برج خنک کننده مدار بسته

برج خنک کننده یا برج خنک کن مدار بسته، یک نوع معمولی از برج‌های خنک کننده است که در آن سیستم خنک کننده آب در یک سیکل بسته عمل می‌کند. این برج، آب را از طریق یک کویل سرمایشی خنک می‌کند. به دلیل استفاده از کویل سرمایشی در سیستم خنک کننده، این نوع کولینگ تاور به عنوان برج خنک‌کننده کویل دار نیز شناخته می‌شود. برج‌های خنک‌کننده مدار بسته بر اساس نوع کویل و سیستم چرخش هوا به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله دو مدل اصلی آن، خشک و هیبریدی می‌باشند.

نحوه عملکرد برج مدار بسته

کولینگ تاور مدار بسته با چرخش آب درون یک کویل سرمایشی و تماس غیرمستقیم آب با هوا، سیال را خنک می‌کند. در بسیاری از مدل‌های برج خنک کننده مدار بسته، کویل‌های برودتی از نوع فین دار با تراکم مشخص استفاده می‌شوند. در کولینگ تاور، هوای چرخشی با تماس با سطح کویل، گرما را از آب درون کویل جذب می‌کند و همچنین با دو عمل نفوذ حرارتی و هدایت حرارتی، برودت را به آب منتقل می‌کند. هوای گرم خروجی نیز از قسمت بالای برج (فن استک) تخلیه می‌شود. در فصول گرم، برای خنک کردن آب مدار اصلی به دلیل افزایش دمای محیط، از یک سیستم پاشش آب ادیاباتیک استفاده می‌شود.

به عبارت دیگر، اگر در سیستم خنک کاری آب از سیال هوا استفاده شود، کولینگ تاور به صورت کاملاً خشک عمل می‌کند. این نوع سیستم به عنوان برج مداربسته کولینگ تاور خشک شناخته می‌شود و در محیط‌های خنک و در فصول پاییز، زمستان و بهار به خوبی عمل می‌کند. در فصول گرم، دمای خشک محیط نیز تا 45 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد.

در این شرایط، با استفاده از سیکل پاشش آب کمکی بر روی کویل، آب سیکل بسته خنک می‌شود. این آب چرخشی در واقع خود یک نوع کولینگ تاور مدارباز درون یک برج خنک کننده مدار بسته است. این ویژگی سبب می‌شود که کولینگ تاور مدار بسته در فصول گرم، دمای آب مدار اصلی را به نزدیکی دمای مرطوب محیط (20 تا 25 درجه سانتیگراد) کاهش دهد.

چرا از این نوع برج در صنایع استفاده می‌کنند؟

برج خنک کننده مداربسته با استفاده از کویل در سیستم سرمایشی آب بدون تبخیر عمل می‌کند و این ویژگی اهمیت زیادی به این نوع کولینگ تاور می‌بخشد. عدم وجود تبخیر در سیکل گردش آب باعث کاهش رسوب گرفتگی در برج خنک کننده می‌شود. رسوب پذیری کمتر و مصرف بسیار پایین آب، دو عامل اساسی و مهم از مزایای این نوع برج خنک کننده است. عدم تبخیر آب در سیکل گردشی و مصرف کم آب، باعث شده است که در دهه‌های اخیر مدل کولینگ تاور مداربسته مورد استقبال بسیاری قرار گیرد.

در واقع، برج خنک کننده مداربسته به صنایعی که به دلایلی قادر به تأمین آب کافی نیستند و از سیستم‌های سرمایشی برای عملکرد خود استفاده می‌کنند، کمک می‌کند. استفاده از برج خنک کننده مداربسته امروزه یکی از طرح‌های مهندسی شایع در بهبود شرایط سیستم‌های برودتی است. در واقع، استفاده از برج خنک کننده مداربسته به طرز قابل توجهی باعث حل مسائل مربوط به تأمین آب مورد نیاز برج ‌های خنک کننده می‌شود.

مزایا

مزایای برج خنک کننده مدار بسته عبارتند از:

1. مصرف انرژی پایین، به خصوص در مصرف آب کمتر نسبت به برج خنک کننده مدار باز.
2. کاهش رسوب‌پذیری و رسوب‌گذاری.
3. عدم نیاز به تجهیزات جانبی برای تصفیه آب در سیستم گردش آب مانند سختی گیر رزینی، پکیج آنتی اسکالانت و تزریق هیپوکلرید سدیم.
4. کاهش هزینه‌های مربوط به تامین آب جبرانی (make-up water).
5. کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری به دلیل کاهش رسوب‌گرفتگی.
6. افزایش دوره عملیاتی و پایداری (آورهال).
7. افزایش راندمان و کارایی خنک کاری.
8. ثبات عملکرد خنک کنندگی آب.
9. کاهش دمای آب در فصول سرد بدون نیاز به سیکل پاششی (به صورت تماماً هواخنک).
10. استفاده کارآمد از فضای کوچک با ایجاد تراکم و سطح ویژه بیشتر در بخش کویل برودتی.
11. آسانی در حفاظت در برابر یخ‌زدگی با افزودن مقدار معینی از اتیلن گلیکول در سیکل بسته (یکبار شارژ).
12. حفاظت کاتودیک لوله‌های فلزی با هزینه کمتر در برابر اکسایش و زنگ‌زدگی.
13. قابلیت کنترل انرژی در فصول مختلف با استفاده از ترموستات و سنسورهای دما در سیکل چرخش آب.
14. عدم نیاز به رزین سختی‌گیر، بایوساید و تعویض فیلترهای سیستم تأمین آب جبرانی.

این مزایا نشان می‌دهند که برج خنک کننده مدار بسته یک راه حل موثر و کارآمد برای سیستم‌های سرمایشی است که به آب نیاز دارند و از مشکل کمبود آب رنج می‌برند.

انواع برج مدار بسته

انواع برج خنک کننده مدار بسته عبارتند از:

1. برج خنک کننده مدار بسته خشک:
   این نوع برج خنک کننده مدار بسته دارای سیستم کاملاً هواخنک است. دو بخش اصلی دارد: بخش هوادهی یا هوارسانی که برای ایجاد جریان هوا مسئول است، و بخش کویل برودتی که برای انتقال حرارت به صورت غیرمستقیم با هوای خنک استفاده می‌شود. در این نوع برج، کویل سرمایشی از نوع دارای فین (پره) است و با استفاده از فین‌های آلومینیوم بر روی لوله‌های مسی، استیل یا گالوانیزه، سطح تبادل حرارت بین آب و هوا افزایش می‌یابد.
2. برج خنک کننده مدار بسته هیبریدی:
   برج خنک کننده مدار بسته هیبریدی در واقع ترکیبی از برج خنک کننده مرطوب و برج خنک کننده خشک است. در این سیستم، اصلی‌ترین بخش آن کویل سرمایشی با لوله‌های مسی، استنلس استیل یا گالوانیزه است که به قطرهای مختلف مانند 1/2 اینچ، 3/4 اینچ، 5/8 اینچ یا 7/8 اینچ باشد. عملکرد این نوع برج خنک کننده در فصل‌های مختلف متغیر است. در فصل‌های گرم، به همراه سیکل پاشش آب کمکی (سیکل شاور) استفاده می‌شود. در فصل‌های سرد و خنک، سیستم هوادهی به تنهایی مسئول خنک کاری آب درون کویل است.

مدلهای مختلف برج خنک کننده مدار بسته، انتخابی متناسب با نیازها و شرایط مختلف سیستم‌های خنک کننده را به وجود می‌آورد.

قطعات برج مداربسته هیبریدی

اجزا و قطعات مختلف برج خنک کننده مدار بسته هیبریدی در حالت کلی به شرح زیر می‌باشد:

1- کویل سرمایشی یا برودتی:
این بخش وظیفه گردش آب در مدار بسته را بر عهده دارد.

2- بدنه یا فریم اصلی نگهدارنده:
این بخش شامل تشتک، پنل‌ها، ستونی‌ها، فن استک و لوور است و فریم اصلی دستگاه را تشکیل می‌دهد.

3- فن یا پروانه هوادهی:
وظیفه ایجاد جریان هوا بر روی کویل و پکینگ برج خنک‌کننده را دارد.

4- الکتروموتور یا دینام:
وظیفه تأمین گشتاور چرخشی پروانه را دارد.

5- سیستم انتقال قدرت یا کاهش دور:
این بخش گشتاور و انرژی مکانیکی موتور را به بخش فن یا پروانه منتقل می‌کند.

6- پکینگ مدیا یا سطوح خنک‌کننده:
وظیفه ایجاد سطح تبادل حرارت در مدار باز را دارد.

7- نازل یا افشانک پاششی:
این بخش آب خنک مدار باز را با دوش کردن و پاشش بر روی کویل تقسیم و توزیع می‌کند.

8- لوله و انشعابات توزیع آب:
وظیفه توزیع و انتقال آب از پمپ شاور به نازل‌ها را بر عهده دارد.

9- پمپ سیرکوله مدار باز:
وظیفه مکش آب از تشتک یا بیسین و انتقال آن به نازل‌ها را دارد.

10- چکه گیر یا المیناتور:
دریفت المیناتور از پرت شدن قطره‌های ریز به بیرون کولینگ تاور جلوگیری می‌کند.

11- تابلو کنترل یا تابلو فرمان:
این بخش مسئولیت سربندی الکتروموتور فن و پمپ را در قسمت تابلو برق بر عهده دارد و وظیفه محافظت از تجهیزات الکتریکی را دارد.

12- سنسور و ترموستات پمپ شاور:
وظیفه قطع و وصل کردن پمپ سیرکوله مدار باز را در فصول مختلف انجام می‌دهد.

13- ساپورت‌های نگهدارنده داخلی:
وظیفه توزیع وزن کویل بر روی شاسی تشتک و همچنین نگهداری قطره‌گیرها را بر عهده دارد.

14- توری آشغال‌گیر:
از ورود ذرات درشته‌های کنده شده به داخل پمپ شاور جلوگیری می‌کند.

15- توری هوا:
این قسمت در ناحیه پشت لوور (کرکره هوا) نصب شده و از ورود آلاینده‌ها به داخل کولینگ تاور جلوگیری می‌کند.

معرفی انواع کویل در برج مدار بسته

کویل‌های سرمایشی در برج خنک‌کننده مدار بسته می‌توانند از انواع مختلفی از جمله کویل سرمایشی مسی و کویل استنلس استیل گرید 316L استفاده کنند.

1- کویل سرمایشی مسی:

کویل‌های سرمایشی مسی از مس به عنوان فلز اصلی استفاده می‌کنند. این نوع کویل به دلیل داشتن ضریب نفوذ حرارتی بالا، در برج خنک‌کننده مدار بسته بسیار رایج و پرکاربرد هستند. لوله‌های مسی با سایز 5/8 اینچ و ضخامت بین 0.63 تا 0.9 میلی‌متر بیشترین و پرکاربردترین نوع لوله برای ساخت کویل‌های سرمایشی مسی است. استفاده از کویل‌های سرمایشی مسی منجر به خنک‌کاری موثر آب در برج خنک‌کننده مدار بسته می‌شود.

توجه: در صورتی که سیال خنک‌کاری خاصیت اسیدی داشته باشد، استفاده از فلز مس توصیه نمی‌شود زیرا به طور کلی در مقابل خوردگی آسیب پذیر است و ممکن است در مدت کوتاهی خراب شود و صدمات غیرقابل جبرانی به وجود آورد.

2- کویل استنلس استیل گرید:

کویل‌های استنلس استیل گرید 316L از استیل با نام تجاری SS316L ساخته می‌شوند. این نوع استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و اسید، گزینه مناسبی برای سیستم‌های خنک‌کاری اسیدی است. کویل‌های سرمایشی استنلس استیل گرید 316L با ضخامت‌های مختلف در رده‌های 10 تا 50 استفاده می‌شوند. ضخامت استاندارد برای کویل‌های سرمایشی در برج خنک‌کننده مدار بسته 2.11 میلی‌متر است.

توجه: در ساخت کویل استنلس استیل، استفاده از لوله‌های بدون درز با استفاده از فلز استنلس استیل مناسب است زیرا درزها در مقابل خوردگی حساس هستند و باید جلوگیری شود.

3- کویل استنلس استیل گرید 304L:

گرید 304 استیل بیشتر در کاربردهای عمومی استفاده می‌شود. لوله استیل 304 کمترین مقاومت را در برابر اسید دارد و به هیچ عنوان توصیه نمی‌شود در معرض اسیدهایی مانند سولفوریک قرار گیرد. استفاده از گرید 304 در برج خنک‌کننده مدار بسته بیشتر در مواردی که نیازمندیم تا رسوب کمتری در برج ایجاد شود، مناسب است.

4- کویل گالوانیزه گرم مانیسمان:

کویل مانیسمان یا بدون درز از لوله‌های گالوانیزه فولادی به قطر 1/2 یا 3/4 اینچ ساخته می‌شود. قیمت پایین لوله‌های فولادی باعث می‌شود کویل مانیسمان به عنوان یک گزینه اقتصادی برای ساخت برج خنک‌کننده مدار بسته مورد استفاده قرار گیرد. از جمله معایب این نوع کویل، رسوب و گرفتگی در داخل لوله‌ها و انتقال حرارت کمتر است.

5- کویل گالوانیزه گرم درزدار:

کویل گالوانیزه گرم درزدار، که از جنس گالوانیزه گرم تولید می‌شود، گزینه‌ای با قیمت مناسب و اقتصادی است. استفاده از لوله‌های فولادی نوع API در این کویل، به مراتب ارزانتر از نوع مانیسمان است و در ساخت برج خنک‌کننده مدار بسته رایج است. ضخامت کویل‌های گالوانیزه معمولاً بین 2 تا 3 میلی‌متر است.

6- کویل آلومینیوم:

کویل آلومینیوم به دلیل نرمی فلز آلومینیوم، تولید آسان و هزینه‌ای مناسب دارد. ضریب هدایت حرارتی فلز آلومینیوم بسیار مناسب است. استفاده از کویل‌های آلومینیوم بیشتر در تولید فین‌های برودتی و کویل‌های فین دار استفاده می‌شود. همچنین، کویل‌های آلومینیوم در برخی از نوع‌های برج خنک‌کننده مدار بسته هیبریدی و خشک استفاده می‌شوند.

لطفاً توجه داشته باشید که این توصیفات برای بهبود برج خنک‌کننده مدار بسته می‌باشد و ممکن است نیازهای خاص شما را در نظر نگرفته باشد.

راهنمای خرید

برای خرید و سفارش انواع برج خنک کننده مدار بسته متناسب با کاربری صنعت خود، میتوانید با پایپ صنعت خاورمیانه تماس بگیرید و یا به دفتر مرکزی به صورت حضوری مراجعه کنید. تمام کولینگ تاورها و برج‌های ما گارانتی و خدمات پس از فروش دارند و به صورت مکتوب و در پیش فاکتور قید می‌شود. لازم به ذکر است کولینگ تاورهای شرکت پایپ صنعت به تمام ایران ارسال می‌گردد و در صورت نیاز کارفرما نصب و راه‌اندازی در محل هم انجام می‌شود.

همچنین برای کارفرمایانی که خارج از تهران هستند، سفارش، خرید و امور مربوط به برج‌های خنک کن، می‌تواند به صورت تلفنی انجام گیرد.