ساختمان برج های خنک کننده

ما در این مقاله سعی می کنیم تا به طور دقیق به پرسش برج خنک کننده چیست پاسخ دهیم و طرز کار این دستگاه را بررسی و نیز مزایا و معایب انواع آن را نسبت به هم مقایسه کنیم و به نکات مهم مربوط به مشخصات فنی و قیمت آنها اشاره نماییم.

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده دستگاهی برای کاهش دمای آبگرم است. طرز کار برج خنک کننده بر اساس تماس مستقیم یا غیر مستقیم آبگرم و هوا و در نتیجه انتقال حرارت اضافه آب به هوای اتمسفر بنا نهاده شده است. در واقع برج خنک کننده یک نوع مبدل حرارتی است که در آن هوای اتمسفر و آبگرم در اثر تماس مستقیم یا غیر مستقیم با یکدیگر تبادل حرارتی انجام داده تا دمای آب کاهش یابد. در واقع دستگاه برج خنک کننده حرارت اضافه آب را گرفته و به هوای اتمسفر منتقل می کند. این دستگاه ها در اشکال و سایزهای مختلف از مدل های کوچک تا بسیار بزرگ با قابلیت حذف هزاران Btu انرژی گرمایی از آب ساخته می شوند که در ادامه ساختار ، طرز کار ، کاربرد و انواع آنها را بیان و مزایا و معایب و قیمت آنها را بررسی و مقایسه می کنیم.

مقایسه انواع پر کاربرد برج های خنک کننده

منظور از مدار باز این است که آبگرم و هوا تماس و برخورد مستقیم با هم دارند (به خاطر همین تماس مستقیم است که این دستگاه راندمان بالایی دارد) و در نتیجه قسمتی از آبگرم تبخیر شده و به همراه هوا از دستگاه برج خنک کن خارج می شود و بنابرین در این نوع از برج ها مصرف آب خواهیم داشت. همچنین از نوع مدار باز نمی توان در مناطق با آب و هوای مرطوب استفاده کرد زیرا وقتی رطوبت هوای محیط بالا باشد، راندمان دستگاه برای خنک کردن آبگرم شدیدا افت می کند. در تصویر زیر، ساختار برج خنک کننده مدار باز با اجزای اصلی آن نشان داده شده است. ساختار برج خنک کننده مدار باز یا همان تر (مرطوب) شامل قطعات اصلی زیر است :

بررسی طرز کار برج خنک کننده مدار باز طرز کار برج خنک کننده تر (مدار باز) بدین شکل است که آبگرم با پمپ به سیستم توزیع آب موجود در بالای برج ارسال می گردد. آب توسط افشانک هایی (Nozzles) از قسمت بالا بر روی پکینگ برج خنک کننده تزریق می شود. همزمان با آن، هوا از طریق لوورهایی (ورودی های هوا) از قسمت پایین و کنار برج توسط فن به طرف بالا کشیده می شود و هوا با آبگرم تماس و برخورد مستقیم پیدا می کند. در اثر این تماس، هوا گرمای آب را گرفته و در نتیجه آب سردتر در پایین برج جمع می گردد و از طریق دریچه ای از پایین دستگاه برج خنک کننده خارج می شود تا مجددا به دستگاه صنعتی یا تهویه (چیلر) مورد نظر رفته و عمل خنک کاری را در آن انجام دهد.

همزمان با آن، هوا که گرم شده از قسمت بالایی برج خارج می شود. در ضمن در اثر برخورد آب با هوا، بخشی از آب بخار شده و به همراه هوا از بالای برج خارج می گردد و به همین خاطر به آن مدار باز گفته می شود. اگر بخواهیم به مهمترین مزایا و برتری های این نوع اشاره کنیم باید گفت که اولا ارزان قیمت است (در مقایسه با نوع مدار بسته) و دوما اینکه راندمان بالایی دارد و نسبت به نوع مدار بسته بیشتر می تواند دمای آبگرم را کاهش دهد. از معایب آن هم می توان به ایجاد بستری برای رشد میکروارگانیسم ها در آب و مشکلات ناشی از این آلودگی ، مصرف آب و نیاز به تصفیه آب (برای جلوگیری از رسوب املاح) اشاره کرد.

2 . برج خنک کننده مدار بسته (یا همان خشک یا هوا خنک) منظور از مدار بسته این است که آبگرم و هوا تماس و برخورد مستقیم با هم ندارند و در نتیجه قسمتی از آبگرم تبخیر نشده و به همراه هوا از دستگاه خارج نمی شود و بنابرین در این نوع از برج ها مصرف آب نخواهیم داشت و به همین دلیل به آن مدار بسته گفته می شود. در واقع آبگرم از درون یک سری لوله به نام کویل عبور کرده و هوا هم از سطح پیرامونی لوله ها و توسط فن دمیده می شود تا حرارت اضافه آبگرم از جداره لوله ها (لوله ها معمولا از جنس مس هستند تا انتقال حرارت بالایی داشته باشند) به هوا منتقل شود. از این نوع می توان در هر شرایط آب و هوایی استفاده نمود و همچنین به جای آبگرم می توان هر نوع گاز یا مایع داغ دیگری را از درون لوله ها عبور داد و آن را خنک نمود.

در ضمن اینکه در حداکثر کاهش دمای آبگرم توسط این دستگاه محدودیت وجود داشته و این دستگاه حداکثر می تواند 5.5 درجه سانتی گراد دمای آبگرم را کاهش دهد. این ها معایب نوع مدار بسته بودند ولی از مزایا و نکات مثبت آنها می توان به عدم مصرف آب ، عدم نیاز به پاکسازی و فیلتراسیون آب و نیز عدم ایجاد رسوب در دستگاه اشاره کرد. طرز کار نوع مدار بسته و مقایسه آن با نوع مدار باز مطابق شکل زیر طرز کار برج خنک کننده خشک (مدار بسته) بدین شکل است که آبگرم یا هر گاز یا مایع داغ دیگری که قرار است خنک شود ، وارد ردیفی از لوله ها (کویل) شده و همزمان هوا توسط فن از سطوح پیرامونی کویل مکیده می شود تا حرارت را به خود جذب و به هوای اتمسفر منتقل کند.

اکنون که به سوال برج خنک کننده چیست؟ پاسخ دادیم و ساختار و طرز کار 2 نوع پر کاربرد آن را بررسی کردیم سوالی که مطرح می شود این است که از کدام یک از آنها در یک پروژه خاص باید بهره ببریم.  در پاسخ باید گفت که در هر جا که آب تمیز (آب بدون املاح یا با املاح بسیار کم) و به مقدار فراوان در دسترس باشد و در صورتی که آب و هوای آن منطقه شرجی نباشد بهتر است که از نوع تر یا همان مرطوب استفاده کنیم زیرا هم قیمت آن کمتر است و هم راندمان آن بیشتر. ولی اگر در جایی آب منطقه املاح زیادی داشت و یا به فراوانی در دسترس نبود و یا در مناطقی که آب و هوا شرجی بود بهتر است که از نوع خشک یا همان هوا خنک استفاده شود زیرا که این مدل مصرف آب ندارد و در نتیجه از رسوبات آب در امان است.

همچنین دیگر نیازی نیست تا دستگاه های تصفیه کننده آب و سختی گیر در مسیر نصب شود (که قیمت اولیه سیستم را نیز بالا می برد) زیرا آبی که در این نوع جریان می یابد تا توسط هوا خنک شود آب مقطری است که فقط یک بار در دستگاه شارژ می شود و سرویس های دوره ای بسیار کمتری نیاز دارد. نکته اینکه برج خنک کن دستگاهی است که به طور گسترده در صنعت و نیز در خنک کاری آب کندانسور چیلرها کاربرد دارد و تا حدی خاص (به توجه به دمای هوای منطقه ای که در آنجا نصب شده است) می تواند عمل خنک کاری را انجام دهد.

طراحی ، تولید ، فروش و استعلام قیمت

شرکت ماخ ، طراح و سازنده انواع سیستم های خنک کننده از جمله دستگاه پکینگ رندوم اسپلش ، انواع مبدل های حرارتی ، درای کولر ، چیلر و غیره برای صنایع مختلف است. محصولات شرکت ما با کیفیت بالا و مطابق با استانداردهای روز طراحی و تولید شده و به طور مستقیم از کارخانه و با قیمت مناسب به فروش می رسند. ممکن است هر دستگاه خنک کننده ای دارای مزایا و معایب خاص خود باشد که باید مناسب ترین دستگاه برای هر پروژه ای انتخاب گردد. انتخاب دستگاهی نامناسب هزینه های اولیه و جاری را بر مصرف کننده تحمیل خواهد کرد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع سیستم های خنک کننده و گرمایشی، انتخاب مناسب ترین دستگاه برای پروژه خود و نیز استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید. برج خنک کننده خانگی اصطلاحی است که برای برج‌های خنک کن نصب شده در واحدهای مسکونی و اداری به کار می‌رود، ولی در حقیقت هیچ نوع تفاوتی میان برج خنک کن خانگی و دیگر برج های خنک کننده وجود ندارد.  کولینگ تاور دستگاهی است که در ساختمان مسکونی آب گرم با دمای حدود 40 درجه سانتیگراد را به دمای حدود 30 درجه سانتیگراد خنک می‌کند. در برخی از واحدهای مسکونی و اداری جهت خنک کردن هوا در تابستان از چیلر و برج خنک کن استفاده می‌شود.

انتخاب برج خنک کننده خانگی

برای انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب گزینه‌های زیادی وجود دارد. یک نوع آن سیستم شامل چیلر و برج خنک‌کننده است. چیلر با عملیات مکانیکی گرمای ساختمان را دریافت و به آب در حال جریان در کولینگ تاور منتقل می‌کند و برج خنک کن با تبخیر آب گرما را به اتمسفر انتقال می‌دهد. در سیستم‌های خنک‌کننده خانگی، برج خنک کن جهت خنک‌سازی چیلر به کاربرده می شود و عملکرد مداوم چیلر را با دفع گرما امکانپذیر می سازد.

خانگی به پارامترهای مختلفی از جمله منطقه جغرافیایی محل نصب دستگاه، ظرفیت چیلر و مقدار زیربنای یک ساختمان وابسته است. در محاسبات سرانگشتی برج خنک کننده در تهران برای ساختمان‌های مسکونی به ازای هر 40 متر مربع یک تن چیلر و برای ساختمان‌های اداری برای هر 30 متر مربع یک تن چیلر در نظر گرفته می‌شود. به طور مثال در ساختمانی با زیربنای 1500 متر مربع واقع در خیابان میرداماد نیاز به 37.5 تن تبرید چیلر می‌باشد که برای این ظرفیت چیلر، برج خنک کن با ظرفیت 50 تن تبرید پیشنهاد می‌شود.

در حقیقت هیچ نوع تفاوتی میان برج خنک کن خانگی و دیگر برج های خنک کننده وجود ندارد. کولینگ تاور دستگاهی است که در ساختمان مسکونی آب گرم با دمای حدود 40 درجه سانتیگراد را به دمای حدود 30 درجه سانتیگراد خنک می‌کند. تهویه مطبوع در ساختمان تهویه مطبوع در ساختمان به طور دقیق عبارت است از فن‌آوری رساندن شرایط دمای داخل ساختمان به شرایط استاندارد یا آسایش مطلوب. شرایط می‌تواند شامل کیفیت هوا، دما، رطوبت و فشار باشد. طراحی سیستم تهویه مطبوع را مهندس مکانیک با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و اصول انتقال حرارت انجام می‌دهد.