت پارامترهای مختلفی درمی آید که به آن می پردازیم

دمای دامنه

ابتدا باید دمای دامنه را به دست آورد. دمای دامنه برابر با دمای آب ورودی منهای آب دمای آب خروجی است.

T(Range)=T_in –  T_out

دمای نزدیکی

دمای نزدیکی برابر است با دمای آب خروجی منهای دمای حباب تر هوای موجود در محیط است.

 T(Approach) = T_out – T_WB

دلیل اینکه این دما را دمای نزدیکی نامیده اند این است که ما در نظر داریم تا حد امکان آب را به دمای مورد نظر برسانیم. و این میزان را باید از ابتدا در نظر بگیریم

توجه

برج خنک کننده، در واقع کامل کننده یک سیکل تبرید است. در سیکل تبرید، در اواپراتور گرما از آب سیستم سرمایش گرفته شده و در کندانسور به آبی که توسط برج خنک کننده تامین می‌شود پس می‌دهد. در این میان کمپرسور هم کار انجام داده و این انرژی نیز تبدیل به گرما می‌شود. پس با توجه به ضریب کارایی چرخه تبرید، به ازای هر تن تبرید و با ضریب کارایی 4 که یک ضریب معمول است، باید 1.25 تن تبرید برای سیستم برج خنک کننده در نظر گرفته شود. البته این مقدار تحت شرایط زیر قابل قبول خواهد بود.

دمای آب ورودی برابر با 95 درجه فارنهایت ( 35 درجه سلسیوس)

دمای آب خروجی برابر با 85 درجه فارنهایت (30 درجه سلسیوس)

دمای حباب تر برابر با 89 درجه فارنهایت (25.5 درجه سانتیگراد)

گروه فنی و مهندسی کلیک صنعت طراح ، سازنده و فروشنده انواع برج خنک کننده فایبرگلاس و چوبی با کادر مجرب خود در امر برآورد ظرفیت حرارتی برج های خنک کن ساختمان های اداری و تجاری بزرگ و کوچک نیاز شما را در امر طراحی سیستم های سرمایشی ساختمان خود به طور کامل برآورده می‌سازد . برای تماس با مشاوران کلیک صنعت به قسمت اطلاعات تماس مراجعه فرمائید.

طراحی برج های خنک کننده در دو دسته بندی زیر قرار می گیرند. این مصارف عمدتا در کارخانه جات و مجتمع های مسکونی بر اساس نوع و محل قرار گرفتن کار و سلیقه کارفرمایان گوناگون است

1- برج خنک کننده مکعبی

2- برج خنک کننده استوانه ای

اصول عملکرد برج خنک کننده

برج های خنک کننده کلیک صنعت با ایده گرفتن از طرح مشهور Sulzer آلمان و با توجه به امکانات و نیازهای داخلی طراحی و ساخته شده اند. در طرح این شرکت مهمترین اصلاح، ایجاد دریچه بازدید و سرویس در این برج ها بوده که متاسفانه در طرح اصلی وجود ندارد.

بدنه برج خنک کننده

قطعات کامپوزیتی بدنه توسط پیچ و مهره ضد زنگ به یکدیگر متصل شده و بدنه یکپارچه صلب برج خنک کننده کلیک صنعت را می‌سازد. بدنه برج طوری طراحی شده که تحمل فشار باد با سرعت 21m/s و ارتعاشات ناشی از الکتروموتور و پروانه را دارد. کلیه قطعات کامپوزیتی از رزین ISO ضربه پذیر و پوشش NPG مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و عوامل جوی ساخته می‌شوند.

تشت برج خنک کننده

تشت به صورت یک پارچه صلب و تقویت شده از جنس کامپوزیت با پوشش NPG از داخل و خارج، مقاوم در برابر خوردگی و اشعه ماوراء بنفش می‌باشد. تشت طوری طراحی شده که به اندازه کافی ستون آب وجود داشته باشد تا پمپ هوا نگیرد و هنگام خاموش شدن پمپ سر ریز نکند.

سطوح خنک کننده

برج های خنک کننده کلیک صنعت قابلیت انواع مختلف پکینگ را دارند. پکینگ های FILM TYPE با عمق شیار های مختلف از جنس PP و PVC و همچنین پکینگ های SPLASH مانند SPLASH TUBE از جنس پلی اتیلن سنگین (HDPE) تحویل نمود که عمر طولانی و تحمل دما تا 85 درجه سانتی گراد و فواصل مناسب آن باعث می‌شود که بهترین گزینه برای آب های سخت و چرب باشد.

سطوح خنک کننده طوری طراحی شده اند که حداکثر تماس آب و هوا حاصل و بهترین امکان انتقال حرارت و جرم صورت پذیر و بیشترین سطح را برای واحد حجم در اختیار ما قرار می‌دهد.

فن (Fan) و پره های فن (Fan Blades) برج خنک کننده

فن های چند پره آکسیال ، قابل تنظیم ، ضد خوردگی و سبک، برای جابجایی حجم زیادی از هوا با حداقل مصرف انرژی و حداقل صدا طراحی شده اند که از مشخصه های بارز برج های خنک کننده کلیک صنعت می‌باشد. فن ها بالانس استاتیکی و دینامیکی شده و باعث حرکت آرام و عمر بیشتر یاتاقان ها می‌گرداند. فن های قایبرگلاس آیرودینامیک بنا به درخواست خریدار قابل ارائه می‌باشد ، که این فن ها صدای فوق العاده کم و مقاومت عالی در برابر خوردگی دارند.

الکتروموتور (Fan Drive Motor) برج خنک کننده

الکتروموتور برج های خنک کننده کلیک صنعت همگی دارای کلاس حفاظتی IP55 و عایق حرارتی F می‌باشند.

سیستم توزیع آب (Water Distribution System) برج خنک کننده

از ویژگی های برجسته برج های خنک کننده کلیک صنعت استفاده از نازل های NON-CLOGGING و از جنس HDPE یا ABS می‌باشد.

الیمیناتور قطرات رانشی (Drift Eliminator) برج خنک کننده

الیمیناتور از جنس PVC با ضخامت 600 میکرون با سه مسیر تعویض هوا طوری طراحی شده اند که فرا قطرات آب به کمتر از 0.002 می‌رسد.

برچسب ها

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *