توليد كننده نازل برج خنك كننده

كولينگ تاور

نيروگاه هاي حرارتي و هسته اي و همچنين شركت هاي صنعتي روزانه مقدار زيادي آب فرآيندي مصرف مي كنند كه به مكانيزم ها و مجموعه هاي خنك كننده مختلف مي رود. بنابراين آب به طور قابل توجهي گرم مي شود و از آن جايي كه فرآيند خنك ‌سازي در اطراف يك حلقه بسته حركت مي‌ كند، خنك بودن آن اهميت بالايي براي تاسيسات بزرگي همانند نيروگاه ها دارد، به همين دليل از برج خنك كننده يا همان كولينگ تاور استفاده مي شود.

روش هاي خنك سازي در كولينگ تاور

در كولينگ تاور ها به ورش خنك ‌سازي تبخيري فرآيند خنك ‌كننده انجام مي شود كه معمولا از آب به عنوان مبرد استفاده مي ‌كنند و كه يك مزيت قابل توجهي كه وجود دارد اين است كه دوستدار محيط‌ زيست مي‌ باشد.

در حقيقت مي توان گفت كولينگ تاور بر اساس اصل تبخير آب كار مي كند. آب از هواي نفوذي گرما مي گيرد و تبخير مي شود. تبخير، هوا را خنك مي كند زيرا رطوبت آن را افزايش مي دهد. اين روش تبريد به دليل مصرف كم انرژي، در آب و هواي گرم و خشك بسيار محبوب است.

در فرآيند خنك ‌سازي تبخيري، از يك فن يا دمنده براي بيرون كشيدن هواي گرم از بيرون استفاده مي ‌شود و از ميان پكينگ هاي برج خنك كننده عبور مي‌ كند كه سطح كافي براي تبخير آب را فراهم مي‌ كنند.

از آن جايي كه اين سيستم نياز به آب دارد و دائماً در حال تبخير است، كيفيت آب در درجه اول اهميت بالايي دارد. استفاده از آب سخت، باعث فرسودگي و پوسيدگي تجهيزات و قطعات فلزي مي شود و در نهايت در طي يك دوره زماني موجب ايجاد رسوب مي شود. اين امر منجر به توزيع نابرابر آب روي پكينگ ها مي شود كه منجر به انجماد موثر نقاط داغ مي شود. براي حل مشكل تجمع زياد مواد معدني در آب، يك خط تخليه آب تعبيه شده است تا مقداري از آب را به صورت مداوم و متناوب تخليه كند.

يكي از كاربرد هاي ديگر تبخير، تبريد است كه در برج هاي خنك كننده صنعتي كاربرد فراواني دارد. آب در گردش در كولينگ تاور كه گرما را از سيستم ها و فرآيند هاي صنعتي از طريق مبدل هاي حرارتي دريافت مي كند، به اتمسفر منتقل مي كند.

فرآيند دفع گرما با پاشيدن آب در مناطق وسيع از طريق نازل هاي توزيع آب انجام مي شود و همان آب در تشتك كولينگ تاور جمع آوري مي شود. بر اساس طراحي برج هاي خنك كننده، تبخير آب از طريق همرفت طبيعي يا تهويه توليدي صورت مي گيرد. بسته به رطوبت نسبي دماي آب ورودي در دلتا دماي اتمسفر، كاهش دماي خنك كننده 6 تا 10 درجه سانتي گراد را مي توان در كولينگ تاور به دست آورد.

خنك كننده تبخيري چيست؟

خنك كننده تبخيري مي تواند دماي هوا را با استفاده از انرژي بسيار كم تري نسبت به فرآيند خنك كننده معمولي كاهش دهد.

در اين فرآيند آب با جريان هوا تبخير مي شود و مرحله تبخير از مايع صورت مي گيرد. در اين فرآيند، گرماي حساس دريافتي از هواي اطراف به عنوان گرماي نهان لازم براي تبخير آب استفاده مي شود. از دست دادن انرژي هوا منجر به كاهش دماي هوا مي شود.

اين روش تبريد انرژي كارآمد و همچنين بسيار پايدار است و محيط كاري راحت و بهداشتي را در يك ساختمان اداري، مركز توليد يا توزيع فراهم مي كند. در مقايسه با ساير سيستم هاي خنك كننده مكانيكي، روش خنك كننده تبخيري به طور قابل توجهي انرژي كم تري مصرف مي كند، حتي منجر به ظرفيت خنك كننده يكسان يا كارآمد تر نسبت به روش هاي خنك كننده سنتي مي شود.

با اين حال خنك كننده تبخيري، معايبي نيز دارد، كه اصلي ترين آن كاهش راندمان زماني است كه رطوبت اتمسفر بالا باشد. در شرايط رطوبت بالا يا زماني كه رطوبت نسبي نزديك به 100 درصد است، تبخير آب دشوار مي شود زيرا جو از قبل از رطوبت اشباع شده است.

بنابراين، ظرفيت كولينگ تاور به شدت كاهش مي يابد. مهم تر از آن، هنگامي كه از كولر هاي تبخيري در مناطق مسكوني با شرايط گرم و مرطوب استفاده مي شود، رطوبت بيشتر هوا باعث مي شود محيط كار براي افراد نارضايتي ايجاد كند. حفظ رطوبت بالا منجر به تشكيل كپك در وسايل خانه مي شود.

روش هاي مختلف خنك سازي تبخيري عبارت است از:

·        مستقيم

·        غير مستقيم

سيستم خنك كننده تبخيري مستقيم چيست؟

خنك كننده تبخيري مستقيم به عنوان سيستمي تعريف مي شود كه در آن هواي ورودي از خارج از طريق يك مرطوب كننده دميده مي شود، جايي كه رطوبت براي كاهش دما اضافه مي شود.

در اين سيستم خنك ‌كننده، هواي بيرون بر روي سطح مرطوب پكينگ هاي برج خنك‌ كننده مي ‌وزد. رطوبت روي سطح تبخير مي شود و دماي هوا را كاهش مي دهد. هواي خنك شده توسط دمنده در كل منطقه مورد نياز به گردش در مي آيد.

در طول خنك سازي مستقيم، كل اثر خنك كننده تبخير آب به منطقه سرد تر منتقل مي شود. با توجه به اين كه 1000 كيلو گرم آب براي تبديل آن از فاز مايع به بخار به حدود 680 كيلو وات انرژي نياز دارد، اثر خنك كنندگي به دست آمده قابل توجه است.

با اين حال، اين سيستم داراي محدوديت هايي نيز مي باشد، زيرا با افزايش رطوبت ورودي، راندمان كولينگ تاور به شدت كاهش مي يابد. اين به اين دليل است كه اگر هواي ورودي قبلاً با رطوبت اشباع شده باشد، احتمال اضافه شدن رطوبت اضافي كاهش مي يابد كه يكي از معايب اين سيستم است.

سيستم خنك كننده تبخيري مستقيم چگونه كار مي كند؟

اين سيستم، سرمايش تبخيري مستقيم يا سرد شدن تدريجي رطوبت جريان هوا را تا نقطه اشباع آن افزايش مي دهد.

جزئيات عملكرد سيستم خنك كننده تبخيري مستقيم به شرح زير مي باشد:

از نظر ساخت بسيار ساده و متشكل از پروانه (فن)، پكينگ برج خنك كننده، مخزن آب و ... مي باشد.

هوا از بيرون از طريق يك پروانه يا فن بزرگ به داخل كشيده مي شود.

وظيفه اصلي پكينگ هاي برج خنك كننده جذب آب است، زيرا تعداد زيادي از لايه هاي اين پكينگ ها سطح را افزايش مي دهند. به اين پيكنگ ها، پكينگ كولينگ تاور نيز مي گويند. هواي گرم مولكول هاي آب موجود در سطح بزرگي كه توسط پكينگ هاي برج خنك كننده وجود دارد تبخير مي شود و باعث مي شود دماي هوا در داخل كولينگ تاور كاهش يابد. افت دما به رطوبت هواي ورودي يا ميزان رطوبت بستگي دارد، اگر هوا گرم يا خشك باشد تا 20 درجه سانتي گراد كاهش مي يابد.

اين ساده ترين و محبوب ترين سيستم خنك كننده اي است كه مي تواند به عنوان مقرون به صرفه ترين سيستم براي نياز هاي تهويه مطبوع، ترجيحاً در شرايط آب و هوايي خاص استفاده شود.

سيستم خنك كننده تبخيري غير مستقيم چيست؟

در يك سيستم خنك كننده تبخيري غير مستقيم، جريان هوا به يك منطقه سرد مي رسد و با آب تماس ندارد.

اين فرآيند توسط يك واحد بازيابي حرارت انجام مي شود كه در آن هواي خنك شده گرما را با آب مبادله مي كند كه در طرف ديگر سطح فلز تبخير مي شود. از آن جايي كه تماس مستقيم با آب وجود ندارد، هوا بدون رطوبت خنك مي شود.

سيستم خنك كننده تبخيري غير مستقيم از تكنيك هاي مختلفي براي دستيابي به خنك سازي تبخيري توسط آب استفاده مي كند. در يك مورد، هواي خنك كننده از يك سري لوله هاي فلزي عبور مي كند كه با آب پاشيده مي شوند. گرماي هواي داغ، آب روي سطح فلز را تبخير مي كند و باعث ايجاد يك اثر خنك كننده مي شود.

سيستم خنك كننده تبخيري غير مستقيم چگونه كار مي كند؟

تبخير غير مستقيم رطوبت در طول فرآيند خنك سازي افزايش نمي يابد.

سيستم هاي خنك كننده تبخيري غير مستقيم از هواي محيط براي خنك كردن دماي داخلي استفاده مي كنند و از اختلاط مستقيم جريان هواي خارجي و داخلي جلوگيري مي كنند. رطوبت توليد شده در طول خنك سازي تبخيري با هواي خروجي آزاد مي شود و جريان هواي ارسال شده به منطقه خنك كننده توسط مبدل حرارتي هوا به هوا خنك مي شود.

بر اساس مفهوم فوق تغييراتي در طراحي وجود دارد.

هواي ورودي در اين سيستم به دو قسمت تقسيم مي شود. مقداري از آن از رطوبت ساز عبور مي كند، سپس گاز خروجي از مبدل حرارتي عبور مي كند. مابقي جريان هواي ورودي قبل از تامين گرما با هواي مرطوب سرد مبادله مي كند.

در اين پيكربندي، مبدل حرارتي هوا به هوا از لوله هاي مرطوب و خشك جايگزين تشكيل شده است. هواي ورودي وارد لوله‌ هاي خشك مي ‌شود و بخشي از آن در قسمت سردخانه رها مي‌ شود. قسمت ديگر به لوله هاي مرطوب، جايي كه تبخير رخ مي دهد، به عقب رانده مي شود. هواي خروجي خنك شده مرطوب، گرما را با هواي گرم ورودي مبادله مي كند و يك اثر خنك كننده ايجاد مي كند.

تفاوت بين انجماد سيستم خنك كننده مستقيم و غير مستقيم

تفاوت هاي سيستم هاي خنك كننده تبخيري مستقيم و غير مستقيم به شرح زير مي باشد:

خنك كننده تبخير مستقيم

·        رطوبت براي خنك شدن به جريان هوا منتقل مي شود.

·        كارايي سيستم تقريبا 90 درصد است.

خنك كننده تبخيري غير مستقيم

·        هيچ رطوبتي به جريان هوا وارد نمي شود.

·        راندمان به دست آمده حدود 60-70 درصد است.