انواع برج خنک کننده و کولینگ تاور مدار باز و بسته|مقایسه و قیمت

برج خنک کننده مدار باز | مزایا و معایب + نحوه کار

برج خنک کننده مدار باز  : می توان گفت که کولینگ تاور مدار باز یا مرطوب  (Open Circuit Cooling Tower) در میان انواع سیستم برج های خنک کننده ترجیح داده شده است. برج خنک کننده مدار بسته و برج خنک کننده مدار باز اغلب با هم مقایسه می شوند. ما سعی خواهیم کرد در این مقاله به شما اطلاع دهیم که برج خنک کننده آبی نوع Open چیست، چگونه کار می کند، تاثیرات پکینگ در راندمان برج خنک کن، چه مزیت هایی دارد و چرا باید آن را انتخاب کنیم.

برج خنک کننده مدارباز چیست؟

برج های خنک کننده نوع باز گرما را از سیستم های خنک کننده با آب به جومی دهند. آب فرآیند گرم با هوای دمیده شده از برج خنک کننده توسط یک فن از طریق پکینگ (محیط انتقال حرارت) به رابط منتقل می شود. در طی این خنک‌سازی، حجم کمی از آب تبخیر می‌شود و به طور همزمان بقیه آب فرآیند خنک می‌شود. با خنک شدن مرطوب، آبی که باید خنک شود به هوا پاشیده می شود. هوا گرم می شود و یک اثر دودکش ایجاد می کند و به آب انرژی می دهد. برج های خنک کننده مرطوب دارای چگالی توان بسیار بالایی هستند. اتلاف آب در طول تبخیر توسط حذف کننده های مه به حداقل می رسد.

نحوه کار برج خنک کننده مدار باز

لازم به ذکر است که می توان یک برج مدار باز (با پکیج انتقال حرارت) داشت، اما با افزودن یک مبدل حرارتی که سمت فرآیند سیستم را از سمت خنک کننده جدا می کند، یک مدار بسته ایجاد کرد. در اصل، یک برج خنک کننده تبخیری شامل حرکت یک مایع، معمولاً آب با مواد شیمیایی اضافه شده، از طریق یک سری قطعات یا بخش ها است که در نهایت منجر به کاهش محتوای گرما و دما می شود. 
آب گرمی که باید خنک شود از طریق لوله ها به بالای برج خنک کننده مدار باز پمپ می شود. این آب توسط نازل های توزیع آب یا آب پخش کن روی سطح تبادل حرارت ( فلینگ برج خنک کن) تقسیم و توزیع می شود. هوای تازه دمیده شده توسط فن محوری کولینگ تاور وارد قسمت پایینی واحد برج خنک کنندهم مدار باز شده و پس از گرم شدن و اشباع شدن از قسمت فوقانی یا فن استک خارج می شود و از سطح تبادل حرارت خیس شده عبورمی کند. در نتیجه کشش سطحی، به دلیل سطح مبادله، آب به طور یکنواخت پخش می شود و در تمام ارتفاع سقوط می کند. سپس سطح مبادله افزایش می یابد. آب که با تهویه اجباری خنک می شود، به استخر شیب دار زیر برج می ریزد. سپس آب از طریق صافی مکیده می شود واز طریق فلنچ خروچی به سمت مصرف کننده هدایت می شوند. سرکوبگرهای دریفت یا همان قطره گیر برج خنک کن در خروجی هوا تلفات درگ را کاهش می دهند.

تاثیر نوع پکینگ در راندمان برج خنک کننده

بسته بندی رسانه یا سطوح تبادل حرارت نقش مهمی در کارایی یک برج خنک کننده مدار باز دارد. در زیر جند علت اصلی ذکر شده است.
افزایش سطح: پکینگ مدیا به مواد پرکننده داخل برج خنک کننده اشاره دارد که سطح بزرگی را برای انتقال حرارت فراهم می کند. هر چه مساحت سطح بیشتر باشد، فرآیند انتقال حرارت کارآمدتر می شود. بسته بندی رسانه ای تماس بین هوا و آب را افزایش می دهد و انتقال گرما از آب به هوای اطراف را تسهیل می کند.
راندمان انتقال حرارت: هدف اصلی یک برج خنک کننده مدار باز حذف گرما از آب با انتقال آن به هوا از طریق تبخیر و همرفت است. پکینگ برج خنک کننده مخلوط متلاطم هوا و آب را تقویت می کند و امکان انتقال حرارت موثرتر را فراهم می کند. در نتیجه، برج خنک کننده مرطوب راندمان بالاتری در حذف گرما از آب به دست می آورد.
تماس پیشرفته هوا و آب: پکینگ کولینگ تاور هزارتویی از کانال ها و سطوح ایجاد می کند که باعث ایجاد تماس طولانی مدت بین آب و هوا می شود. این زمان تماس طولانی، تبادل گرما را بهتر می کند و فرصت انتقال حرارت را به حداکثر می رساند. این اطمینان حاصل می کند که آب به اندازه کافی در معرض هوا قرار دارد و کارایی کلی برج خنک کننده مدار باز را بهبود می بخشد.
کاهش در انتقال آب: بسته بندی رسانه ای کافی با گام مناسب، انتقال قطرات آب را با جریان هوای خروجی به حداقل می رساند. این به حفظ آب در داخل برج خنک کننده کمک می کند و از هدر رفتن آب غیر ضروری جلوگیری می کند. انتقال آب کاهش یافته تضمین می کند که برج خنک کننده با به حداقل رساندن هدر رفت آب و حفظ سطح آب مورد نظر در داخل برج به طور موثر عمل می کند.
جلوگیری از کانال کشی هوا: پکینگ مناسب برج خنک کننده با طراحی و انتخاب درست از تشکیل کانال های هوا جلوگیری می کند، جایی که هوا بدون تماس قابل توجهی از بخش خنک کننده آب عبور می کند. کانال کشی هوا می تواند کارایی برج خنک کننده را کاهش دهد زیرا فرصت های انتقال حرارت را کاهش می دهد. چیدمان صحیح پکینگ های کولینگ تاور، توزیع یکنواخت هوا را در سراسر برج تضمین می کند، تبادل حرارت و عملکرد کلی را به حداکثر می رساند.
مقاومت در برابر رسوب گیری: انتخاب مناسب مواد اولیه فیلینگ برج خنک کننده نیز می تواند با به حداقل رساندن رسوب به کارایی برج خنک کننده کمک کند. رسوب به تجمع رسوباتی مانند خاک، گرد و غبار یا رسوب روی سطح بسته بندی رسانه اشاره دارد. وجود رسوب در پکینگ مدیا باعث کاهش راندمان انتقال حرارت می شود. با انتخاب سطوح پرکن با خواص ضد رسوب یا طرح‌هایی که به راحتی تمیز می‌شوند، برج خنک‌کننده می‌تواند عملکرد و کارایی خود را برای مدت طولانی حفظ کند.
به طور خلاصه، سطح و گام پکینگ برج خنک کننده به طور قابل توجهی بر کارایی یک برج خنک کننده مدار باز تأثیر می گذارد. آنها سطح را برای انتقال حرارت افزایش می دهند، تماس هوا و آب را بهبود می بخشند، از انتقال آب جلوگیری می کنند، کانال های هوا را به حداقل می رسانند و در برابر رسوب مقاومت می کنند. با بهینه سازی این عوامل، برج خنک کننده می تواند بازده انتقال حرارت بالاتری را به دست آورد که منجر به بهبود عملکرد کلی خنک کننده و صرفه جویی در انرژی می شود.

مزایای برج خنک کننده مدار باز

در حالی که کولینگ تاور مدار باز هزینه اولیه کمتری نسبت به قیمت برج های خنک کننده مداربسته دارند، مهندسان نباید فیلتراسیون و سایر تجهیزات مورد نیاز را در نظر بگیرند. این به ویژه اگر به دنبال یک سیستم پمپ حرارتی منبع آب یا برنامه دیگری هستید که به یک سیستم حلقه بسته نیاز دارد، مهم است. آلودگی در مبدل حرارتی برج خنک کننده می تواند عملکرد و کارایی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
برخی از مزایای برج های خنک کننده مدار باز:
1- استفاده برای ظرفیت های مختلف وحجم های زیاد آب
2- چرخه عمر بالاتر از حد متوسط به لطف استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی فایبرگلاس، PVC، PP
3- کنترل آسان قطعات داخلی به علت ساختارهای بزرگ
5- پارامترسازی خودکار و/ یا امکان نظارت از راه دور
آنچه مشخص است حداقل در ابتدا، برج های خنک کننده مدارباز معمولا هزینه های عملیاتی کمتری دارند. با این حال، اگر مبدل های حرارتی کثیف شوند، این می تواند به طور چشمگیری افزایش یابد. حفظ یک برنامه تامین و نگهداری منظم وسرویس به موقع قطعات برج خنک کننده برای حفظ انتقال حرارت بهینه ضروری است. برج های خنک کننده مرطوب نیز به تصفیه آب اضافی نیاز دارند که هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد.

هزینه های خرید و عملیات برج خنک کننده مدار باز

هزینه یک برج خنک کننده چقدر می تواند باشد؟
 نمی توان به این سوال پاسخ کلی داد. زیرا قیمت کولرهای خشک کم مصرف به عوامل زیادی بستگی دارد. علاوه بر عملکرد، به نوع، تصفیه آب و مشخصات متعدد دیگر نیز بستگی دارد. اپراتورهای سیستم تنها با دریافت قیمت از تولید کننده/تامین کننده کولینگ تاور می توانند اطلاعات قابل اعتمادی در مورد لیست قیمت برج خنک کن به دست آورند. کارشناسان همچنین از اپراتورها در برنامه ریزی حمایت می کنند. آنها فناوری را با دقت طراحی می کنند و به تعیین هزینه های عملیاتی حاصل کمک می کنند.
طراحی و برنامه ریزی برج خنک کننده مدار باز
تاسیسات سرمایشی و انواع برج خنک کن مدار باز و مدار بسته که با طراحی و برنامه ریزی مناسب تهیه شده اند، کمک اقتصادی به تامین انرژی سرمایشی لازم برای ساختمان ها و فرآیندهای انرژی می کنند. تنوع سیستم های ارائه شده امکان توسعه جایگزین های مختلف برای هر نوع کاربری را فراهم می کند که سپس می توان از طریق یک مطالعه امکان سنجی اقتصادی بهینه سازی کرد.
برای انتخاب کولینگ تاور مناسب و اینکه باید برای تامین آب خنک از برج خنک کننده مدار بسته یا مدار باز استفاده نمود یک مسله مهم است که باید حداقل چند اصل کلی را مد نظر قرار داد. بطور مثال منطقه آب و هوای، میزان کمبود آب و اهمیت کاهش مصرف آب، دمای آب داغ ورودی و میزان اختلاف مورد نظر و نوع کاربری.
 برای کسب قیمت برج خنک کننده به لینگ زیر مراجعه کنید.

قیمت برج خنک کننده

روش انتخاب برج خنک کننده

انتخاب برج خنک کننده صنعتی :

نحوه انتخاب فرآیند خنک‌کننده ( چیلر، برج خنک کننده، درای کولر و ... ) یک تصمیم ماهرانه است که بایستی توسط کارفرمایان و مهندسین مشاور این حوزه صورت پذیرد، علت این مسئله نیز این است که انتخاب بهترین سیستم خنک کننده فرآیند مدار، به متغیرهای مختلفی مانند بارحرارتی، اختلاف دما، میزان سرمایش، موقعیت جغرافیایی، در دسترس بودن منابع، شرایط محیطی و هزینه های عملیاتی بستگی دارد. شاید برای برخی از کارفرمایان این انتخاب که نسبتا امری تخصصی است مشکل به نظر آید، اما راه حل آن چندان مشکل نیست؛ شما می توانید با شرکت های مهندسی و مشاورین این حوزه مشورت نموده و برج خنک کننده مناسب یا دیگر دستگاههای خنک کننده مورد نیاز خود را انتخاب نمایید. یا با صرف کمی وقت می توانید با مطالعه این مقاله و چند مقاله مرتبط در زمینه برج خنک کننده و سیستم های سرمایشی که در سایت آذین تهویه منتشر شده است به اطلاعات  اولیه جهت انتخاب تجهیز مناسب دست رسی پیدا نمایید.
 در ادامه مطلب به زبان ساده به شما خواهیم گفت که چگونه می توانید با توجه به نوع صنعت و منطقه جغرافیایی بهترین دستگاه خنک کننده( کولینگ تاور ) را انتخاب کنید. 

انواع برج های خنک کننده : تجهیزت خنک کننده آب یا همان کولینگ تاورها از لحاظ نحوه عملکردی به 3 صورت کلی می باشند.
1-برج خنک کننده مدار باز یا کولینک تاور مرطوب
رویه اصلی برج خنک کننده مدار باز که در تصویر شماره 1 ملاحظه میفرمایید، افزایش میزان برخورد آب و هوا و تبادل بیشتر دما بین این دو سیال در حال جریان می باشد. در واقع آب وارد به کولینگ واتر از طریق نازلهای آب پاش بر روی پکینگ برج خنک کننده اسپری می شود و از این طریق تبادل حرارت با حداکثر میزان خود اتفاق می افتد. 
از آنجایی که در برج خنک کننده مرطوب اساس کار کاهش دمای آب بوسیله تبخیر بخشی از آب می باشد به این دستگاه، خنک کننده تبخیری نیز می گویند. از این نوع برج در مناطق معتدل که میزان رطوبت بالا نباشد و در آن منظقه کمبود آب احساس نشود می توان استفاده نمود. به علت گردش آب در یک سیکل کامل باز یکی از مشکلات این نوع برج ها افزایش آلودگی ها و وجود ذرات آلاینده درون آب و البته گسترش جلبک می باشد که نیاز به نگهداری و نظافت دائمی دارد.  

                                    تصویر شماره (1)

2-برج خنک کننده مدار بسته یا کولینگ تاور خشک
همان طور که در تصویر شماره 2 نمونه ای از برج خنک کننده مدار بسته را مشاهده می نمایید، درون این دستگاه بجای پکینگ ها ( سطوح پرکننده انتقال حرارت) از لوله های مسی یا گالوانیزه که به آنها کویل گفته می شود، استفاده شده است. در واقع سیال گرم از دورن این کویل ها عبور داده می شود و بطور غیر مستقیم با هوا تبادل حرارت را انجام میدهد. نحوه کار برج خنک کننده خشک بسیار شبیه رادیاتور ماشین می باشد یعنی آب داغ درون رادیاتور یا کویل به گردش در می آید و از طریق وزش باد دمای آن کاهش می یابد. میزان کاهش دمای آب در کولینگ تاور های مدار بسته نسبت به نوع مدار باز پایین تر است . ولی دیگر با مشکلاتی از قبیل پرت زیاد آب و آلودگی های مرسوم روبرو نخواهیم شد.
استفاده از این نوع برج ها در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند و یا رطوبت هوا زیاد است می تواند مناسب باشد. البته برای صنایعی که نیاز است برای خنک کردن تجهیزات از آب بدون آلودگی یا آب مقطر استفاده نمود می بایست از همین نوع برج خنک کن استفاده کرد تا بهترین نتیجه را گرفت. البته لازم به ذکر است که در تمام کولینگ تاور های مدار باز و بسته برای جلوگیری از اتلاف آب و پرتاب آن به بیرون، از قسمت فن استک می توان از قطره گیر برج خنک کننده استفاده نمود که در دو نوع لانه زنبوری و چکه گیر تیغه ای در بازار موجود هستند.

                                  تصویر شماره (2)

3-برج خنک کننده ترکیبی یا کولینگ تاور مدار بسته هیبریدی  
یکی از نمونه های برج خنک کننده که در سالهای اخیر با استقبال بیشتری روبرو شده برج های خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی هستند.که یک برج خنک کننده 20 تن تبرید هیبریدی را در تصویر شماره 3 مشاهد می کنید. علت این مسله راندمان بالا و سلامت آب خنک شده می باشد. رویه اصلی این دستگاه ترکیبی از دو نوع برج قبلی می باشد یعنی آب ورودی به کولینگ تاور وارد مدار بسته یا همان کویل های مارپیچ می شود و در اثر عبور هوای دمیده شده توسط فن دچار کاهش دما می گردد ولی درکنار تبادل حرارت آب و هوا از یک سیکل پاشش کمکی در این نوع از برج های مدار بسته استفاده می شود. با استفاده از یک پمپ سیرکوله و اتصال آن به نازل های بالای کویل آب خنک درون حوضچه  مکش می شود و از طریق افشانک ها بر روی کویل پاشیده می شود که این امر موجب کاهش دمای بیشتر سیال درون کویل می گردد.
بطور ساده می توان گفت ما در برج خنک کننده مدار بسته هیبریدی هم از وزش باد و هم پاشش آب برای خنک کننده سیال داغ درون کویل استفاده می نماییم. البته در فصولی از سال که هوا سردتر است می توان پاشش آب را از مدار خارج نمود تا برج خنک کننده فقط بصورت خشک کار کند تا در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی شود. 

                             تصویر شماره (3)

نتیجه گیری :
هرکدام از نمونه های بالا که نام بردیم در شرایط اقلیمی خاصی و در صنایع به خصوص کاربرد دارند،  البته مشاوره قبل از خرید کولینگ تاور و تصمیم عاقلانه در انتخاب سیستم خنک کننده مناسب، خیلی زود هزینه های صرف شده را به بودجه شما باز می گرداند.  به عنوان مثال، در مناطق گرم و خشک و بیابانی استفاده از کولرهای هواخنک ( برج خنک کننده مدار بسته خشک) شاید ارزان تر به نظر آید اما از آنجایی که کولینگ تاور مدار بسته با توجه به دمای هوای خشک محیط(نکته علمی1) عمل خنک کاری را انجام می دهد به احتمال زیاد در تعدادی کمی از صنایع مثمرثمر واقع خواهد شد. استفاده از برج خنک کننده مرطوب نیز در اقلیم های خشک به علت کمبود منابع آبی میسر نمی باشد و توجیه اقتصادی نخواهد داشت. 
نکته علمی1: دمای هوای خشک(به انگلیسی: Dry-bulb temperature) دمایی است که توسط یک دماسنج که به طور مستقیم در معرض هوا و به دور از رطوبت و تشعشع مستقیم قرار گرفته باشد، اندازه‌گیری می‌شود. این دما به عنوان دمای ترمودینامیکی شناخته می‌شود و با واحدهایی چون کلوین (K)، سانتی گراد (C) و فارنهایت (F) گزارش می‌شود. همچنین این پارامتر در سایکرومتری پارامتری مهم بوده و در جداول سایکرومتری از آن استفاده می‌شود.
 پس می توان گفت تصمیم عاقلانه در این مناطق جهت خرید و نصب برج خنک کننده ، استفاده از یک دستگاه برج خنک کننده دو منظوره یا هیبریدی می باشد. همچنین در مناطق معتدل و مرطوب استفاده از برج های آب خنک ( مرطوب یا مدار باز ) یک انتخاب ایده آل برای رسیدن به سرمایش بهتر سیال می باشد.
 طراحی نامناسب سیستم خنک کاری سیالات فرآیندی، باعث ناکارآمدی برج خنک کننده می شود و همیشه هزینه زیادی را به کارفرمایان تحمیل خواهد کرد. پیشنهاد میکنیم بمنظور کنترل هزینه های خرید یک برج خنک کننده، زمان کافی را برای انتخاب درست برج خنک کننده، نصب اصولی برج خنک کننده و بهره برداری و نگهداری درست از این دستگاه صرف نمایید. البته می توانید از طریق تماس با متخصصین گروه صنعتی آذین تهویه و دریافت راهنمایی لازم از خیلی از مشکلات در این زمینه جلوگیری نمایید.
مطالعه مطالب زیر می تواند کمک بیشتری به شما نمایید تا اطلاعات خودر را در زمینه آشنایی با برج خنک کننده بیشتر نمایید.
کاهش دور برج خنک کننده
برج خنک کننده چیست؟

افزایش راندمان برج خنک کننده

شاید بدانید که برج های خنک کننده تبخیری یا کولینگ تاور در کشور ما جزو رایج ترین تجهیزات خنک کاری آب هستند. اکثر این برج های خنک کننده بر اساس طرح های قدیمی در حدود 70تا 80 سال گذشته ساخته شده اند، بسیاری از آنها در وضعیت نامناسب و اغلب اسفناکی هستند. راه حل های فنی موجود در تغییر عملکرد و افزایش راندمان برج های خنک کن تقریبا قدیمی و ناکارامد هستند و عملا با شرایط کنونی یعنی گرمای بیش از حد و کمبود آب درخیلی از مناطق دیگر سازگار نیستند در نتیجه رضایت مندی لازم را در پی ندارند.
 به همین علت، آب بازیافتی به خصوص در فصول گرم سال، دیگر به مقدار لازم توسط این کولینگ تاورها سرد نمی شود. که این مسله منجر به کاهش حجم، بدتر شدن کیفیت محصولات، مصرف بیش از حد مواد خام، منابع انرژی و سایر پیامدهای منفی می شود.
با توجه به موارد فوق، افزایش راندمان برج های خنک کننده موجود و همچنین توسعه برج های خنک کننده مدرن که ازیک سو در کارکرد قابل اعتماد و راحت باشند، بدون توجه به شرایط آب و هوایی و شرایط نصب برج خنک کن، حداکثر نیازهای تولید را برآورده می کنند. سایر عوامل؛ از سوی دیگر، تولید آسان، کاهش هزینه، سازگاری  با محیط زیست و... یک کار فوری و لازم الاجرا است.
هدف ما از طرح این مسئله بهبود روش‌های محاسبه آب خنک‌کننده در برج‌های خنک‌کننده تبخیری، تدوین توصیه‌ها و پیشنهادات فنی برای بهبود راندمان و دادن پیشنهادات لازم برای افزایش راندمان برج خنک کننده می باشد.

هدف از بهینه سازی برج خنک کننده :

1-بهبود مدل‌های ریاضی فرآیندهای هیدروآئرودینامیکی و انتقال گرما و جرم که در هنگام خنک‌سازی تبخیری لایه‌های آبی که از صفحات عمودی پرکننده برج خنک‌کننده جریان می‌یابند،
2-کاهش تلفات قطرات آب و بخارات که از طریق جریان هوا به خارج از کولینگ تاور کشیده میشوند.  
3- به دست آوردن وابستگی های تحلیلی برای تعیین ویژگی های حرارتی و آیرودینامیکی حامل های حرارتی.
4-بهبود روش های موجود و محاسبات مهندسی در طراحی برج های خنک کننده مرطوب و هیبریدی.
5-یافتن روابط برای ارزیابی اختلاف دمای آب خنک شده و راندمان حرارتی، که امکان در نظر گرفتن تأثیر عوامل اصلی بر راندمان برج های خنک کننده مدار باز را با دقت کافی فراهم کند.

نکاتی در مورد بهبود راندمان برج خنک کننده :

انتخاب نازل یا افشانک کولینگ تاور در سیستم توزیع آب برای اطمینان از خنک شدن مطمئن و حداکثری در کولینگ تاور بسیار مهم است، زیرا یکنواختی لایه آب ایجاد شده روی سطح آبپاش و احتمال ورود قطرات مستقیماً به این دستگاه ها بستگی دارد. اکثر نازل های مورد استفاده امروزه (مماسی، ضربه ای و غیره) توزیع نسبتاً خوبی را در برج خنک کننده ارائه می دهند، اما در اغلب موارد مخروطی از قطرات با زاویه راس 90-120 ایجاد می کنند که در قسمت میانی آن پر نمی شود. این وضعیت منجر به نیاز به نصب نازل ها در فواصل کمتر به منظور اطمینان از یکنواختی قطرات آب در سطح پکینگ برج خنک کننده می شود. در عین حال، نازل ها نباید قطرات با قطر و وزن کم ایجاد کنند. اگرچه چنین قطرات کوچکی یکنواختی توزیع آب را بهبود می بخشد، اما به طور قابل توجهی جذب قطرات را افزایش می دهد.
در حال حاضر چند نوع پر مصرف نازل برج خنک کننده وجود دارد که عملکرد خوبی در برج های جریان مخالف از خود نشان داده است. که می توان به چند مورد آن اشاره نمود :
1-نازل مربع پاش 2H
2-نازل چپقی
3- نازل هامون 
4- نازل بالتیمور
5-نازل پروانه ای 

اهمیت تعمیر و نگهداری برج خنک کننده و تاثیر آن در افزایش راندمان برج خنک کن :

تعمیر و نگهداری برج های خنک کننده معمولاً شامل فعالیت مختلفی می باشد که عمده ترین آنها حذف آلاینده ها از عناصر اصلی برج خنک کننده است.آلودگی سطح آبپاش، گرفتگی دستگاه های اسپری (نازل) و خطوط لوله توزیع آب  که منجر به کاهش قابل توجه راندمان فرآیندهای خنک کننده آب در کولینک واتر می شود.
حذف آلاینده های موجود در سیستم توزیع آب کولینگ تاور و رسوب درون اتصالات  و نازل های برج خنک کننده را می توان به دو صورت مکانیکی و شیمیایی انجام داد. دوره های نگهداری معمولا با توجه به میزان آلودگی برج خنک کننده انتخاب می شود، اما حداقل یک بار در سال باید عمل نظافت برج خنک کننده صورت پذیرد تا از عملکرد درست کولینگ تاور اطمینان حاصل شود. نظافت برج خنک کننده و سیستم توزیع آب و سطوح انتقال حرارت ( پکینگ مدیا) به طور مستقیم موجب افزایش راندمان برج خنک کننده میگردد.
 البته لازم است هنگام انجام این کار به موارد زیر توجه کنید:
الف) تمیز کردن سطوح داخلی برج خنک کننده و نظافت پکینگ ها ، افت فشار ناشی از حرکت آب و هوا را به حداقل می رساند و موجب افزایش سطح تماس می شود.
ب) تمیز کردن خطوط لوله سیستم توزیع آب و نازل ها از زنگ زدگی، رسوبات آلی و غیرهجلوگیری میکند. و مقاومت هیدرولیکی را کاهش می دهد.
ج) اطمینان از فیلتراسیون صحیح آب ورودی به برج خنک کننده و تمیز کردن به موقع فیلترها که به کاهش مقاومت هیدرولیکی کمک می کند. سیستم فیلتراسیون آب جبرانی برج خنک کننده می تواند یک سختی گیر رزینی یا سختی گیر مغناطیسی باشد.

دیگر روشهای نظافت کولینگ تاور برای افزایش راندمان برج خنک کننده :
یکی از ابزارهای امیدوارکننده، اما دشوار برای مبارزه با آلودگی سطوح انتقال حرارت، خطوط لوله و نازل ها، تصفیه شیمیایی آب است که در چرخه معکوس استفاده می شود. این کار طولانی مدت را تضمین می کند، زیرا رسوب گیری برج خنک کننده تا حد زیادی کاهش می یابد. با این حال، هنگام استفاده از مواد شیمیایی که از تشکیل رسوبات آلی و معدنی در برج خنک کننده جلوگیری می کنند، باید به خاطر داشت که آب موجود در برج خنک کننده دائماً توسط فن مکنده و هوای خروجی شسته می شود و به نا چار هوای خروچی از برج خنک کننده آغشته به این مواد شیمیای و گاهی سمی می باشد. بنابراین، در تصفیه آب شیمیایی، نظارت بر هوای خروجی از برج خنک کننده باید اطمینان حاصل شود که تمام الزامات ایمنی، بهداشتی و حفاظت از افراد و محیط زیست صورت پذیرد.
برای افزایش راندمان برج خنک کننده در دستگاههای که برای مدت طولانی کار می کنند، اقدامات زیر منطقی است
الف) از ورود هوای گرم و مرطوب به سمت مکش برج خنک کننده با نصب حفاظ ها، صفحه نمایش ها یا اتاقک های خروجی هوای بالاتر جلوگیری کرده یا آن را کاهش دهید.
ب) صحت و یکنواختی توزیع آب توسط افشانک ها بر روی سطح پکینگ ها را بررسی کنید، در صورت توزیع ناهموار، محل نازل ها را تغییر دهید یا آنها را با نازل های کارآمدتر جایگزین کنید.
ج) در صورت لزوم، یکپارچگی اسپرینکلر و جداکننده قطرات را بازیابی کنید و استفاده از انواع مختلف آبپاش و جداکننده قطرات در یک لایه توصیه نمی شود.
د) به منظور جلوگیری از تلفات آب و خروج قطرات آب و بخارات ، استفاده از قطره گیر لانه زنبوری یا قطره گیر تیغه ای در قسمت فن استک برج خنک کننده پیشنهاد می شود.
ه) حداکثر آب بندی خطوط لوله برای کاهش تلفات آب از چرخه گردش آب الزامی می باشد.
و) چک کردن عملکرد صحیح فن (عدم ارتعاش، جهت صحیح چرخش و ... را طبق گذرنامه برای فن بررسی کنید)
انجام کارهای فوق صرفه جویی قابل توجهی در انرژی و منابع مادی در برج های خنک کننده عملیاتی را تضمین می کند.

بررسی کاهش استفاده از منابع طبیعی و مصرف انرژی برج خنک کننده در فرایند بهبود عملکرد کولینگ تاور :
بهره برداری کارآمد از برج های خنک کننده و عملکرد صحیح آنها، استفاده از منابع طبیعی، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش داده و تأثیر منفی بر محیط زیست را به میزان قابل توجهی محدود می کند. با توسعه پیشرفت های علمی و فناوری، شناسایی روش های جدید برای بهینه سازی فرآیند انتقال حرارت در برج های خنک کننده مناسب به نظر می رسد. برای حل این مشکل، یک راه حل امیدوارکننده جایگزینی قطعاتی قدیمی با قطعات پیشرفته تر و جدیدتر است.
منطقی ترین راه برای افزایش راندمان سرمایشی کولینگ واتر، ارتقاء عناصر و قطعات برج خنک کننده، مانند تله آب( قطره گیر)، آب پخش کن و نازل ها، انتقال قدرت، کاهش دور و فن هوارسان برج خنک کننده است.
هنگام ارتقاء این عناصرو تعویض قطعات برج خنک کننده، می توان به اثرات مثبت زیر دست یافت:
•    افزایش ظرفیت خنک کننده برج 
•    کاهش حباب قطرات
•    حذف فن آیسینگ
•    کاهش اتلاف آب 
•    کاهش ارتعاشات و کاهش صدای فن
•    مصرف برق کمتر و رانمان بالاتر

تصفیه آب برج خنک کننده

اهمیت تصفیه آب برج خنک کننده :

همانطور که می دانید برج خنک کننده ( کولینگ تاور ) بر پایه و اساس تبخیر قسمتی از آب ورودی و خنک شدن ان عمل می کند و همین عامل با عث افزایش املاح و سختی بیشتر آب میگردد به همین خاطر انتخاب آب مناسب برای ورودی و آب جبرانی برج خنک کننده اهمیت زیادی دارد در صورتی که در منطقه ای هستید که آب مناسب در اختیار ندارید باید در سیستم تصفیه آب برج خنک کن دقت لازم را داشته باشید تا عمر دستگاه شما به حداکثر برسد و از مشکلات کولینگ تاور از قبیل رسوب گرفتگی پکینگ ها وقطعات برج خنک کن در امان باشد.

هنگامی که استفاده از سیستم تصفیه آب برج خنک کننده را انتخاب کردید، بسیار مهم است که به خاطر داشته باشید که تعمیر و نگهداری مورد نیاز را نادیده نگیرید. آب رشد باکتری را در خود حمل می کند، چه از طریق شیر آب جریان داشته باشد و چه از طریق یک برج خنک کننده جریان یابد. اگر این آب در اسرع وقت تصفیه نشود، ممکن است زنگ بزند و خورده شود و رسوباتی در داخل تجهیزات تصفیه آب ایجاد شود. به همین دلیل سیستم تصفیه آب برج خنک کننده بسیار مهم است.

مشکلات ناشی از عدم نگهداری از برج خنک کدامند؟

هنگامی که سیستم آب برج خنک کننده خود را به درستی نگهداری نکنید، متوجه خواهید شد که مشکلات مختلفی به وجود می آید. این مشکلات می تواند شامل تشکیل رسوب، خوردگی و رسوب بیولوژیکی باشد. وحتی امکان دارد کلیت ساختار کولینگ تاور شما تحت تاثیر این رسوب ها قرار گیرد.

مشکلات با تشکیل مقیاس:

رسوب چیزی است که هنگام مسدود شدن جامدات مرطوب در لوله ها ایجاد می شود. این ترازو از گرما و آب سرد ساخته شده است که حاوی مواد معدنی بسیار بالایی است. این سپرده ها در طول زمان به افزایش خود ادامه خواهند داد. اگر این رسوبات روی سطح تبادل گرما شروع به تشکیل شدن کنند، در نهایت مسیرها را مسدود کرده و سرعت سیستم را کند می کنند. برج خنک کننده نیز می تواند تحت تأثیر رسوبات مقیاس قرار گیرد. اگر رسوبات جریان حوضه را مسدود کنند یا برج خنک کننده را پر کنند، مشکلاتی به وجود می آید.

انتخاب استفاده از سیستم تصفیه آب برج خنک کننده به جلوگیری از مشکلات رسوبات رسوب کمک می کند. این یک راه بسیار مقرون به صرفه برای شما برای درمان مشکلاتی است که دارید، اما همچنین هزینه نگهداری و تعمیر و نگهداری خود سیستم برج خنک کننده را کاهش می دهد. عمده پولی که هر ساله صرف برداشتن رسوبات ترازو از داخل می شود.

خوردگی داخل برج خنک کننده و پوسیدگی فلزات :

هنگامی که فلز شروع به حل شدن می کند، چیزی به نام خوردگی دارید. اثرات اکسیداسیون فلز را به طور قابل توجهی تجزیه می کند. خرابی باعث می شود سیستم با سرعتی سریعتر از حالت عادی تخریب شود. نکته اصلی این است که وقتی فلز شروع به شکستن می کند، استحکام فلز و ضخامت فلز کاهش می یابد. ساختار فلز دیگر نمی تواند در برابر فشاری که برای آن طراحی شده است مقاومت کند و گودال ها و دهانه ها در فلز ایجاد می شوند.

یک سیستم برج خنک کننده به جلوگیری از وقوع خوردگی کمک می کند. بهترین درمان برای خوردگی، درمان ازن است. روش های دیگری نیز وجود دارد که به همان اندازه خوب عمل می کنند.شما می توانید از راههای بیشتری برای خوردگی قطعات کولینگ تاور اجتناب کنید.

افزایش مشکلات با رسوب بیولوژیکی

مشکلات رسوب بیولوژیکی زمانی رخ می دهد که آب برای مدت طولانی استفاده نشده و رها شده باشد. وقتی آب بدون مراقبت رها شود، پتانسیل تشکیل باکتری، قارچ، جلبک و تک یاخته را دارد. میکروارگانیسم ها در نهایت به نسبت های زیادی در آب می رسند و باعث ایجاد یک لایه بیولوژیکی در سطح آب می شوند. خلاص شدن از شر این فیلم بسیار سخت است. این همان چیزی است که به عنوان رسوب بیولوژیکی شناخته می شود.

مشکلات رسوب بیولوژیکی معمولاً بدترین مشکلی است که می توانید در سیستم برج خنک کننده با آن مواجه شوید. مشکلاتی که ممکن است با رسوب بیولوژیکی رخ دهد عبارتند از انتقال حرارت کم، پر کن می تواند به درستی کار نکند، جریان آب در پکینگ ها و لوله های برج خنک کن می تواند محدود یا مسدود شود، یا خوردگی می تواند از میکروارگانیسم های موجود رخ دهد. همچنین می تواند برای افرادی که از آن استفاده می کنند، مشکلاتی را برای سلامتی ایجاد کند.

استفاده از سیستم رسوب زدای آب برج خنک کننده به رهایی از این مشکل خاص کمک می کند. وقتی یک سیستم خوب خریداری می کنید، باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و هر موجود دیگری که نباید در آب باشد را از بین می برد. سیستم خنک کننده کمک می کند تا رسوبی که مشکلی با تأثیرات بیولوژیکی در آب است ایجاد نشود. وقتی این چیزهای ناپسند از آب حذف شوند، قطعاً کیفیت آب و همچنین جریان آب از طریق برج مدار باز را بهبود می بخشد.

اساس کار برج خنک کننده

عملکرد و اساس کار برج خنک کننده به چه صورت می باشد؟

روش کاری برج خنک کننده بر اساس ایجاد تماس ما بین آب و هوای ورودی به برج خنک کن و تبادل حرارت بین این دو سیال می باشد. هرچه  زمان برقرای تماس و تبادل حرارت بیشتر باشد اب ورودی کاهش دمای بیشتری را تا نزدیک دمای مرطوب محیط تجربه می نماید. همانطور که مشخص است در حالت پاششی یا نوع اسپری برج خنک کننده، تایم یا زمان تماس هوا و آب می تواند با بیشتر شدن ارتفاع کولینگ تاور، افزایش یابد که باعث پاششو سقوط آب از فاصله بیشتر می شود. حال تصور کنید که ارتفاع برج بی نهایت بلند است ، دمای آب سرد بوجود آمده برابر با دمای مرطوب هوا (وت بالب) و دمای هوای خروجی نیز برابر با دمای آب داغ ورودی (محدوده ی سایکرومتریک) خواهد بود.

قابل درک است که برج خنک کننده با ارتفاع بینهایت به پول و منابع مالی بینهایتی هم نیاز دارد، بیشتر در زمان اجرا وساخت دستگاه ، محدوده های ساختاری ابتدا خود را نشان می دهند. و آنجا متوجه میشویم که هر سازه ای را با هر میزان حجمی نمی توانید برای رسیدن به نتیجه مطلوب استفاده نماییم. به همین خاطر طراحان برج خنک کننده در همان مراحل اولیه به این مشکل بر خوردند و برای آن استفاده از پکینگ مدیا کولینگ تاور را پیشنهاد داده اند که باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و بالا رفتن سطح تماس آب و هوا می شد.

پس در پاسخ با این سوا لکه اساس کار برج خنک کننده پیست می توان این جواب کوتاه را داد : تبادل حرارات بین آب گرم ورودی و هوای وارد شده به برج خنک کننده و تبخیر گرمای آب و انتقال آن به اتمسفر.

اگرچه پکینگ برج خنک کننده به عنوان سطح انتقال حرارت شناخته می شود، اما این تعریفی درستی نیست. سطح انتقال حرارت در برج های خنک کننده در حقیقت سطح خود آب است. پکینگ صرفا به عنوان یک واسطه باعث افزایش سطح تماس آب با هوا (افزایش نرخ انتقال حرارت)، و همچنین افزایش زمان تماس بین آب و هوا(افزایش مقدار انتقال حرارت) می شود.

انواع پکینگ برج خنک کننده

به طور کلی دو نوع پکینگ در برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد که اسپلش و پکینگ مدیا گفته می شود. انواع دیگر پکینگ مدیا ممکن است در برج های با پیکربندی جریان متقابل و جریان مخالف مورد استفاده قرار بگیرد.

صفحات پکینگ فیلم یا پکینگ مدیا در اشکال مختلف و میکرو سازه تولید می شوند که هرکدام دارای ویژگی خاصی می باشد و برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. پکینگ ها بر مبنای جایگزینی مستقیم، بهبود عملکرد و سازگاری با شرایط آب انتخاب می شوند.هر پکینگ مشخصات عملکردی مشخصی دارد که برای بارهای حرارتی، سرعت جریان، کیفیت آب، و همچنین توان مختلف ساخته می شوند.

مواد اصلی و پایه پکینگ برج خنک کننده از متریال پی وی سی و پلی پرو پیلن ساخته می شود و با توجه به نیاز مشتری  و نوع کاربری می توان از مدلهای مختلف استفاده کرد. پکینگ های نت اسپلش از جنس پ پ برای دمای کاری تا 90 درجه مناسب هستند  ولی پکینگ های فیلمی یا لانه زنبوری تحمل آب داغ تا 60 درجه را دارا می باشند.

انواع طراحی های پکینگ مدیا :

اسپلش پکینگ ها نیز بر مبنای افزایش سطح ارتباطی بین آب و هوا طراحی شده اند با این تفاوت که به جای عبور از میان صفحات، سطح قطرات آب را افزایش می دهد. این عمل با شکستن قطرات آب به قطرات کوچکتر انجام می شود. این پکینگ ها همچنین باعث می شود آب مدت زمان بیشتری در معرض هوا قرار بگیرد. معمولا اسپلش ها از تکه های سرامیک و یا پو پی وی سی یا پلی اتیلن ساخته می شوند.

در نوع پکینگ فیلمی بر خلاف اسپلش ها آب بر روی سطح و ورق های پکینگ حرکت می کند و لایه به لایه عبور کرده تا به قسمت تشتک برج خنک کن برسد. پکینگ فیلمی  که شبیه لانه زنبور می باشد در بلوک های 120سانت با ارتفاع 30 سانت تولید می شوند و در کنار هم چیده میشوند تا تمام سطح پاشش اب داخل برج را پوشش دهند.

نوعی دیگر از پکینگ های اسپلش به نام رندم اسپلش هستند که ظاهری شبیه لیوان دارند و برای برجهای خنک کن که اب با ساختا نامناسب و آلوده دارند مناسب هستند و به راحتی قابل شتشو و تمیزکاری هستند این نوع از پکینگ ها مقاومت فزیکی و شیمیای نسبتا بالای دارند.سایز پکینگ های رندم اسپلش در ابعاد 1 -2 -3 اینچ می باشد. بطور متوسط دریک مترمکعب حدود 6000عدد پکینگ لیوانی دو اینچ رندم اسپلش قرار میگیرد.

نقش فن برج خنک کننده در عملکرد برج خنک کننده چیست؟ همانطور که عنوان شد یکی از عوامل اصلی سرد شدن آب در کولینگ تاور جریان هوا و برخورد آن با آب ورودی به برج می باشد. حال هر چه میزان هوای ورودی به برج بیشتر باشد قاعدتا تبادل حرارت در مدار برج بین دو سیال بیشتر اتقاق می افتد. فن برج خنک کننده در کولینگ تاور جریان مخالف فایبر گلاس در قسمت تنوره یا دهانه یا فن استک قرار میگیرد. که از طریق اتصال به موتور و گردش منظم باعث ورود هوا از قسمت پایین یا همان بخش لوور های کولینگ تاور میگردد.

فن برج خنک کننده تا تناز 80تن در برجهای مکعبی فایبر گلاس بصورت کوبل مستقیم به موتور وصل می شوند جنس پروانه ها تاقطر 100سانت معمولا از پلی آمید فوق سبک و تقویت شده می باشد که بصورت 5 و7 پره طراحی میشوند. و در برج های خنک کننده 100تن تبرید به بالا پروانه برج خنک کن از متریال فایبر گلاس یا آلومینیم می باشد که مقاومت ساختاری بیشتری داشته باشد. در سایزهای قطر 120 سانت به بالا پروانه کولینگ واتر بصورت غیر مستقیم از طریق فولی و تسمه و یا الکترو گیربکس به موتور متصل میگردد تا سرع تگردش کاهش یابد.

دمای مرطوب در محاسبات برج خنک کننده چیست؟

دمای حباب تر یا دمای حباب مرطوب (به انگلیسی: Wet-bulb temperature) دمایی می باشد که بخشی از هوا می‌تواند داشته باشد اگر با تبخیر آب در آن تا حد اشباع (رطوبت نسبی ۱۰۰٪) سرد شود و گرمای نهان تبخیر توسط همان بخش از هوا تأمین گردد. به عبارت دیگر، دمای حباب مرطوب در اتاقی بسته و عایق، دمای نهایی هوای این اتاق پس از تبخیر آب تا حدی است که رطوبت هوا به اشباع برسد.

دماسنجی که به پارچه مرطوب متصل است دمای نزدیک به واقعی (ترمودینامیکی) حباب مرطوب را نشان خواهد داد. دمای حباب مرطوب پایین‌ترین درجه حرارت قابل استحصال از طریق تبخیر آب به تنهایی است. دمای حباب مرطوب عمدتاً توسط دمای واقعی هوا (دمای هوای خشک) و مقدار رطوبت در هوا (رطوبت نسبی) تعیین می‌شود. در رطوبت نسبی ۱۰۰٪، دمای حباب مرطوب برابر با دمای هوای خشک است

سوالات پرتکرار در مورد برج خنک کننده 

چطور می توانیم راندمان برج خنک کننده را افزایش دهیم ؟

برج خنک کننده دمای آب را تاچه میزان می تواند کاهش دهد؟

میزان پرت آب در برج خنک کننده مدار باز چقدر است ؟

دمای مرطوب در عملکرد برج خنک کننده چه تاثیری دارد؟

نرم افزار محاسبه ظرفیت برج خنک کننده را از کجا دانلود کنیم ؟

و سوالات بیشماره دیگری برای شما در زمینه کولینگ تاور یا همان برج خنک کن امکان دارد بوجود آید. شما می توانید با مراجعه به سایت آذین تهویه (www.azintahvie.com) و مطالعه مقالات مربوطه یا توضیحات محصولات به پاسخ خود برسید ویا از طریق تماس با کارشناس برج خنک کننده مشاوره لازم را دریافت نمایید . شماره تماس  و و اتساپ 09194201355

قطعات برج خنک کننده:

همانطور که می دانید قطعات اصلی کولینگ تاور به قسمتهای مختلفی دسته بندی میشوند که هر کدام دارای انواع مختلف می باشند. این تجهیزات برج خنک کن متناسب با طراحی و عملکرد سیستم مورد استفاده قرار می گیرد. در زیر چند نمونه از قطعات اصلی برج خنک کن عنوان شده برای اطلاعات بیشتر به وب سایت آذین تهویه مراجعه کنید.

1-  بدنه اصلی : سازه و بدنه کولینگ تاور که باید کاملا آب بند باشد، بدنه از قسمت های تشت، دریچه ورود هوا، ستون، دیواره، گلویی فن تشکیل شده است که همگی در کنار هم سازه اصلی و شکل هندسی را تشکیل می دهند که برج خنک کن می تواند به صورت مکعبی یا مدور باشد.

2- سیستم هوا رسانی : شامل الکتروموتور، کاهنده دور و پروانه می باشد، هدف این سیستم به جریان انداختن هوا درون دستگاه می باشد. نوع پروانه می تواند به صورت محوری یا سانتریفیوژ باشد.

3-  سیستم توزیع آب: این سیستم شامل لوله ها، نازل ها و اتصالات جانبی می باشد، آب گرم از طریق لوله وارد دستگاه شده و بوسیله سیستم توزیع آب به صورت قطرات ریز درآمده و به روی سطوح انتقال حرارت اسپری می شود.

4- پکینگ : سطوح انتقال حرارت که برای ایجاد سطح تماس میان آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد. هنگامی که آب گرم به روی پکینگ ها پاشیده می شود همزمان هوا از میان این سطوح عبور می کند، تماس میان آب و هوا موجب خنک شدن آب گرم می شود.

5-  قطره گیر : قطره گیر یا الیمینیتورها قطعاتی هستند که اجازه پرتاب قطرات آب به بیرون از برج خنک کن را نمی دهند، در عین حال طوری طراحی شده اند که هوا به راحتی جریان پیدا کند. در دو نوع تولید می شوند قطره گیر لانه زنبوری و قطره گیر تیغه ای که هر کدام مشخصاتی به خصوص دارند.

6-   تجهیزات جانبی: تجهیزاتی از قبیل سوئیچ کنترل ارتعاش، هیتر تشت، ترموستات، سیستم کنترل هوشمند اینورتر، ترتیب سنج، شیر برقی و ... از لوازم تکمیلی و جانبی برج خنک کننده می باشد، هر کدام از این تجهیزات برای هدف و کاربرد خاص طراحی و مورد استفاده قرار می گیرند.