مقالات, برج خنک‌کننده, صنایع برودتی

از برج خنک‌کننده هیبریدی چه می‌دانید؟

برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک کننده یکی از انواع مبدل‌های مورد استفاده در صنایع است که هدف از استفاده آن کاهش دمای آب مورد استفاده می‌باشد.  برج خنک کننده انواع مختلفی دارد، که یکی از مدل‌های آن‌ برج خنک کننده هیبریدی است. در ادامه این مقاله با برج خنک کننده هیبریدی، اجزا، روش کار و مزایای آن بیشتر آشنا خواهیم شد.

برج خنک‌کننده

در برخی صنایع قسمتی از سیکل و یا فرآیند نیازمند آب است که حرارت را به خود جذب می‌نماید. برای آنکه در مصرف آب صرفه جویی شود، باید به طریقی حرارت اضافی آب دفع شده تا دمای آب کاهش یابد و مجدداً مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور از برج خنک کننده یا کولینگ تاور استفاده می‌شود.

کولینگ تاور وسیله‌ای است که آب را به کمک هوا، خنک می‌کند. از برج خنک کننده در سیستم‌های مختلفی از جمله سیستم برودتی، تهویه مطبوع، پالایشگاه، برخی سیستم‌های فرایندهای غذایی، سیستم‌های شیمیایی، نیروگاه و … استفاده می‌شود.

برج‌های خنک کننده مدل‌ها و طراحی‌های بسیار مختلفی دارند. از لحاظ ابعاد، کولینگ تاور می‌تواند از مدل‌های پشت بامی تا برج‌های غول پیکر نیروگاه‌ها متغیر باشد.

اصول کاری برج‌های خنک‌کننده در حالت کلی مشابه است. هدف ، جذب حرارت اضافی آب به عنوان سیال خنک‌شونده توسط هوا به عنوان سیال خنک کننده است. هر برج خنک کننده‌ای دارای مکانیزم انتقال آب بوده که توسط آن آب با حرارت بالا به داخل کولینگ تاور منتقل شده و در آنجا آب با افزایش سطح مقطع، در مجاورت جریان هوا قرار می‌گیرد. به این ترتیب هوایی که از یک سمت به داخل برج وارد شده است، حرارت آب را جذب کرده و از سمت دیگر خارج می‌شود. در نتیجه آن دمای آب کاهش پیدا کرده و آماده است تا مجدداً به سیکل کاری باز گردد.

برج خنک کننده هیبریدی

برج‌های خنک‌کننده بر حسب نوعشان اجزای متفاوتی دارند. کولینگ تاورهای جریان اجباری دارای فن بوده تا به این وسیله جریان هوا برقرار شود. برج های خنک کننده مرطوب معمولاً دارای پکینگ می‌باشند که توسط آن، سطح انتقال حرارت افزایش می‌یابد.

کولینگ تاور‌ها را می‌توان بر اساس موارد مختلفی از جمله شکل ظاهری، نوع جریان دو سیال، نوع جریان هوا و … دسته‌بندی کرد.

یکی از دسته بند‌های برج خنک کننده بر اساس نوع تبادل حرارت بین هوا و آب است. بر این اساس برج خنک کننده را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

  • برج خنک کننده مرطوب
  • برج خنک کننده خشک
  • برج خنک کننده هیبریدی (ترکیبی)

برج خنک کننده هیبریدی

همان طور که اشاره شد، در یک کولینگ تاور هدف خنک کردن آب توسط جریان هواست. اما آب و هوا را، به عنوان سیالات خنک شونده و خنک کننده می‌توان به شکل‌های مختلفی در مجاورت هم قرار داد.

در روش اول آب از بالای برج به روی پکینگ‌ها ریخته شده و در آنجا به طور مستقیم در تماس با جریان هوا قرار می‌گیرد. سپس آب خنک شده در انتهای برج ته‌نشین می‌شود. این نوع کولینگ تاور که به برج خنک کننده مرطوب معروف است، ساختمان ساده‌تر و هزینه کمتری دارد. اما مهمترین عیب آن تبخیر آب و اتلاف آن است.

در روش  دوم به جای پکینگ از کویل استفاده می‌شود که آب در لوله‌های آن جریان پیدا کرده و جریان هوای سرد از روی لوله‌ها عبور می‌کند، به این ترتیب آب و هوا در تماس مستقیم با یکدیگر نبوده و از اتلاف آب جلوگیری می‌شود. عیب این نوع کولینگ تاور که به برج خنک کننده خشک معروف است، کاهش راندمان با افزایش دمای محیط می‌باشد.

در نوع دیگری از کولینگ تاور که به برج خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی معروف است، از هر دو روش خشک و مرطوب استفاده می‌شود. به این ترتیب از مزایای دو روش بهره‌مند خواهیم شد.

برج خنک کننده هیبریدی

روش کار برج خنک کننده هیبریدی

روش کار برج خنک کننده ترکیبی در دو نوع می‌باشد، که روش کارشان مقداری متفاوت است. اما اصول کلی آن، خنک شدن آب توسط هوا و آب است، به عبارتی خنک شدن آب هم از طریق روش خشک یعنی عبور از کویل و هم از طریق روش مرطوب یا تبخیری صورت می‌گیرد.

در یک نوع برج خنک کننده هیبریدی آب ابتدا وارد کویل می‌شود. کویل لوله‌هایی معمولاً از جنس مس است که به صورت مارپیچی امتداد داشته و بر روی آن‌ها پره‌های آلومینیومی وجود دارد که نرخ انتقال حرارت را افزایش می‌دهند، به این پره‌ها فین می‌گویند. آب با طی کرن مسیر کویل، با هوایی که توسط فن جریان پیدا کرده است، بدون تماس مستقیم تبادل حرارت انجام می‎‌دهد. این قسمت همان برج خنک کننده خشک است. در ادامه آب خروجی از کویل، توسط افشانک‌ها اسپری شده و به روش مرطوب یا تبخیری حرارت آن کاهش می‌یابد. سپس در انتهای برج که به حوضچه معروف است جمع می‌شود.

در نوع دیگر برج خنک کننده هیبریدی ، آب در کل مسیر برج داخل لوله‌های کویل قرار دارد اما سیال خنک کننده هم هوا و هم آب خنک می‌باشد. به این ترتیب که بر روی لوله‌های کویل اول جریان هوا وجود دارد و در کویل دوم آب توسط نازل‌های مخصوص پاشیده می‌شود. به این ترتیب حرارت آب خنک شونده توسط هوا و آب خنک کننده جذب می‌شود.

اجزاء برج خنک کننده هیبریدی

اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده هیبریدی شامل موارد زیر است:

  • فن به منظور برقراری جریان هوا
  • کویل برای ایجاد تبادل حرارت بدون تماس مستقیم
  • نازل آب جهت اسپری کردن آب
  • قطره گیر برای جلوگیری از خروج قطرات آب

مزایا و معایب برج خنک کننده هیبریدی

اصلی‌ترین مزیت برج خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی، کاهش مصرف آب است. همچنین با کاهش مصرف آب، آلودگی آب نیز کاهش خواهد یافت. همچنین راندمان این نوع برج خنک کننده بیشتر است.

عیبی که به برج خنک کننده هیبریدی وارد است، هزینه زیاد و همچنین ابعاد بزرگتر آن در مقایسه کولینگ تاور خشک و مرطوب است.

از برج خنک کننده هیبریدی در انواع سیکل‌های نیروگاهی، پتروشیمی، متالوژی، تهویه مطبوع، سردخانه و … استفاده می‌شود.

جمع‌بندی

برج خنک کننده برای خنک کردن آب، در صنایع بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. کولینگ تاورها را می‌توان در مدل‌های مختلفی طراحی کرد. در یک دسته بندی بر اساس نوع انتقال حرارت بین آب و هوا، برج خنک کننده به سه دسته تقسیم می‌شود. یکی از انواع این برج ها ، نوع هیبریدی است که در این مقاله کاملاً به بررسی آن پرداختیم. امیدواریم از این مقاله لذت برده باشید.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

code