کولینگ تاور چیست؟

کولینگ تاور چیست؟

  کولینگ تاور چیست؟

در واحدهاي صنعتی‌ بعضی‌ از واکنشهاي شیمیایی‌ در درجه‌ حرارت بالا صورت می‌گیرند و نیز بعضی‌ از واکنشهاي شیمیایی‌ حرارتزا می‌باشند بنابراین‌ لازم است‌ حرارت حاصل‌ را به‌ طریقی‌ از سیستم‌ خارج نمود ، که‌ این‌ کار را با استفاده از برجهاي خنک‌ کننده آبی‌ و یا خنک‌ کنندههاي هوایی‌ انجام می‌دهند .در خنک‌ کننده هاي هوایی‌ از سیال هوا استفاده می‌کنند و به‌ دلیل‌ ضریب‌ انتقال حرارت کم‌ هوا نیاز به‌ سطح‌ تبادل حرارتی‌ زیادي است‌ به‌ همین‌ علت‌ خنک‌ کنندههاي هوایی‌ بسیار بزرگتر از خنک‌ کنندههاي آبی‌ می‌باشند از طرف دیگر کنترل این‌ خنک‌کنندهها و همچنین‌ به‌ جریان درآوردن هوا در آنها مشکلتر از خنک‌کنندههاي آبی‌ می باشد .همچنین‌ مهمترین‌ نقص‌ خنک‌کنندههاي هوایی‌ نسبت‌ به‌ نوع آبی‌ افت‌ دماي کمتر آن میباشد حداکثر کاهش‌ دما در این‌ نوع خنک‌ کنندهها °F١٠ می‌باشد و اگر دماي هوا زیاد باشد اثر خنک‌ کنندگی‌ آنها کاهش‌ می‌یابد .در خنک‌ کننده هاي آبی‌ از سیال آب استفاده می‌کنند که‌ غالباً شامل‌ آب شیرین‌ ، آب شور(دریا) ویا مخلوطی‌ از آب یا الکل‌ هاي مونو یا پلی‌هیدریک‌ می‌باشد ، بسته‌ به‌ نوع منبع‌ تأمین‌ آب ، خنک‌کن‌ ممکن‌ است‌ داراي کیفیت‌هاي متفاوتی‌ باشد که‌ با توجه‌ به‌ کیفیت‌ آبهاي مورد استفاده تمایل‌ به‌ خوردگی‌ و رسوبگذاري و … در برجهاي خنک‌کننده آبی‌ وجود خواهد داشت‌ و بایستی‌ اصلاحات لازم را روي آب انجام داد که‌ تا آنجا که‌ ممکن‌ است‌ خطرات حاصل‌ را به‌ حداقل‌ رساند .

انوع برجهای خنك كننده

سیستم آب خنك كننده غير مستقیم

سیستم آب خنك كننده مستقیم

سیستم آب خنك كننده غير مستقيم به سیستمی مي گفته سيشود كه سيال سرد از طريق رابط مانند راكتور ، مبدل حرارتي با سيال گرم در تماس است

سیستم آب خنك كننده  مستقیم به سیستمی  گفته يشود كه آب بطور مستقيم با مواد جامدي كه بايستي خنك شوند تماس دارد . به اين صورت كه آب توسط نازل به صورت Spray بر روي مواد جامد بطور مستقيم پاشیده شده و خنك مي شوند.

مکانیزم انتقال حرارت در برجهاي خنک‌ کن‌

انتقال حرارت بین‌ هوا و آب به‌ دو صورت محسوس وغیر محسوس صورت می‌ گیرد .انتقال حرارت محسوس در اثر اختلاف دماي هوا و آب بوجود می‌آید و انتقال حرارت غیر محسوس در اثر اختلاف رطوبت‌ نسبی‌ هواي محیط‌ و هواي اشباع در دماي سطح‌ قطرات آب بوجود می‌آید . این‌ اختلاف رطوبت‌ باعث‌ میشود که‌ مقداري از آب تبخیر شده وبه‌ لایه‌ نازك هواي اشباع مجاور قطره که‌ داراي رطوبت‌ نسبی‌ صددرصد است‌ وارد شود .اختلاف دماي هواي عبوري ازکنار این‌ لایه‌ نازك هواي اشباع که‌ داراي دماي حباب مرطوب می‌باشد باعث‌ میشود که‌ انتقال حرارت از فیلم‌ نازك به‌ هواي گذرنده از کناربگیرد در نیتجه‌ عمل‌ تبخیر آب کاهش‌ می‌یابد . لذا در برجهاي خنک‌ کن‌ مرطوب نیاز به‌ سطوحی‌ داریم‌ که‌ بتواند لایه‌ نازك هواي اشباع اطراف قطرات آب را فراهم‌ کند از طرف دیگر مسیر جریان پیدا کردن آب و هوا هرکدام و یا نسبت‌ به‌ یکدیگر در برجهاي مختلف‌ با هم‌ تفاوت دارند . براساس مسیر جریان آب و هوا نسبت‌ به‌ یکدیگر برجهاي خنک‌ کن‌ را به‌ دو دسته‌ تقسیم‌ می‌کنند :

الف‌) برجهاي خنک‌ کن‌ جریان مخالف‌ (Counter Flow Cooling Tower)

ساختار جریان آب وهوا در این‌ برج به‌ گونه‌اي است‌ که‌ آب از بالاي برج روي سطوح حرارتی‌ می‌ریزد و هوا از پایین‌ برج و در خلاف جهت‌ حرکت‌ آب ، حرکت‌ میکند .بنابراین‌ در ارتفاعهاي مختلف‌ شرایط‌ ترمودینامیکی‌ مختلفی‌ وجود خواهد داشت‌ . مثلاً در یک‌ سطح‌ هم‌ ارتفاع درون سطوح تبادل حرارتی‌ دماي آب و هوا ثابت‌ خواهد بود . این‌ شرط براي کمیتهاي دیگر مثل‌ رطوبت‌ هوا نیز برقرار است‌ . شکل‌ ذیل‌(٤) شرایط‌ فوق را نشان می‌ دهد

ب) برجهاي خنک‌ کن‌ جریان متقاطع‌ (Cross Flow Cooling Tower)

در این‌ برجها باز هم‌ آب‌ از بالاﻱ برج‌ به‌ سمت‌ پایین‌ حرکـت‌ مـی‌کنـد . امـا مـسیر جریان‌ هوا خلاف‌ جهت‌ حرکت‌ آب‌ نیست‌ بلکه‌ عمود بر مسیر حرکت‌ آب‌ است‌ . بـدین‌ صورت‌ که‌ هوا از دیواره‌هاﻱ جانبی‌ برج‌ بصورت‌ افقی‌ وارد سطوح‌ حرارتی‌ می‌شوند کـه‌ آب‌ از بالاﻱ آنها و بصورت‌ عمودﻱ به‌ سمت‌ پایین‌ در حرکت‌ است‌ . لذا به‌ علت‌ تبـادل‌ حرارتی‌ متقاطع‌ آب‌ و هوا مثل‌ حالت‌ قبل‌ شرط‌ ثابت‌ بودن‌ کمیتهاﻱ ترمودینامیکی‌ را در یک‌ ارتفاع‌ ثابت‌ نداریم‌ . در این‌ شرایط‌ کمیتهاﻱ ترمودینامیکی‌ هـم‌ در راسـتاﻱ افقـی‌ و هم‌ در راستاﻱ عمودﻱ بطور همزمان‌ تغییر می‌کند .شکل‌ ذیل‌(٥) شرایط‌ فوق‌ را نـشان‌ می‌دهد

برج خنک کننده مداربسته

برج خنک کننده مداربسته (close cooling tower) یا برج خنک کن سیکل بسته از ضروری ترین و مهمترین تجهیزات برای صنایع مختلف محسوب می شود. این نوع مبدل حرارتی خنک کاری مورد نیاز در خط های تولید صنایع گوناگون را از تماس آب و هوا تأمین می کند. عملکرد این مبدل های حرارتی پر کاربرد به این صورت است که آب در داخل کویل سرمایشی گرمایش را از دست داده، خنک می شود. این برج ها که یکی از مدل های رایج کولینگ تاور (Cooling Tower) هستند در 2 نوع مختلف وجود دارند:

• برج خنک کننده خشک
• برج خنک کننده هیبریدی

کاربردهای برج خنک کننده مداربسته کدام است؟

همان طور که اشاره شد، وظیفه ای که بر عهده برج خنک کننده مداربسته قرار داده می شود پایین آوردن دمای سیال است. در نهایت عملکرد این مدل برج خنک کننده باعث می شود تا دمای تأسیسات صنعتی کاهش پیدا کند. از کاربردهای برج خنک کننده مداربسته می توان به استفاده در صنایع زیر اشاره کرد:

• سیستم های تهویه مطبوع
• نیروگاه ها
• پالایشگاه ها
• صنایع غذایی
• پتروشیمی
• ذوب فلزات
• کوره القایی

برج خنک کننده مداربست به دلیل مزیت های بسیار زیادی که دارد یک عضو حیاتی در صنایع کشور به شمار می آید. این تجهیزات پیچیده با عملکرد خیلی خوب در کاهش دمای تجهیزات صنعتی باعث افزایش بهره وری خطوط تولید می شوند. این دستگاه به صنایع کمک می کند تا در تمام فصول و در هر شرایط آب و هوایی تولیدی با راندمان بالا داشته باشند.