کولینگ تاور – سازنده و طراحی انواع کولینگ تاور

کولینگ تاور چیست ؟

کولینگ تاور (برج خنک کننده ) نوع خاصی از مبدل های حرارتی است که شرایط تماس آب و هوا را ایجاد کرده تا دمای آب کاهش یابد .

بطور خلاصه ، هدف کولینگ تاور  خنک کردن آبی است که توسط تجهیزات و فرآیندهای صنعتی گرم می شود . به طور کلی کار آن خنک کردن آب می باشند کولینگ تاور بنحوی که گرمای تولید شده توسط کندانسور را به محیط آزاد منتقل میکند . کولینگ تاور آب گرم خروجی از کندانسور به بالای خنک کن پمپ می شود و از آنجا به تشتک کولینگ تاور میریزد . آب گرم شده برای خنک شدن به این دستگاه بازمی گردد . آب در آن به گردش در می آید و از بالای برج به طرف پایین ریخته میشود. این آب در حین سقوط از درون پوشش های داخلی کولینگ تاور با هوا برخورد کرده و گرمای خود را به هوا می دهد.

کولینگ تاور سیستم توزیع و پخش آبگرم دارند که آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم می پاشد. این شبکه ها آکنه یا پر کننده نامیده می شود. آکنه ها آب سرازیر شده از بالای برج را باهوایی که از میان آن حرکت می کند کاملا مخلوط کرده به طوری که آب به صورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود میریزد . هرچند در این برج ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب به هوا وجود دارد ولی تقریبا اثر خنک کنندگی تماما از تبخیر قسمتی از آب اسپری شونده در برج حاصل میشود . بخار حاصل از فرایند تبخیر در کولینگ تاور توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد میکند از کولینگ تاور خارج می شود.

با توجه به این که دما و رطوبت هوای عبوری از این سیستم افزایش می یابد بدیهی است که میزان تاثیر دستگاه تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد و با کاهش آن افزایش می یابد .

کولینگ تاور

عوامل دیگری که عملکرد کولینگ تاور را تحت تاثیر قرار می دهند عبارت اند از :

1. سطح و زمان تماس آب با هوا

2. سرعت هوای عبوری از کولینگ تاور

3. جهت جریان هوا نسبت به سطح تماس با آب

میزان سطح تماس آب با هوا درون کولینگ تاور شامل :

سطح آب در تشتک
کلیه سطوح خیس شده
سطح کل قطرات آب پاشیده شده در

می شود.

یک سوال : کولینگ تاور تا چه حد توانایی دارد دمای آب را پایین بیاورد؟

از نظر تئوری پایین ترین دمای قابل حصول برای آب در این دستگاه دمای مرطوب هوای ورودی می باشد که در آن شرایط هوای خروجی از بخار آب اشباع خواهد بود ولی اغلب دمای آب خروجی از برج 4 تا 5.5 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب هوای ورودی می باشد. بنابراین هوای خروجی از کولینگ تاور همواره مقداری از حالت اشباع پایین تر خواهد بود.

نکته هم در خصوص انتخاب نوع کندانسور : دمای مرطوب هوای ورودی دستگاه هر چه کمتر باشد راندمان کولینگ تاور افزایش می یابد بنابراین در مناطق مرطوب کندانسور آبی مقرون به صرفه نیست و از کندانسور هوایی استفاده میشود .

طراحی و سازنده کولینگ تاور

طراحی و ساخت کولینگ تاور نیاز به داشتن دانش و تخصص کافی دارد. بسیاری از شرکتهای داخلی صرفا سازنده کولینگ تاور هستند. این شرکت ها بدون در نظر گرفتن شرایط طراحی و صرفا بر اساس ابعاد و اندازه های شرکتهای خارجی اقدام به ساخت کولینگ تاور می کنند. به دلیل عدم طراحی بر اساس شرایط محیطی، بسیاری از شرکت های سازنده اقدام به ساخت سیستمهایی با ظرفیت مازاد بین 50 تا 200 درصد ظرفیت واقعی می کنند. بدیهی است که این شیوه طراحی کولینگ تاور علاوه بر هدر رفت منابع و سرمایه، از ضریب اطمینان پایینی در عمل برخوردارند. شرکت مهتاب گستر با بهره گیری از کادری متخصص و مجرب بر اساس داده های واقعی فرآیند، اقدام به طراحی و ساخت انواع کولینگ تاور  مخروطی و مکعبی می نماید. کارشناسان شرکت مهتاب گستر با شماره تماس 02166706377 پاسخگوی کارفرمایان و صنعتگران جهت طراحی هر نوع کولینگ تاور می باشند .

شرکت مهتاب گستر مجری و سازنده انواع کولینگ تاور در ایران می باشد . تمامی مراحل طراحی و تولید در این شرکت انجام میشود از کولینگ تاور های هیبریدی تا پتروشیمی در این شرکت طراحی و ساخته شده اند ، جهت خرید کولینگ تاور شرکت مهتاب گستر می توانید با شماره های قرار گرفته در وب سایت استفاده نمایید . کارشناسان ما هفت روز هفته آماده ی پاسخگویی به سوالات شما می باشند پس همین حالا با کارشناسان ما در تماس باشید .

اجزای اصلی کولینگ تاور

بدنه و پوسته casing – frame : اغلب کولینگ تاور ها در ساختار خود بدنه ای دارند که آنها را محافظت می کند و موتورها ، فن ها و دیگر اجزا را پوشش می دهد.

واسطه های انتقال حرارت Fill: درون هر دستگاه واسطه انتقال حرارت وجود دارد که لاپرکن با آکنه نامیده میشود. وظیفه این قطعات فقط این است که قطرات آب را به ذرات ریز تر تبدیل کنند و سطح انتقال حرارت را افزایش دهند تا انتقال حرارت بین آب و هوای ورودی به سادگی انجام شود. بیشتر از چوب یا پلاستیک ساخته شده اند . آکنه ها باید طوری انتخاب شوند تا هم سطح تماس و هوا برای نسبت های بالای انتقال حرارت و انتقال جرم مناسب باشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند. آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقوام باشند. دو نوع آکنه که در کولینگ تاور استفاده می شود عبارت اند از : ترشحی و فیلمی

پر کننده ترشحی splash packing : در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها و پخش به صورت قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیعی می نماید . از آنجایی که قطرات آب همواره پیوسته بوده و وزن سنگین دارند اینو نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.

پرکننده فیلمیFilm Packing : در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می آید و به طرق گوناگونی می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد.

حوضچه آب خنک cold water basin : حوضچه آب خنک در پایین برج قرار دارد . آب خنکی که از پخش کننده ها فرود می آید را جمع آوری میکند . حوضچه اغلب یک چاهک برای تخلیه آب خنک دارد . در بیشتر برج ها حوضچه آب خنک در زیر تمام سینی ها قرار دارد.

قطره برگردانها یا حذف کننده ها drift eliminator : آنها قطرات آب موجود در بخار را به تله می اندازند تا وارد اتمسفر نشوند . به این وسیله از خارج شدن قطرات آب به وسیله کشش هوا از برج جلوگیری می کند. تیغه ها معمولا طوری نصب می شوند که با سطح افق زاویه ای در حدود 45 درجه بسازد. جنس این تیغه ها از چوب ، فلز یا پلاستیک ممکن است ساخته شده باشد .

ورودی هوا air inlet : دریچه ای برای ورود هوا به کولینگ تاور وجود دارد. ورودی هوا ممکن است در طرح های متقاطع در اطراف بالا قرار داشته باشد یا مثل طرح های متقابل در کف یا قسمت پایین کولینگ تاور قرار گیرد.

کرکره ها louvers : معمولا با جریان متقاطع دارای کرکره های ورودی هستند که وظیفه آنهاست که جریان هوا را به طور یکنواخت روی سینی ها پخش کند و آب را نگه دارند. بعضی طرح های با جریان متقابل کرکره لازم ندارند.

نازل ها nozzles: آب را به صورت اسپری روی سینی ها می پاشد . توزیع یکنواخت آب روی سینی ها باعث می شود سطوح سینی ها به خوبی خیس شوند. نازل ها می توانند ثابت باشند و طرح های اسپری مربعی یا گرد داشته باشند یا قسمتی از یک جز دوار باشند که در کولینگ تاور متقاطع دیده می شود.

فن هاfans : روی بدنه کولینگ تاور سوار می شود و آبی را که از بالای برج توسط نازل ها روی صفحه پایینی پاشیده می شود خنک می کند. فن جریان محوری سانتریفیوژی در برج خنک کن استفاده می شود. معمولا در برج های با جریان هوای دمیده شده از فن محوری و در کولینگ تاور با جریان هوای مکیده شده از هر دو نوع فن های محوری و سانتریفیوژی استفاده میشود.

فلز مربوط به پوشش موتور باید به پوشش موتور باید به منظور یافتن علامت خوردگی بررسی شود و پیچ هایی که موتور را به اسکلت اصلی متصل می کنند باید از نظر محکم بودن و سفتی مورد بررسی قرار گیرند. هنگام کار کردن فن به صدای آن با دقت گوش کنید تا صدای یاتاقان های فرسوده و برخورد پره های فن به پوشش محافظ را بشنوید.

کولینگ تاور  در شکل و انواع مختلف ساخته و دسته بندی می شود.

انواع کولینگ تاور

انواع کولینگ تاور از نظر جهت جریان هوای سرد با آب گرم:  از نظر جهت جریان هوا در سه گروه جریان مخالف و جریان متقاطع و جریان موافق طبقه بندی می شوند.

کولینگ تاور جریان متقاطع (Cross flow)

در این نوع از برج ها ، عبور جریان آب از پکینگ مدیا بصورت عمودی می باشد و هوا بصورت افقی در آب در حال پاشش جریان می یابد . به همین دلیل آن را جریان متقاطع (Cross flow) می نامند .

به دلیل جریان متقاطع دیگر نیازی به سیستم توزیع هوا وجود ندارد . در کولینگ تاور جریان متقاطع ، آب گرم از طریق لوله های ورودی به داخل تشتک آب ریز برج هدایت می شود و با استفاده از روزنه های موجود در تشتک بر روی پکینگ مدیا توزیع شده و در مجاورت هوا قرار گرفته و خنک می شود .

 کولینگ تاور جریان مخالف (Counter flow )

در فرآیند خنک کاری  با سیستم جریان مخالف ، هوا بصورت عمودی به سمت بالا و در خلاف جهت جریان آب در کولینگ تاور حرکت می کند . به دلیل جریان عمودی هوا ، امکان استفاده از تشتک در این برج ها وجود ندارد بنابر این آب گرم بعد از عبور از لوله های ورودی با استفاده از نازل ها تحت فشار بر روی پکینگ ها توزیع می شود و در مجاورت هوا قرار گرفته و خنک می شود . نازل ها با فاصله از هم تعبیه شده و خللی در عبور جریان هوا ایجاد نمی کنند .

طبقه بندی کولینگ تاور از نظر وزش هوای درون آن : اجباری با فن و طبیعی بدون فن

انواع کولینگ تاور از نظر نحوه چرخش فن : کولینگ تاور دارای فن گریز از مرکز و کولینگ تاور با فن جریان محوری

انواع  کولینگ تاور از نظر گردش آب درون کولینگ تاور یا عدم استفاده از آب: کولینگ تاور باز و کولینگ تاور بسته.

انواع کولینگ تاور از نظر ساختار : کولینگ تاور مکعبی، کولینگ تاور فلزی، کولینگ تاور ذوزنقه مارلی، کولینگ تاور چوبی و کولینگ تاور مکعبی و مخروطی فایبرگلاس

از نظر مدار بسته یا باز بودن: در کولینگ تاور مدار باز دمای آب در تماس مستقیم با هوا کاهش می یابد. شامل کلیه سیستمهای مورد استفاده در تاسیسات سرمایش و تهویه مطبوع ساختمانهای می شود. در اینگونه دستگاه ها، آب خنک کننده کندانسورها به طور مستقیم با هوای موجود در تماس قرار می گیرد و بخشی از ان تبخیر می شود.

کولینگ تاور هیبریدی

کولینگ تاور هیبریدی نوعی از کولینگ تاورهای مدار بسته است با این تفاوت که بخشی از عملیات سرمایش توسط سیکل مدار باز صورت می گیرد. در کولینگ تاور هیبریدی سیال فرآیندی در داخل کویل حرکت می کند و از بالا بر کویل آب پاشیده می شود. هم زمان هوا توسط فن به بالا مکیده می شود. در اثر تماس آب و هوا، بخشی از آب تبخیر شده و از کویل حرارت جذب می کند. بنابراین در سیستم هیبریدی دو شکل از انتقال حرارت صورت می گیرد. بخشی از انتقال حرارت از طریق هدایت از لایه مس به آب و بخشی دیگر از طریق تبخیر آب و جابجایی آن توسط هوا. معمولا در فصول گرم سال آب از طریق یک پمپ سیرکولاسیون که اصطلاحاً پمپ شاور نامیده می شود بر روی کویل پاشیده می شود. در شب هنگام و فصول سرد که دمای محیط کاهش محسوسی دارد دیگر نیازی به پاشش آب بر روی کویل نیست. به این دلیل به این نوع از کولینگ تاورها، کولینگ تاور هیبریدی می گویند. مهم ترین مزیت سیستم هیبریدی، صرفه جویی در مصرف آب و انرژی می باشد .

 کولینگ تاور فایبرگلاس

کولینگ تاور که مهتاب گستر به عنوان بزرگترین تامین کننده تجهیزات برودتی ، این محصول را با بالاترین کیفیت ارائه می کند . در طی مقالات قبلی توضیحات زیادی در مورد این دستگاه داده شده است و نوع های مختلف آن مورد بررسی قرار گرفته است . شما می توانید با مراجعه به قسمت مقالات  ، از این اطلاعات بهره مند شوید .

برج خنک کننده فایبر گلاس :

برج های خنک کننده ساخته شده از فایبر گلاس نسبت به برج های ساخته شده از متریال دیگر ، مزایای بیشتری دارند و در صنعت انتخاب رایجی محسوب می شوند .

فایبر گلاس  از الیاف شیشه ای بسیار ریز و یک رزین یا پلیمر ساخته شده که در برابر کمانش مقاوم بوده و بسیار محکم و با دوام است و همین ویژگی ها فایبر گلاس را به گزینه ای مناسب جهت ساخت کولینگ تاورهای صنعتی تبدیل کرده است . از کولینگ تاور ها برای تأمین خنک کننده یا از بین بردن حرارت ، آب و مایعات دیگر و هوا در داخل کارخانه های فرآوری و برخی ساختمان های بزرگ استفاده می شود. صنایعی مانند نیروگاه ها ، پالایشگاه های نفت ، تأسیسات تولید برق و تصفیه خانه ها همه از برج های خنک کننده برای کمک به حذف گرما استفاده می کنند.فایبرگلاس ماده ای مناسب در فرآیندی مانند خنک کاری است زیرا در برابر خوردگی مقاوم است. این مقاومت در برابر خوردگی در کولینگ تاور هایی که در سیستم های خنک کننده برای انواع سیالات شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند ، سودمند است. فایبرگلاس ماده ای است که تمیز کردن یا شستشوی آن نسبتاً آسان است. جهت الیاف را می توان به طور خاص طراحی کرد تا استحکام ساختاری در یک جهت یا مکان خاص ایجاد شود. فایبرگلاس علاوه بر اینکه یک ماده قوی است ، گزینه ای سبک برای ساخت کولینگ تاور  است. مواد دیگر مورد استفاده  در ساخت کولینگ تاور ها شامل فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و سرامیک است ، اما فایبرگلاس وزن  سبک تری نسبت به اینها دارد و برای بسیاری از سیستم های برج خنک کننده  ، وزن برج و ظرفیت سازه عامل مهمی است. به عنوان مثال ، یک برج HVAC ممکن است در پشت بام یک ساختمان بزرگ واقع شود که در این حالت وزن برج یک فاکتور طراحی است که باید مورد توجه قرار گیرد.همچنین ، کاهش وزن یک برج فایبرگلاس هزینه های مربوط به نحوه حمل و نقل و نصب را به حداقل می رساند. از دیگر مزایای استفاده از این انتخاب مواد در طراحی کولینگ تاور ، تطبیق پذیری فایبرگلاس به عنوان یک ماده ساختنی است ، یعنی  با هر نوع نیاز سفارشی می توان آن را قالب ریزی و با انواع مختلفی از بافت ها و رنگ ها ساخت . برج های ساخته شده از فایبرگلاس قادر به تحمل شرایط محیطی مانند وزش باد شدید ، درجه حرارت شدید و طوفان ها هستند .

وظیفه کولینگ تاور :

کولینگ تاور : (به انگلیسی : cooling tower) وظیفه و عملکرد کولینگ تاور ، خنک سازی است . این وسیله بسیار کاربردی مانند هر وسیله ی دیگر از کیفیت ساخت مختلفی برخوردار است .

توجه به این مهم که هر کولینگ ایی ، کولینگ تاور نیست باعث می شود تنها تعداد معدودی شرکت بتواند در این زمینه فعالیت کنند . کولینگ تاور شرکت ما از کیفیت ساخت بسیار بالایی برخوردار است که همین امر باعث می شود مشتریان وفاداری داشته باشیم .

اگر به صورت مختصر به تشریح گونه های آن بپردازیم . این طور بیان می شود که : 1- کولینگ تاور فایبرگلاس 2 –  فایبرگلاس مخروطی 3 – مکعبی 4 – مداربسته 5 – مدار باز و ….  برای اطلاعات بیشتر در مورد این سیستم با کارشناسان ما در ارتباط باشید .

کولینگ تاور

کولینگ تاور فایبرگلاس (fiberglass cooling tower) دارای وزن کم و خصوصیت های ویژه ای است که از جمله مهم ترین آنها ی توان به صدای کم کولینگ تاور و قدرت بالای فن کولینگ تاور اشاره کرد.

ذیلا به معرفی قطعات اصلی کولینگ تاور اعم از کولینگ تاور مخروطی یا کولینگ تاور مکعبی و سایر انواع کولینگ تاور می پردازیم.

معرفی قطعات اصلی کولینگ تاور | کولینگ تاور فایبرگلاس

اولین قطعه از قطعات اصلی کولینگ تاور – بدنه (فایبر گلاس – بتونی – فلزی)

بدنه کولینگ تاور، دارای چند نقش بسیار مهم در کولینگ تاور می باشد. اول اینکه بدنه به عنوان چارچوب اصلی بوده و  وظیفه تحمل نیروهای اصلی و نیروهای جانبی وارده بر  را بر عهده دارد. در عین حال بدنه باید ارتعاشات مربوط به فن کولینگ تاور و گیربکس را گرفته و از انتقال آن به پایه ها و یا سیستم لوله کشی جلوگیری نماید.

دوم اینکه بدنه به عنوان حفاظی است که اجازه پاشش آب به بیرون از آن را نمی دهد. به همین دلیل بدنه کولینگ تاور باید حتما از عایق بندی مناسبی برخوردار باشد.

در حالت کلی بدنه می تواند از سه جنس مختلف ساخته شود :

کولینگ تاور بتنی

بدنه بتنی : این حالت بیشتر در کولینگ تاور های صنعتی کاربرد داشته و به دلیل وزن و هزینه بالاتر در کولینگ تاورهای  مخروطی و کولینگ تاور مکعبی استفاده نمی شود . بنابراین استفاده از کولینگ تاور ببتنی پیشنها نمی گردد مگر در کاربرد بسیار صنعتی و پیشرفته . اما با این همه برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد کولینگ تاور بتنی حتما با کارشناسان مهتاب گستر در ارتباط باشید .

بدنه فایبرگلاس : این نوع بدنه به دلیل سبک بودن و مقاومت مناسب در کولینگ تاور مخروطی و کولینگ تاور مکعبی همچنین در کولینگ تاور مدار باز و کولینگ تاور مدار بسته  و برجهای خنک کن صنعتی استفاده می شود.

بدنه فلزی : استفاده از بدنه فلزی کاملا از مد افتاده  که دلیل اصلی عدم استفاده از ورق گالوانیزه در بدنه کولینگ تاور خوردگی بدنه در مجاورت آب می باشد و تنها در برخی از انواع آن جریان دمشی از بدنه فلزی استفاده می گردد.

دومین قطعه از قطعات اصلی کولینگ تاور پکینگ های یا صفحات لاملاء می باشد.

پکینگ مورد استفاده در کولینگ تاور بمنظور افزایش سطح تماس آب گرم با هوای خنک، مورد استفاده قرار میگیرد. جنس پکینگ کولینگ تاور می تواند PVC یا PP باشد. پکینگ PVC کولینگ تاور خشک بوده و دمای آب گرم تا °C48 را تحمل می نماید. پکینگ PP یا پلی پروپیلن (به انگلیسی : Polypropylene) نرم تر از پکینگ پی وی سی بوده و تا دمای °C85 را تحمل می نماید .

کولینگ تاور پتروشیمی

یکی از کاربردهای مهم کولینگ تاور در صنایع پتروشیمی می باشد. صنایع بالادستی و پایین دستی پتروشیمی به دلیل استفاده از آب جهت خنک کاری دستگاهها و تجهیزات نیاز مبرم به استفاده از کولینگ تاور دارند. حجم آب مصرفی بسیار بالا در صنایع پتروشیمی باعث استفاده روز افزون از این دستگاه در این صنایع شده است. شرکتهایی همچون پتروشیمی مارون، پتروشیمی خلیج فارس، ایلام، شازند ، امیرکبیر ، خراسان ، پتروشیمی تبریز  و ….. از جمله شرکتهایی هستند که کولینگ تاورهای مورد نیاز خود را از شرکت مهتاب گستر تامین می نمایند. شرکت مهتاب گستر به عنوان بزرگترین طراح، سازنده و مجری انواع کولینگ تاور های صنعتی قادر به تولید انواع کولینگ تاور در صنایع پتروشیمی می باشد.

کولینگ تاور

کولینگ تاور در صنعت سیمان

فرآیند تولید سیمان و فرآوری سیمان در دستگاه های میکسر و توربو میکسر نیازمند اختلاط آب سرد می باشد . آب سرد مورد نیاز در بسیاری از خط های تولید توسط کولینگ تاور در صنعت سیمان تعبیه می گردد . کولینگ تاور در صنعت سیمان عموما بر این اساس طراحی می شود که آب مورد نیاز جهت اختلاط با سیمان را تا حدود 25 درجه سانتی کراد کاهش دهد . در گذشته به جای آب سرد جهت اختلاط با سیمان از یخ به عنوان سرد کننده استفاده می شد که امروز به دلایل عدم توجیه اقتصادی و تامین سخت یخ از آب سرد خروجی کولینگ جهت خنک کاری و اختلاط با سیمان استفاده می شود .