انواع برج خنک کننده

در بخش های مختلف صنعتی همیشه یکی از مهمترین مسائلی که باید به صورت بسیار دقیق و علمی به آن توجه کرد مساله دفع حرارت تولید شده دستگاه های صنعتی می باشد. چرا که اگر فکری عملی برای این موضوع نشود به خاطر افزایش دما به صورت کنترل نشده خیلی زود شاهد آن خواهیم بود که به بخش های مهم و حیاتی آن واحد صنعتی آسیب ها و خسارت های سنگینی وارد خواهد شد.برای رفع این مشکل معمولا از انواع برج خنک کننده استفاده می کنند که می تواند براحتی و با توجه به نحوه عملکردش خیلی زود دمای دستگاه ها را کاهش داده و به حالت نرمال برساند.البته باید در هنگام اینکه می خواهیم از انواع برج خنک کننده برای خنک سازی استفاده کنیم به چند نکته توجه ویژه داشته باشیم

یکی اینکه ابعاد برج خنک کننده است که بر اساس وسعت و حجم واحد صنعتی می توان آنرا در نظر گرفت و دیگر مساله موقعیت جغرافیایی و آب و هوایی است که برای هر آب و هوا باید از یک نوع طراحی خاص استفاده نمود تا بیشترین راندمان کاری حاصل شود.

با توجه به فاکتورهای گفته شده می توان انواع برج خنک کننده را در سه دسته مرطوب-خشک و مرطوب و خشک قرار داد.هر کدام از این برج ها دارای مکانیزم و عملکرد منحصر به فرد خود هستند و برای اقلیم های اب و هوایی مختلفی نیز به کار می روند.از نوع مرطوب در محیط هایی که دسترسی به آب فراوان باشد می توان استفاده کرد و در واقع عامل اصلی خنک کنندگی نیز آب می باشد. در این روش احتیاج به حجم زیادی آب است و در واقع مصرف آب در روش مرطوب بسیار بالا بوده و به همین خاطر نمی توان از آن در محیط های کم آب و کویری استفاده کرد.
خنک کنندگی در این روش به خوبی صورت می گیرد اما باید بدانیم که در انواع برج خنک کننده مرطوب معایبی نیز نهفته است که می توان به پراکندگی آب در حین کار به محیط اطراف اشاره کرد. به همین منظور مجبور هستیم تا در هنگام طراحی و تایین محل قرار گیری برج آنرا در محلی دور از دسترس دیگر دستگاه های صنعتی قرار دهیم تا احتمال آسیب دیدن سایر دستگاه ها به خاطر پخش آب به محیط اطراف از بین برود.
در روش خشک با تغییراتی که در روند خنک سازی بوجود اورده اند عملا مانع تبخیر بیش از حد آب می شوند و از این حالت می توان در محیط های کویری و کم آب به خوبی استفاده کرد.در واقع در انواع برج خنک کننده خشک از جریان هوای سرد برای عمل خنک سازی استفاده می شود.و اما در حالت خشک و مرطوب در واقع تلفیقی از دو روش بالا بوده و سعی شده است تا مزایای دو روش در این مدل گنجانده شود.عمل خنک سازی در طی دو مرحله در این روش انجام می شود و ابتدا در حالت برج خشک و سپس در حالت برج مرطوب این عمل صورت می گیرید.

در یک تقسیم بندی دیگر می توان انواع برج خنک کننده را در دو دسته قرار داد. یکی برج خنک کننده با کشش طبیعی هوا می باشد و دیگری برج خنک کننده با کشش مکانیکی هوا.و باز هم اگر بخواهیم بیشتر به قضیه زوم کنیم و تقسیم بندی را ریز تر نماییم می توان دو دسته نام برده را به دو دسته دیگر به صورت زیر قرار داد:
برج های خنک کننده با جریان متقابل
برج های خنک کننده با جریان عرضی
در انواع برج خنک کننده که با کشش طبیعی هوا کار می کنند شامل قسمت هایی همچون استخرهای خنک کننده-استخرهای آبپاش هستند.. در استخرهای خنک کننده عمل خنک سازی توسط تماس آب با هوا در سطح استخر انجام می شود.قسمت دیگر خنک سازی نیز بوسیله تبادل حرارت و انتقال آن به دیواره ها و کف استخر رخ می دهد.ساخت این مدل کار آسانی بوده و تنها باید فضای وسیعی را به آن اختصاص داد و البته نمی توان از مخارج سنگین حفاری در این روش نیز چشم پوشی کرد.

خوشبختانه امروزه شاهد آن هستیم که در کشور عزیمان ایران از مرحله طراحی تا مرحله ساخت و تولید انواع برج خنک کننده با ابعاد مختلف و در مدل های مختلف به صورت کاملا بومی و توسط متخصصان داخلی انجام می شود.شرکت تهویه ارس نیز این افتخار را دارد تا با استفاده از کادری مجرب خدمات فوق را به شما عزیزان در سراسر کشور با بهترین کیفیت ممکن ارائه دهد.

تهویه مطبوع ساختمان

یکی از مهمترین بخش های هر ساختمان را می توان بخش تهویه مطبوع آن دانست.این بخش دقیقا می تواند بروی رفاه و آسایش انسان بسیار تاثیر گذار باشد چرا که در واقع عمل هوا رسانی چه برای فصول سرد و چه برای فصول گرم برای مکان های مختلف امری بسیار مهم و ضروری می باشد و شاید برای همین است که امروزه مبحث تهویه مطبوع ساختمان نسبت به گذشته بسیار به آن به صورت علمی و عملی پرداخته می شود.در واقع در معنای لغوی تهویه مطبوع یعنی هوا رسانی دلپذیر واین فرآیند شاخه ای از رشته مهندسی مکانیک محسوب می شود.

در واقع در بسیاری از کارخانجات نگه داری مواد غذایی مبحث تهویه مطبوع ساختمان جز مهم و لاینفک آن واحد تولیدی می باشد چرا که اگر امر هوا رسانی و تهویه خوب صورت گیرد در واقع تاثیر مثبتی بر ماندگاری بیشتر محصولات خوراکی و فاسد شدنی می گذارد.

با توجه به میزان حجم هوا رسانی و در واقع میزان کیفیت مورد نیاز برای تهویه مطبوع ساختمان می بایست از دستگاه هایی با ظرفیت مناسب استفاده کرد و در طول سال نیز مورد کنترل قرار گیرند.در واقع باید بدانیم که با چه روشی می خواهیم میزان بار بروی دستگاه را تخمین بزنیم و بر این اساس می توان راندمان واقعی ان را نیز محاسبه کرد و اگر نیاز بود از دستگاهی با حجم و ظرفیت بیشتر استفاده کرد.اصولا تهویه مطبوع شامل مواردی همچون سرمایش-گرمایش-رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا می باشد.ما در تهویه مطبوع ساختمان باید بتوانیم سه فاکتور رطوبت و دما و سرعت جربان هوا را تحت کنترل خود داشته باشیم و با کنترل این سه فاکتور می توان امیدوار بود که هوا رسانی به نحو احسن و مطبوع صورت می گیرد.

ما ممکن است از این دستگاه در محیط های مختلف بخواهیم استفاده کنیم بر همین اساس با توجه به نوع سیال این دستگاه ها را به سه دسته تقسیم بندی می کنند که عبارتند از:
۱- سیستم تهویه مطبوع تمام هوا ۲-سیستم‌های آب و هوا – آب ۳-سیستم تهویه مطبوع تمام آب 

در سیستم تهویه مطبوع ساختمان که از مدل هوا و آب استفاده می کنند در واقع مزیت ها و معایب روش های تمام هوا و تمام آب را در خود جای داده اند.گرمایش در این سیستم ها معمولا توسط آب انجام می شود و عمل سرمایش نیز توسط هوا رخ می دهد.عمل گرمایش توسط آب نیز به دو روش مختلف می تواند در یک سیستم تهویه مطبوع ساختمان صورت بپذیرد.در روش اول گرمایش با آب گرم که دارای دمای 70 تا 90 درجه می باشد انجام می شود. و در روش دوم نیز با اب داغ همراه با فشار قرار دادن کل سیستم انجام می شود که این عمل منجر به افزایش درجه حرارت آب تا 180 درجه خواهد شد.
و اما در سیستم تهویه مطبوع ساختمان که با روش تمام آب قصد هوا رسانی و ایجاد شرایط مطلوب را داریم باید بدانیم که نمی توانیم رطوبت هوا را با این روش تغییر دهیم اما شاید به دلیل اینکه تاسیسات آن دارای حجم کمی بوده و در نهایت هم هزینه راه اندازی آن کمتر از دیگر روش ها می باشد در بسیاری از مواقع بر دیگر سیستم ها ترجیح داده می شود.سیال ناقل در این سیستم در واقع حرارت و برودت آب است.آب در موتورخانه و یا دیگ آبگرم به درجه حرارات بالایی رسیده و برای گرمایش ساختمان در سرما مورد استفاده قرار می گیرد.عمل تهویه مطبوع ساختمان در فصل گرما نیز بدین صورت انجام می پذیرد که در موتورخانه از چیلر و یا آبسرد کن برای تهیه آب سرد کمک می گیرند واین آب به داخل کویل های مبدل حرارتی اتاق ها انتقال یافته با وجود یک فن می تواند براحتی هوا رسانی و خنک سازی محیط را انجام دهد.

در روش تهویه مطبوع ساختمان که به صورت تمام هوا صورت می گیرد مهمترین ایراد و ضعف آنرا می توان به حجم زیاد تجهیزات و کانال های انتقال هوا دانست.مانند روش تمام آب در روش تمام هوا در موتورخانه ها برای حالت سرمایی از چیلر و برای حالت گرمایی از دیگ آبگرم استفاده می کنند.برای انتقال هوای سرد و گرم تولید شده در این روش از دستگاه هایی به نام هواساز مرکزی استفاده می کنند.این دستگاه می بایست به دور از موتورخانه قرار گیرد و در محلی نزدیک به فضای مورد نظر برای تهویه هوا نصب شود.

پس تا اینجا مشخص شد برای عمل تهویه مطبوع ساختمان می توان از سه روش بالا استفاده کرد که باید دید بر اساس موقعیت جغرافیایی و میزان بودجه ای که برای این کار در نظر گرفته اید کدام روش برای شما می تواند مفید تر باشد.در یک نگاه کلی اگر بخواهیم اجزای یک سیستم تهویه مطبوع را نام ببریم می توان به :1-منابع حرارت 2-منابع برودت 3-مخزن انبساط 4-پمپ ها 5-دستگاه های رطوبت گیر 6 کویل ها اشاره کرد. در این باره سعی خواهیم کرد در مقالات بعدی بیشتر برایتان توضیح دهیم.

در یک نگاه کلی اگر بخواهیم اشاره ای به انواع برج خنك كننده کنیم می توان در سه دسته بندی زیر از آنها نام برد:

1-برج خنك كننده مرطوب
2-برج خنك كننده خشک
3-برج خنك كننده خشک و مرطوب
در واقع سه روش بالا هر کدام ارائه دهنده روش ها و مکانیزم های مختلفی برای ساخت نهایی دستگاه فوق ارائه می دهند.قبل از توضیحات بیشتر و شرح نحوه عملکرد این دستگاه ابتدا باید یک تصویر کلی نسبت به این دستگاه صنعتی داشته باشیم.

شاید برای بسیاری از شما این سوال پیش آید که اصلا چرا این روزها اینقدر سخن از برج خنك كننده زیاد شده است و هدف از استفاده آن در واحدهای مختلف صنعتی چیست؟

در واقع این دستگاه هدف اصلیش همانطور که از اسمش هم مشخص است خنک سازی و از بین بردن حرارت دستگاه های صنعتی است و برای رسیدن به این هدف از عوامل مختلفی کمک می گیرد که مهمترین آن آب می باشد.و البته نوع و ساختار طراحی خودبرج خنك كننده نیز بسیار در این امر تاثیر گذار خواهد بود.خوشبختانه الان همه مراحل طراحی و تولید این دستگاه بومی سازی شده و در کشور قادر به ساخت انواع مختلفی از این دستگاه ها هستیم که برای شرایط آب و هوایی گوناگون می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
در مورد برج خنك كننده مرطوب که در بالا نیز به آن اشاره کردیم درواقع مکانیزم عملکرد آن بدین صورت است از یک سیستم توزیع و پخش آب بهره می برد و همه چیز همین جا صورت می گرد.آب باید مسیری مشبک شکل را طی کند.در اصطلاح به این شبکه ها آکنه نیز گفته می شود.هوایی که در میان شبکه ها قرار دارد با آب درون شبکه مخلوط شده و در واقع بدین روش عمل انتقال دما از آب به هوا صورت می پذیرد.این عمل باعث می شود تا در نهایت آبی که از ابتدا وارد این شبکه ها شده تا زمانی که بخواهد از انتهای شبکه خارج شده و به حوضچه بتنی منتقل شود به اندازه کافی دمای خود را از دست داده باشد و خنک شود. و هوای گرم نیز به صورت بخار از بالای برج خارج می شود.
در این روش برج خنك كننده نیاز به مصرف آب بالایی دارد و طبعا نمی توان از این مدل برای تمام موقعیت های جغرافیایی کشور استفاده کرد.مثلا مناطق کویری و کم اب به هیچ نمی توانند محیط های مناسبی جهت به کارگیری برج خنك كننده مرطوب باشند و همین موضوع عاملی شد تا طراحان اقدام به ساخت مدلی دیگر با نام برج خنك كننده خشک شدند.در واقع در این روش ما باید کاری کنیم که از بخار شدن آب بر اثر گرما جلوگیری نماییم و به همین منظور طراحان آبی که در حال عبور از لوله های پره دار می باشد را در معرض هوای سرد قرار می دهند و در واقع گرمای آب را جذب هوای سرد خواهند کرد.در این مدل دیگر خبری از یخ زدگی که در شرایط خاص جوی در برج های مرطوب رخ می دهد نیست.

هر کدام از روش های بالا دارای نواقصی هستند مثلا در برج خنك كننده مرطوب مهمترین نقص پراکندگی آب به محیط اطراف است و همین امر موجب شده تا برای طراحی و قرار گیری در محیط صنعتی مشکلاتی را بوجود آورد.در مدل خشک نیز در زمان هایی که هوا گرم می شود مشکلات زیادی را بر نحوه عملکرد نیروگاه ها ایجاد می کند.به همین دلیل طراحان این بار با بهره گیری از مزیت های دو روش و با فهمیدن نواقص انها دست به طراحی یک برج خنك كننده زدند که در اصطلاح تلفیقی از دو مدل بالا بوده و به مدل خشک و مرطوب معروف می باشد.
این مدل دارای دو مسیر آب به صورت سری و دو مسیر هوا به صورت موازی می باشد.قسمت بالایی برج که از لوله های پره دار تشکیل شده در واقع همان قسمت خشک برج است و قسمت پایینی که دارای اکنه ها است قسمت مرطوب به حساب می آید.

در واقع با تغییراتی که در این مدل ایجاد کرده اند می توان دو مزیت بزرگ را برای ان در نظر گرفت:اول اینکه هوایی که از برج به صورت اشباع شده خارج می گردد ذرات آب کمتری نسبت به برج خنک کننده مرطوب ایجاد می کند و همچنین چون یک بار در قسمت خشک برج عمل خنک کنندگی صورت گرفته است بنابراین طبیعی است که افت های ناشی از تبخیر در قسمت مرطوب برج به مراتب کاهش می یابد و در نتیجه از مصرف بیش از حد آب برای عمل خنک کنندگی و تبخیر کاسته خواهد شد.

برج خنك كن

امروزه جهت خنک سازی و تهویه مطبوع واحد های بزرگ صنعتی و نیروگاه ها از دستگاه هایی با اسم برج خنك كن استفاده می کنند.توسط برج های خنک کننده عملیات سرد سازی و خنک کنندگی آب مصرفی دستگاه های صنعتی طبق فر ایندی مشخص صورت گرفته و در نهایت باعث می شود تا همچنان کلیه دستگاه بتوانند به صورت طبیعی به فعالیت خود ادامه دهند.همانطور که می دانید اگر گرما در یک دستگاه صنعتی بیش از حد استاندارد افزایش یابد می تواندبپ باعث بروز مشکلاتی بسیار پیچیده شود.پس بهترین کار پیشگیری است و شما می توانید با استفاده از یک برج خنك كن کاملا استاندارد از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری نمایید.

به صورت کلی اگر بخواهیم اجزای اصلی یک برج خنك كن را نام ببریم می توان به مورادی همچون:
فن دستگاه –پکینگ ها-حوضچه آب- و قطره گیر اشاره کرد که هر کدام دارای وظایف خاص خود هستند و در صورت عدم کارکرد صحیح یکی از موارد فوق ممکن کل روند خنک سازی دچار اختلال شود.از نظر جنس بدنه نیز می توان این دستگاه ها را به چند نمونه تقسیم بندی کرد: از جمله فایبر گلاس-گالوانیزه و بتنی را می توان نام برد.این برج ها جهت انتقال هوا و ایجاد سطح تماس بیشتر با آب در دو مدل فن دار و بدون فن طراحی و ساخته می شوند.سیستم های فن دار را به اصطلاح برج خنک کننده مکانیکی نیز می نامند و سیستم های بدون فن را به اصطلاح برج های خنک کننده طبیعی نام گذاری کرده اند.

در یک تقسیم بندی دیگر که بر اساس مکانیزم انتقال حرارت می باشد می توان برج خنك كن را به دسته های زیر تقسیم کرد:
1-برج خنک کننده مرطوب
2-برج خنک کننده خشک
3-برج خنک کننده مرطوب و خشک
4- برج خنک کننده با هوای مخالف
5-برج خنک کننده با هوای متقاطع
درانواع برج خنك كن که بدون فن می باشند و به صورت طبیعی کار می کنند انتقال هوا نیز به صورت طبیعی انجام می شود.البته مزایای این روش را می توان به مصرف کمتر انرژی الکتریکی عنوان کرد و همچنین نبود صدای فن و در واقع نبود آلودگی صوتی.همچنین به دلیل نبود فن برای جابجایی هوا عملا اب موجود در محفظه نیز به اطراف پخش نمی شود و این هم جز مزایای این روش می باشداما از انطرف اگر بخواهیم بزرگترین عیب این روش را نام ببریم بی شک باید به راندمان پایین و هزینه بیشتر آن اشاره کنیم.

به همین دلسیل ممکن است در اکثر واحد های بزرگ صنعتی به جای استفاده از برج خنك كن طبیعی از مدل فن دار ان استفاده کنند .هر چند ممکن هزینه مصرف انرژِ الکتریکی افزایش یابد اما در عوض راندمان کاری و کیفیت نهایی نیز بالاتر رفته و به نوعی جبران ان را خواهد کرد.
در مورد محل نصب برج خنك كن باید به چند نکته توجه لازم را داشته باشید. اول اینکه هیچ گونه مانعی در اطراف آن وجود نداشته باشد تا براحتی و بدوئن هیچ مشکلی هوای آزاد بتواند در داخل برج جریان داشته باشد.در برخی از واحد های صنعتی شاهد ان هستیم که به صورت همزمان از چند برج خنك كن در کنار یکدیگر استفاده می کنند. در این حالت باید تدبیری اندیشیده شود تا حرارت خارج شده از برج ها درون برج دیگری نرود و بدین ترتیب باعث کاهش راندمان کاری آنها نشود. البته این مورد بیشتر زمانی مورد توجه قرار خواهد گرفت که برج ها را در محفظه ای بسته و در داخل ساختمان ایجاد کرده اند و می بایست حتما راه حل مناسبی برای ورود هوای تازه و خرج گرما برای اینجور مواقع بیاندیشند.اما در زمان هایی که در فضای باز و به در محیط طبیعی برج خنك كن را قرار می دهیم حتی اگر به صورت همزمان از چند مدل کنار هم استفاده کنیم دیگر با این مشکلات روبرو نخواهیم بود و بارحتی عمل تخلیه گرما و ورود هپوای تازه انجام می شود.
مساله گردش هوا به داخل برج خنك كن زمانی مورد توجه واقع می گردد که چندین برج در کنار هم و به صورت همزمان در حال کار می باشند و باید بسیار مراقب باشیم که با راه حلی حساب شده و منطقی از ورود هوای گرم برج ها به یکدیگر جلوگیری نماییم.