برج خنک کننده یک مبدل حرارتی ویژه است که در آن هوا و آب به منظور کاهش دمای آب در تماس مستقیم با یکدیگر قرار می گیرند با وقوع این امر حجم کمی از آب تبخیر می شود وباعث کاهش دمای آب در حال گردش از طریق برج می شود.یک برج خنک کننده برای از بین بردن گرما از یک ساختمان یا تاسیسات با پاشش آب به پایین برج برای تبادل گرما در داخل ساختمان طراحی شده است هوا از کناره های برج وارد می شود و از میان آب در حال سقوط عبور می کند.
با عبور هوا از آب تبادل گرما انجام می شود و مقداری از آب تبخیر می شود این گرما و آب تبخیر شده به شکل ابر ریز از بالای برج خارج می شود آب خنک شده در پایین برج جمع می شود و برای استفاده مجدد به داخل ساختمان پمپ می شود. برج خنک کننده صنعتی سیستم موثر در حذف گرمای ناخواسته از یک مکان به مکان دیگر با استفاده ازآب به عنوان رسانه انتقال حرارت هستند .
روند کار برج خنک کننده
آبی که در یک فرآیند صنعتی یا در یک کندانسور تهویه هوا گرم می شود از طریق لوله ها به برج خنک کننده منتقل می شود آب از طریق نازلها به داخل ارسال می شود و تا آنجا که ممکن است سطح آب برای حداکثر تماس با هوا قرار می گیرد هنگامی که آب از برج خنک کننده عبور می کند ، در معرض هوا قرار می گیرد ، که توسط فن موتور الکتریکی از طریق برج کشیده می شود.
وقتی آب و هوا به هم می رسند مقداری کمی آب تبخیر می شود و یک عمل خنک کننده ایجاد می کند. سپس آب خنک شده مجددا به کندانسور یا تجهیزات فرآوری شده در محل جذب گرما پمپ می شود .سپس دوباره به برج خنک کننده پمپ می شود تا بار دیگر خنک شود.
برج خنک کننده برای چه مواردی استفاده می شود؟
برج های خنک کننده در درجه اول برای سرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع و مصارف صنعتی استفاده می شوند برج های خنک کننده عملکرد مقرون به صرفه و کم مصرف را برای سیستم های نیازمند به خنک کننده فراهم می کنند.از برج های خنک کننده برای پالایشگاه های نفت نیروگاه های پتروشیمی ، کارخانه های مواد غذایی و سایر تاسیسات صنعتی استفاده می شود.
برج خنک کننده چیلر
برج خنک کننده یک سیستم خنک کننده است که آب گرم داخل چیلر را خنک می کند و مستقیما نیاز های خنک کننده ساختمان را برآورده می کند .کار یک برج خنک کننده گرفتن گرما از یک فرآیند و دفع آن به بیرون که از راه تبخیر صورت می گیرد در چیلر های آب خنک که از برج خنک کننده برای خنک کردن آب گرم شده در کندانسور استفاده می شود.
دستگاه تصفیه آب
برای اینکه در زمانی که برج خنک کننده گرما را از راه تبخیر دفع می کند ، رسوباتی باقی نماند و باعث کاهش عملکرد برج خنک کننده نشود باید همراه خرید برج خنک کننده یک دستگاه سختی گیر یا تصویه آب نیز تهیه شود.چیلرها گرما را از مکانی که نیاز به کنترل آب و هوا دارد ماننده سیستم تقسیم سنتی یا واحد بسته بندی انتقال می دهند اما برای این کار به جای هوا از آب استفاده می کنند . دو نوع چیلر وجود دارد
انواع چیلر
1- چیلر آب خنک
2- چیلر هوا خنک
روند کار چیلر آب خنک همراه با برج خنک کننده
فرایند خنک سازی با ورود آب به اواپراتور شروع می شود در آنجا گرما از آب به مبرد منتقل می شود.سپس آب سرد شده از طریق منبع اولیه به مخزن آب ارسال می شود و در آنجا توسط پمپ آب به فضاهای مختلف توزیع می شود از آنجا که گرما مطابق قانون دوم ترمودینامیک از گرم به سرد منتقل می شود آب سرد گرمای محیط تهویه مطبوع را در هواگیر جذب می کند سپس یک فن هوای خنک شده را وارد فضا می کند .
و بعد آب گرم به چیلر برگردانده می شود تا یک بار دیگر خنک شود .در این بین گرمای جذب شده توسط مبرد در اواپرتور نیاز به انتقال دارد تا مبرد بتواند گرمای بیشتری را جذب کند .مبرد کم فشار با دمای بالا از اواپراتور به کمپرسور می رود که باعث افزایش فشار می شود و بعد از آن که مبرد وارد کندانسور می شود .
چیلر های آب خنک از آب برای جذب گرمای مبرد داخل لوله ها استفاده می کند سپس آب به برج خنک کننده پمپ می شود تا گرمای آن گرفته شود پس از متراکم شدن ، مبرد از طریق یک شیر انبساط عبور می کند تا فشار (و دما) را قبل از بازگشت به اواپراتور جایی که روند سیکل تبرید دوباره شروع می شود کاهش دهد.
نحوه عملکرد برج خنک کننده
چیلر های آب خنک همراه با برج خنک کننده در کجا استفاده می شوندچیلر ها کاربردهای مختلفی دارند و بعضی اوقات به سیستم های اسپلیت یا واحد بسته بندی سنتی ترجیح داده می شوند زیرا آب گرما را بهتر از هوا هدایت می کند. استفاده از پکینگ در برج های خنک کننده موجب افزایش راندمان خنک کاری دستگاه می گردد.
به همین دلیل است که چیلرهای خنک کننده با آب در عملکرد خود سازگارتر و کارامدتر هستند و طول عمر بالاتری نسبت به چیلر هوا خنک دارند چیلرهای آب خنک با تاسیسات بزرگتر متداول تر هستند (در صورت وجود آب کافی) مانند فرودگاه ها ، بیمارستان ها ، هتل ها ، مراکز خرید ، ساختمان های تجاری و برای مصارف صنعتی استفاده می شود .
در اکثر کارخانجات کوچک و بزرگ و در ساختمان های مسکونی و تجاری بزرگ یکی از مهم ترین و اساسی ترین دستگاه های موجود برج خنک کننده علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالات دیگر در تهویه مطبوع و صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.
برای انتخاب صحیح ظرفیت برج خنک کننده چیلر چه مواردی موثر است
- ظرفیت سرمایشی چیلر
- نوع چیلر (جذبی یا تراکمی)
- نرخ جریان سیال (دبی)
- دماهای ورود و خروج
- ترکیب سیستم
- آپشن های کنترلی
- شرایط اقلیمی محل قرار گیری
- امکان سنجی تامین آب مصرفی (آب جبرانی)
- دمای ورودی خروجی استاندارد کندانسور
- میزان آب در گردش کندانسور
- سختی آب در گردش
- ارتفاع محل نصب برج خنک کننده
ترکیب برج خنک کننده و چیلر به عمل کرد بهتر چیلر و حداقل استفاده از قابلیت چیلر و کاهش مصرف برق کمک می کند .و هر دو برای سسیستم خنک کاری مرکزی لازم هستند چه برای استفاده در ساختمان و چه در مصارف صنعتی برج خنک کننده دیک راه حل ارزان برای از بین بردن گرمای مبرد در کندانسور است.
چیلر های آب خنک گرمای موجود در ساختمان های تجاری مسکونی و یا صنعتی باشد توچیلر و برج خنک کننده، معمولاً در کنار هم در یک ساختمان جهت خنک کردن هوا استفاده می شوند. تجهیزات اصلی یک سیستم سرمایش عبارتند از ، برج خنک کن، هواساز، پمپ. چیلر بسته به نوع آن در موتورخانه و یا پشت بام نصب می شود.
معمولاً چیلرهای نصب شده در پشت بام به صورت هوا خنک (یعنی به وسیله هوا خنک می شود) بوده و چیلرهای نصب شده در موتورخانه آب خنک (یعنی به وسیله آب خنک می شود) قرار دارند. چیلرها نیز به دو صورت چیلر تراکمی و یا چیلر جذبی هستند که در ادامه این مطلب از سایت قصد داریم تا به بررسی نقش هر کدام از تجهیزات نام برده و نحوه کار آنها بپردازیم.
آشنایی با چیلر و برج خنک کننده
چیلرها، آب بسیار سرد با دمای 5 تا 10 درجه سانتیگراد را تامین می کنند. در ادامه، آب خنک وارد مبدل های فن کوئل یا هواساز شده و هوای پیرامون را خنک می کند. فعالیت چیلر مانند سایر ماشین آلات، عملیاتی گرمازا است و برای فعالیت مداوم و موثر نیاز به خنک کردن آن می باشد.
کولینگ تاور نیز برای خنک کردن چیلر به کار مورد استفاده قرار می گیرد. برج خنک کن، دمای آب خنک را در محدوده دمایی 25 تا 30 درجه تامین می کند. این کار به این صورت انجام می شود که گرمای چیلر را گرفته از طریق فرایند تبخیر به هوا منتقل می نماید. نوعی مدیا در برج خنک کن یا کولینگ تاورهای صنعتی بوده که با نام پکینگ توربو اسپلش از آنها یاد می‌گردد.
چیلر و کولینگ تاور
طرز کار چیلر
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است چیلر آب سرد با دمای 6 درجه سانتیگراد تامین می کند و به وسیله پمپ به هواساز می فرستد تا هواساز با عبور هوا از روی کویل آب سرد، هوا را خنک نماید و در نهایت آب با دمایی در حدود 12 درجه سانتیگراد هواساز را ترک می کند.چیلر و کولینگ تاور در کنار هم می توانند آب با دمای بسیار پایین تامین کنند که معمولًا جهت خنک کردن فضای داخلی یک ساختمان مورد استفاده قرار گیرند
طرز کار برج خنک کننده
در مدار دیگری آب جریان دارد تا کندانسور را خنک کند و این گرمای جمع آوری شده را جذب کند. این آب به وسیله برج خنک کن خنک می شود و معمولاً از دمای 32 درجه سانتیگراد به 27 درجه سانتیگراد می رسد. برج خنک کن معمولاً در پشت بام و در فضای باز قرار گرفته است که به وسیله فن و ایجاد جریان هوا سطح تماس میان آب و هوا را افزایش داده از طریق تبخیر گرما را به اتمسفر انتقال می دهد.