برج خنک کننده صنعتی

برج خنک کننده صنعتی (Industrial Cooling Tower) یکی از اصلی ترین تجهیزات در صنایع مختلف است که وظیفه اصلی آن انتقال حرارت از جریان آب در گردش به محیط است. برج خنک کننده با استفاده از فرایند تبخیر و تبادل حرارتی، دمای آب گرم خروجی از دستگاه هایی مانند چیلر، کمپرسور هوا، کوره های صنعتی و سیستم های فرایندی را کاهش می دهد. استفاده صحیح از برج خنک کننده صنعتی نقشی حیاتی در افزایش راندمان فرایند های تولید و کاهش مصرف انرژی ایفا می کند.

برج خنک کننده چیست و چگونه کار می کند؟

برج خنک کننده صنعتی تجهیزی است که جریان آب گرم برگشتی از یک واحد صنعتی را خنک کرده و دوباره به سیکل کاری آن باز می گرداند. این فرایند در اثر تماس آب و هوای عبوری از برج خنک کننده و تبخیر بخشی از آن صورت می گیرد که باعث دفع گرمای تولید شده در واحد صنعتی و کاهش دمای آب در گردش آن می گردد.

در فرایند کاری، آب گرم از قسمت فوقانی برج وارد شده و از طریق نازل ها روی سطوح داخلی پکینگ ها توزیع می گردد. هم زمان هوا توسط فن به داخل برج مکیده یا دمیده می شود. بخشی از آب تبخیر شده هوای عبوری را اشباع کرده و گرمای نهان تبخیر آن باعث کاهش دمای باقی مانده آب می گردد. این فرایند ساده اما بسیار موثر، اساس عملکرد تمام برج های خنک کننده صنعتی است.

اجزا اصلی سیستم خنک کاری صنعتی

برج خنک کننده صنعتی به صورت کلی دارای یک سری اجزا داخلی است که هر کدام یک وظیفه مشخص بر عهده دارند.  کیفیت و مشخصات فنی قطعات برج خنک کننده تعیین کننده طول عمر و قدرت خنک کاری برج در صنعت خواهد بود. اجزا اصلی سیستم خنک کاری به شرح زیر است:

پکینگ

پکینگ مهم ترین بخش برج خنک کننده است که با راندمان حرارتی کولینگ تاور ارتباط مستقیم دارد. پکینگ انواع مختلف با مشخصات فنی متفاوتی دارد که هر کدام برای یک کاربرد مخصوص صنعتی مناسب هستند. در صفحه دسته بندی پکینگ برج خنک کننده می توانید جزییات فنی هر کدام را ملاحظه نمایید.

قطره گیر

قطره گیر برای جلوگیری از خروج قطرات آب از برج خنک کننده طراحی و ساخته شده است. معمولا روش کاری آن این است که با ایجاد یک یا دو انحراف در مسیر هوای خروجی از برج خنک کننده صنعتی، قطرات آب در تله ها گیر افتاده و دوباره به سیستم بازگردانده می شوند. در صفحه دسته بندی قطره گیر برج خنک کننده مشخصات دو نوع قطره گیر ساخت شرکت آبان پارت وجود دارد.

فن

فن یا پروانه در برج خنک کننده برای تولید جریان هوای عبوری از برج صنعتی عمل می کند. فن دارای انواع متعددی است که هر کدام از جنس های مختلفی قابلیت تولید دارند. میزان هوا دهی بر اساس قطر و تعداد پره تغییر خواهد کرد. برای دریافت مشخصات بیشتر از صفحه محصول فن برج خنک کننده بازدید نمایید.

نازل

نازل در صنعت برج خنک کننده تنوع زیادی داشته که مهم ترین عامل در ایجاد این تنوع سایز ورودی و جنس نازل است. به دلیل تحمل دمای بالا توسط پلی پروپیلن و ABS اکثر نازل ها از این دو جنس ساخته شده اند. تصاویر و ویژگی انواع نازل را در صفحه دسته بندی نازل برج خنک کننده مشاهده فرمایید.

ظرفیت های پر کاربرد برج خنک کننده در صنعت

برج خنک کننده علاوه بر مصارف خانگی در پروژه های صنعتی کاربرد فراوانی دارد. ما در اینجا سه ظرفیت پر کاربرد برج خنک کننده که ساخت شرکت آبان پارت بوده و برای استفاده در صنعت مناسب هستند را آورده ایم:

1. 100 تن
2. 150 تن
3. 200 تن

برای مشاهده بقیه ظرفیت های برج خنک کننده تولید شده در شرکت آبان پارت، می توانید به صفحه برج خنک کننده مکعبی مراجعه نموده و جزییات فنی سایز های بزرگتر را نیز مشاهده نمایید.

راهنمای انتخاب ظرفیت مناسب برج خنک کننده

برای انتخاب ظرفیت مناسب برج خنک کننده مورد نظرتان در ابتدا باید پارامتر های زیر را مشخص نمایید:

• دمای ورودی
• دمای خروجی
• دمای مرطوب یا منطقه نصب دستگاه
• کیفیت آب در گردش

پس از تعیین موارد فوق می توانید با مراجعه به صفحه محاسبات برج خنک کننده سایز دستگاه مورد نیاز خود را یافته و یا از همکاران ما در قسمت فروش برای این کار مشاوره فنی دریافت نمایید.

انواع برج خنک کننده در صنعت

برج خنک کننده را میتوان از منظر های مختلفی دسته بندی کرد که باعث می شود هر کدام از دسته بندی ها کاربرد مخصوص به خود را پیدا کند. با توجه به گزینه های موجود، مهم ترین دسته بندی برج خنک کننده صنعتی از لحاظ ساختار و نحوه عملکرد بوده که به دسته های زیر تقسیم بندی می گردد:

برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی

برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی مهم ترین نوع برج خنک کننده در صنعت بوده که به دلیل در دسترس بودن و زمان کوتاه تولید کاربری گسترده ای دارد. این مدل برج خنک کننده به صورت مدولار تولید شده و می توان برای تامین ظرفیت های بزرگتر از کنار هم چیدن چند دستگاه، ظرفیت سرمایشی مورد نظر را تامین کرد. برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشخصات فنی می توانید به صفحه دسته بندی برج خنک کننده فایبرگلاس مراجعه فرمایید.

برج خنک کننده آبگردان

برج خنک کننده آبگردان به صورت دایروی تولید شده و از سایز 10 تا 1400 تن در ایران وجود دارد. با توجه به تعداد قطعات فلزی بیشتر، ساپورت کردن پیچیده تر و مونتاژ و تعمیرات سخت دستگاه، امروزه تولید آن به شدت کاهش یافته و کمتر برای کاربری صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. ابعاد و تناژ سایز های مختلف این مدل کولینگ تاور را در صفحه دسته بندی برج خنک کننده آبگردان می توانید ملاحظه فرمایید.

برج خنک کننده ابارا

برج خنک کننده ابارا از نوع برج خنک کننده جریان متقاطع بوده و توسط شرکت ابارا ژاپن (به نمایندگی شرکت کار و اندیشه) در ایران توزیع شده است. با توجه به کراس فلو بودن کولینگ تاور ابارا در وسط دستگاه یک راهرو وجود دارد که عملیات نگهداری و سرویس آن را ساده تر می کند. اما به نسبت رقبای خود حجم بیشتری را اشغال کرده و به دلیل کراس فلو بودن راندمان و کاربری کمتری در صنعت دارد. می توانید مشخصات تناژ های مختلف را در صفحه دسته بندی برج خنک کننده ابارا بررسی کرده و با رقبای آن مقایسه فرمایید.

کاربرد برج خنک کننده در صنایع مختلف

برج خنک کننده صنعتی با توجه به کیفیت بالاتر اجزا داخلی، طول عمر بیشتر دستگاه و هزینه نگهداری کمتر آن، در طیف گسترده ای از صنایع مختلف می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این قسمت تعدادی از کاربری های صنعتی برج خنک کننده را شرح می دهیم:

صنعت تهویه مطبوع

صنعت تهویه مطبوع بزرگترین مصرف کننده برج خنک کننده از نظر تعداد است. زیرا تمامی چیلر های آب خنک نیاز برای عملکرد درست به برج خنک کننده نیاز دارند. شرکت آبان پارت سایز های برج خنک کننده تولیدی خود را بر اساس تناژ های چیلر جذبی و تراکمی مرتب کرده که در صفحه برج خنک کننده چیلر می توانید جزییات فنی آنها را مشاهده نمایید.

صنایع نیروگاهی

در نیروگاه حرارتی (بخار، سیکل ترکیبی، هسته ای) بعد از اینکه بخار پر فشار توربین را می چرخاند، باید دوباره به آب تبدیل شده تا بتوان آن را به سیکل تولید باز گرداند. این بخار وارد کندانسور شده و در آنجا با تماس با آب خنک  می شود. آب خروجی از کندانسور که دارای گرما است توسط برج خنک کننده صنعتی خنک شده و این گرما به هوای محیط انتقال داده می شود.

صنایع فولاد (ذوب و نورد)

در سیستم های ذوب فولاد، برج خنک کننده صنعتی برای خنک کاری بدنه و سقف کوره و ترانس استفاده می شود. اما در ریخته گری مداوم یا CCM، کنترل دمای آب خنک اسپری شده روی سطح شمش یا رولر های مسیر حرکت اسلب اهمیت بسیاری دارد. زیرا سرعت سرد شدن روی ساختار متالوژیکی اثر دارد. در خطوط نورد هم برای خنک کاری رول ها، گیربکس، یاتاقان و سیستم های هیدرولیک وجود کولینگ تاور صنعتی اهمیت فراوانی دارد.

صنایع غذایی

در صنایع غذایی برج خنک کننده در سه حالت مورد استفاده قرار می گردد:

• کندانسور تبرید و چیلر (سردخانه، تونل انجماد و مخازن نگهداری محصول)
• خنک کاری تجهیزات فرایندی و مبدل (پاستوریزاسیون شیر، استرلیزاسیون نوشیدنی، پخت سس و کنسرو)
• کنترل دمای ماشین آلات (کمپرسور، اکسترودر، دیگ بخار و سیستم های هیدرولیک)

صنایع دارویی

در صنعت تولید دارو برج خنک کننده صنعتی به صورت غیر مستقیم و در مدار پشتیبان سیستم های سرمایشی عمل می کند. خنک کاری چیلر های تهویه و کلین روم، کنترل دمای راکتور و میکسر، خنک کاری تجهیزات جانبی مانند کمپرسور هوا و سیستم های خلا و ماشین آلات پرکن، جزو وظایف کولینگ تاور در صنعت دارو سازی است.

صنایع پتروشیمی و پالایشگاه

در صنعت پتروشیمی و پالایشگاه برج خنک کننده دیگر یک تجهیز جانبی نبوده و قلب تپنده سیستم دفع حرارت در آنها است. کنترل دما در مبدل های حرارتی، کندانسور بخار، کمپرسور، توربین و خنک سازی کلیه فرایند های گرمازا مانند کراکینگ و راکتور های شیمیایی جزو وظایف حیاتی برج خنک کننده در صنایع شیمیایی محسوب می گردد.

مدار خنک کاری برج خنک کننده

تماس جریان آب در گردش و هوای عبوری از برج خنک کننده صنعتی ممکن است مستقیم، غیر مستقیم و یا ترکیبی از هر دو حالت باشد. تماس مستقیم آب و هوا به کیفیت و حجم آب تبخیری کمک کرده و راندمان به مراتب بالاتری خواهد داشت. از سوی دیگر تماس مستقیم جریان آب و هوا سبب نفوذ آلودگی محیطی به سیستم بالا دست خواهد شد. برج خنک کننده صنعتی از نظر نحوه تماس آب و هوا به سه دسته عمده زیر تقسیم بندی می شوند:

برج خنک کننده مدار باز

برج خنک کننده مدار باز پر مصرف ترین نوع برج خنک کننده است. در این مدل برج خنک کننده، تماس آب در گردش و هوای عبور از برج خنک کننده به صورت مستقیم بوده و بیشترین قدرت سرمایشی را دارا است. در صنعت از برج خنک کننده مدار باز استفاده زیادی می شود که مهمترین آنها صنایع فولاد و صنایع غذایی هستند. با توجه به تماس مستقیم آب و جریان هوا، آلودگی های محیطی مانند گرد و خاک، روغن، اکسید آهن و …. توانایی وارد شدن به اب در گردش را داشته و در صورت فیلتر نشدن ممکن است باعث گرفتگی در سیستم بالا دستی خود شوند.

برج خنک کننده مدار بسته

در برج خنک کننده مدار بسته بر خلاف برج مدار باز هوای عبوری با آب در گردش در تماس مستقیم نیست. زیرا آب در گردش وارد کویل مسی یا استیل شده و پس از خنک  شدن دوباره به سیستم باز میگردد. این مدل خنک کاری به عدم آلودگی آب کمک کرده و باعث حفظ دستگاه بالا دستی از آلودگی های محیطی میگردد. خنک کاری کویل هم می تواند با پاشش آب جداگانه بر روی کویل صورت گرفته (حالت تر) و یا فقط با مکش فن خنک شود (حالت خشک).

زاویه برخورد آب و هوا در برج خنک کننده

در برج خنک کننده صنعتی جهت برخورد جریان آب در گردش و هوای عبوری دارای دو زاویه 90 و 180 درجه است. این موضوع سبب شده تا برج خنک کننده از نظر ساختار و نحوه عملکرد به دو دسته طبقه بندی شود:

برج خنک کننده جریان مخالف

در برج خنک کننده جریان مخالف (Counter flow) همان طور که از نامش پیداست جهت برخورد جریان آب و هوا مخالف همدیگر بوده و زاویه 180 درجه با هم دارند. به این صورت که جریان هوا از پایین و جریان آب از بالا وارد پکینگ شده و با هم برخورد میکنند. این مدل برج خنک کننده صنعتی راندمان بالاتری داشته و انرژی کمتری مصرف نموده و در نتیجه فضای کمتری نیز اشغال می نماید.

برج خنک کننده جریان متقاطع

در برج خنک کننده جریان متقاطع (Cross flow) زاویه برخورد جریان آب در گردش و هوای عبوری 90 درجه بود و بر هم عمود هستند. هوای عبوری از بغل وارد پکینگ شده و با جریان آبی که به صورت عمودی بر روی آنها می ریزد، مخلوط می گردد. راندمان برج خنک کننده جریان متقاطع کمتر بوده ولی از نظر دسترسی و تعمیر و نگهداری نسبت به نوع جریان مخالف برتری دارد.

جنس بدنه برج خنک کننده

جنس بدنه برج خنک کننده نقش مهمی در طول عمر و مقاومت مکانیکی آن بازی می کند. با توجه به تنوع کولینگ تاور های موجود در بازار، برج های خنک کننده صنعتی را می توان از نظر جنس بدنه به موارد زیر دسته بندی کرد:

برج خنک کننده با بدنه فلزی

در برج خنک کننده فلزی بدنه کولینگ تاور از ورق گالوانیزه تولید شده که ممکن است به صورت فابریکی باشد یا بعدا توسط روش گالوانیزه گرم پوشش داده شود. سهولت و دقت در ساخت و استحکام مکانیکی جزو ویژگی های این مدل برج خنک کننده صنعتی است. اما با توجه به کاهش کیفیت ورق های موجود به نسبت قیمت، تولید جنس با کیفیت گران تمام شده و فروشنده به منظور کاستن از قیمت تمام شده، مجبور به کاهش کیفیت میگردد.
این موضوع سبب شده تا عمر برج خنک کننده فلزی که در سال های اخیر تولید می شوند کاهش یافته و سریعا دچار پوسیدگی بدنه شوند. متاسفانه پوسیدگی بدنه هیچ راه حل بلند مدتی نداشته و کارفرما مجبور به تعویض کل دستگاه خواهد شد. در مجموع تولید برج خنک کننده با بدنه فلزی گزینه مناسبی برای کولینگ تاور صنعتی نیست.

برج خنک کننده با بدنه کامپوزیت

برج خنک کننده با بدنه کامپوزیت در سه دهه اخیر پر مصرف ترین برج در ایران بوده است. ابتدا به شکل هندسی دایروی تولید شده و اخیرا نوع مکعبی آن به دلیل مزایای متعدد کاربرد بسیاری پیدا کرده است. جنس کامپوزیتی بدنه سبب مقاومت بالا در مقابل خوردگی و اکسیداسیون می گردد. هم چنین پوشش ژلکوت آن با افزودن آنتی یو وی در مقابل تابش مستقیم آفتاب دوام آورده و رنگ سفید آن باعث انعکاس نور و مانع گرم شدن بدنه میگردد.
تولید برج خنک کننده FRP برای مصرف کننده مشکلات زیادی به همراه دارد که سبب می شود تا ساخت آن در تیراژ پایین مقرون به صرفه نباشد. نکته اول اینکه برای ساخت بدنه کامپوزیتی نیاز به مدل سازی و قالب گیری قطعات است که فرایند به نسبت گرانی است. نکته بعدی تامین مواد اولیه و شخص ماهر در فرایند ساخت بوده که برای تیراژ پایین مشکل به نظر می رسد.

برج خنک کننده با بدنه بتنی

برج خنک کننده با بدنه بتنی بهترین گزینه برای برج های خنک کننده سایز بزرگ است. زیرا هزینه تمام شده تولید آن به نسبت بقیه گزینه های موجود کمتر خواهد بود. کارفرما می تواند با تهیه نقشه سازه برج خنک کننده و سایزینگ درست آن، ساخت بدنه برج خنک کننده بتنی را خودش انجام داده و تنها لوازم داخلی آن را از بازار تامین نماید. اما این موضوع مشروط به انجام محاسبات درست و دقیق و امکان سنجی تامین تجهیزات آن است.

ساخت بدنه بتنی برج خنک کننده یک کار عمرانی محسوب شده و از حوزه کاری طراحی و ساخت برج های خنک کننده معمولی خارج شده و شرکت تامین کننده کولینگ تاور، تنها نقش ناظر پروژه را بر عهده خواهد گرفت. با توجه به اینکه ظرفیت برج خنک کننده فایبرگلاس دارای محدودیت بوده و برای دبی آب با مقدار بالا مناسب نیست، کولینگ تاور با بدنه بتنی تنها گزینه مناسب برای پروژه های بزرگ می باشد. بزرگترین مشکل ساخت برج بتنی زمان طولانی اجرا و ساخت بدنه آن است.

سوالات متداول درباره برج خنک کننده صنعتی

برج خنک کننده صنعتی چیست؟

برج خنک کننده صنعتی دستگاهی است که برای کاهش دمای آب در فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود. این سیستم با تبخیر بخشی از آب در گردش، گرمای اضافی تولیدشده در تجهیزات صنعتی را دفع می‌کند. از این دستگاه در کارخانه‌ها، صنایع پتروشیمی، نیروگاه‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع بزرگ استفاده می‌شود.

تفاوت برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته چیست؟

در برج خنک کننده مدار باز، آب مستقیماً با هوا تماس پیدا می‌کند و بخشی از آن تبخیر می‌شود تا دمای آب کاهش یابد. اما در مدل مدار بسته، سیال درون کویل جریان دارد و با هوا تماس مستقیم ندارد. این موضوع باعث کاهش آلودگی، رسوب و تبخیر آب می‌شود و برای سیستم‌های حساس مناسب‌تر است.

برج خنک کننده فایبرگلاس چه مزایایی دارد؟

مدل‌های فایبرگلاس به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و رطوبت، وزن سبک‌تر و طول عمر بیشتر، انتخاب بسیار مناسبی برای محیط‌های صنعتی هستند. همچنین تعمیر و نگهداری این نوع برج‌ها ساده‌تر بوده و در برابر شرایط آب‌وهوایی مختلف عملکرد پایداری دارند.

چگونه ظرفیت مناسب برج خنک کننده را انتخاب کنیم؟

انتخاب ظرفیت مناسب به عواملی مانند دبی آب در گردش، اختلاف دمای ورودی و خروجی، شرایط اقلیمی محل نصب و نوع فرآیند صنعتی بستگی دارد. برای انتخاب دقیق، محاسبه بار حرارتی سیستم یا مشاوره با کارشناسان فنی توصیه می‌شود.