تاریخچه پیدایش کولینگ تاور(Cooling tower history)

با آغاز انقلاب صنعتی(Industrial revolution) در دهه 90 میلادی، سه حوزه صنعت، حمل و نقل و کشاورزی دچار تحولات بنیادینی گشتند. اختراع موتور بخار که بسیاری آن را به عنوان یکی از عوامل آغازگر انقلاب صنعتی می دانند، سبب شد که حجم تولید کارخانجات افزایش یافته و به جای استفاده از نیروی انسانی، از انرژی مکانیکی برای خط تولید استفاده گردد. نتیجه این اتفاق، بزرگ شدن شرکتها و افزایش حجم تولید بود.

مراحل انقلاب صنعتی

دلیل ابداع(اختراع) برج خنک کننده

برای تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز کارخانجات در ابتدا از موتور بخار استفاده می شد. یکی از مشکل های استفاده از موتور بخار، خنک کردن بخار حاصل بود و به این منظور باید سیستم خنک کاری ارزان و به صرفه ای ابداع میگشت.

در اواخر قرن نوزدهم و ابتدای قرن بیستم، اولین نمونه های برج خنک کن، با تکیه بر کاهش دما بر اثر تبخیر سطحی معرفی شدند. برج های خنک کننده اولیه، دارای سیستم بسیار ساده ای بودند که در آن آب از ارتفاع مشخصی به داخل دستگاه پاشیده می شد و به واسطه برخورد با هوا خنک می گردید. در کولینگ تاورهای قدیمی معمولا جنس بدنه از چوب بود و اجزایی مثل فن و پکینگ وجود نداشت. در تصاویر زیر نمونه تبلیغات قدیمی برج خنک کن شرکت دونپورت را ملاحظه می کنید.

واژه برج خنک کن یا کولینگ تاور نیز به واسطه شکل هندسی اولیه این تجهیز بر روی آن گذاشته شد. در کولینگ تاور های اولیه، یک سازه مرتفع به شکل برج، برای افزایش زمان برخورد هوا با آب خنک کاری طراحی میشد و به دلیل عدم وجود فن و موتور، جریان هوا در داخل برج به صورت طبیعی شکل میگرفت.در تصویر زیر نمونه ای از اولین مدلهای برج خنک کن را(کولینگ تاور) مشاهده میکنید.

نمونه کولینگ تاور اولیه بدون فن 

اختراع و استفاده از برج خنک کننده جریان اجباری/مکانیکی

Mechanical draft cooling tower invention and development

با پیشرفت تکنولوژی در اواخر دهه 90 و ابتدای قرن 20 و به ویژه اختراع موتور احتراق داخلی و برق برای مصارف صنعتی، روند توسعه و رشد کارخانجات تسریع گردید. در این زمان استفاده از برج های خنک کن در نیروگاهها و خطوط تولید هم به کاربری های قبل اضافه شد.

تولید عمده و صنعتی موتورهای الکتریکی و فن، به اختراع برج های خنک کن با جریان هوای اجباری(مکانیکی) کمک زیادی نمود. این مدل کولینگ دارای راندمان بیشتری بودند و در عین حال فضای کمتری اشغال می کردند.

برج خنک کننده بلژیک

یکی از نمونه های بسیار مشهور نیروگاهی، کولینگ تاور شارلوا بلژیک است که از مدل های بتنی بسیار بزرگ می باشد. این برج(Power Plant IM – Charleroi, Belgium) بخاطر سازه عظیمش اکنون به عنوان یک جاذبه قدیمی شناخته می شود. این نیروگاه(آی ام) که در سال 1921 ساختش تمام شد، یکی از بزرگترین نیروگاه های ذغالی در بلژیک بود.

کولینگ بتنی نیروگاه شارلوا بلژیک، در زمان پیک تولید برق، مقدار 480،000 گالون آب را در هر دقیقه خنک می کرد(معادل 180 هزار متر مکعب در ساعت) که با استاندارد های امروزی نیز عددی حیرت آور است!

تاریخچه استفاده از کولینگ تاور پکیج فایبرگلاس

در اواسط قرن بیستم که صنعت ساختمان دچار تحولاتی عمده ای گشت و ساخت برج های مسکونی در دنیا رواج یافت، برج خنک کن پکیج برای استفاده در سیستم های تهویه مطبوع، گرمایشی و سرمایشی(HVAC) رواج پیدا کرد. 

کولینگ تاور های اولیه پکیج، از فن سانترفیوژ بهره می بردند و بدنه آنها عمدتا فلزی بود. با گذشت زمان و افزایش توانمندی های در حوزه کامپوزیت، برج خنک کن فایبر گلاس به مرور وارد بازار شد.

نمونه برج خنک کننده فایبرگلاس پکیج مکعب

مزیت فایبرگلاس، مقاومت در برابر رسوب و خوردگی و از بین رفتن معضل زنگ زدگی در بدنه برج خنک کننده است. همچنین قطعات کامپوزیت فایبر گلاس از استحکام نسبتا بالایی نیز برخوردار هستند. مزایای این نوع برج خنک کننده موجب گشت که استفاده از آن در واحد های صنعتی نیز رواج یابد. با این وجود در شرایطی که دبی آب در گردش بسیار زیاد(بیش از 2 هزار متر مکعب در ساعت) باشد، همچنان از برج خنک کننده Field Erected یا مونتاژ در محل استفاده می کنیم

از مواردی که در افزایش راندمان برج خنک کن در طول تاریخ تاثیر بسزایی داشت، مب توانبم به تکنولوژی تولید پکینگ PVC و PP به منظور افزایش راندمان تبخیر اشاره کنیم. پیش از این، در بسیاری از برج های خنک کن از چوب اشباع به جای پکینگ استفاده می شد که علاوه بر راندمان پایین، وزن بالایی نیز داشت و به سرعت بر روی سطح آن رسوب و جلبک تشکیل می شد. همانطور که گفتیم که در گذشته و اواسط قرن بیستم، استفاده از چوب در سازه کولینگ تاور نیز رواج داشت و برخی از برج های قدیمی صنعتی دارای بدنه چوبی بودند.

تصویر برج خنک کننده قدیمی چوبی

در نیمه دوم قرن بیستم به مرور استفاده از برج های خنک کن فایبر گلاس پکیج در تهویه مطبوع رواج یافت و همچنین برج های کراس فلو پکیج به تولیدات کارخانجات مطرح اضافه شد. همچنین در حوزه صنعت نیز برج خنک کننده مونتاژ در محل از سازه های فایبر گلاس و کامپوزیت در کنار برج های خنک کن صنعتی به بهره برداری رسیدند.

یکی از مهمترین موارد در حوزه تاریخچه برج خنک کننده، به برج خنک کن بطری شکل(گرد-مدور) مربوط است که این نوع برج برای استفاده در حوزه تهویه مطبوع در کشورهای آسیای شرقی مدتی مورد استفاده قرار گرفت. لیکن اکنون سالیان متمادی است که در کشور های پیشرفته از این نوع برج(کولینگ تاور گرد و بطری شکل) به دلیل مشکلات فراوان و راندمان پایین استفاده نمی شود.

نمودار طبقه بندی انواع کولینگ تاور

 

سایزینگ و انتخاب کولینگ تاور برای چیلر جذبی و تراکمی

فروش سیستم ضد گرفتگی و رسوب کولینگ تاور

فروش پکینگ کولینگ تاور از جنس PVC و PP

طراحی برج خنک کن صنعتی فایبرگلاس

بهینه سازی راندمان برج خنک کننده

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

خدمات انتخاب برج خنک کننده

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

لینک های مرتبط

طبقه بندی کولینگ تاور از نظر نحوه ایجاد جریان هوا

دسته بندی برج خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب و هوا

انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

تاریخچه کولینگ تاور

تاثیرات رنج و اپروچ در ظرفیت برج خنک کننده

خریدن یک کولینگ صنعتی با قیمت پایینتر به شرطی که کیفیت آن کم نشود برای همه مشتریان جذاب است. شاید برای شما جالب باشد اگر بدانید با داشتن اطلاعات مناسب در زمان طراحی برج خنک کن، می توانید اندازه و ابعاد محصول مورد نظر را کاهش داده و از نظر قیمت، هزینه کمتری برای خرید پرداخت کنید.

برای بهینه کردن اندازه وقیمت کولینگ تاور، با حفظ کردن اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده(یا دمای رنج)، مقدار اپروچ را زیاد می کنیم تا اندازه و ابعاد سیستم کولینگ کوچکتر شود و راندمان آن افزایش یابد.

برای مثال اگر در تهران با ثابت بودن دبی آب، دمای ورودی و خروجی Cooling tower را از مقدار 38(دمای ورودی به کولینگ تاور) درجه سانتیگراد برای آب گرم و 28(دمای خروجی کولینگ تاور) برای آب سرد تغییر بدهیم و به دمای 40 درجه سانتیگراد برای آب گرم و 30 درجه برای آن سرد خروجی برسانیم، می توانیم اندازه کولینگ تاور را بین 10 الی 15 درصد بدون تغییر در ظرفیت حرارتی، کم کنیم. در نتیجه قیمت برج خنک کن نیز بدون کاهش کیفیت، کمتر می شود. برای آشنایی بیشتر با این روش و مفهوم فاکتور اندازه، در ادامه مقاله با ما همراه باشید.

یکی از ضریبهای بسیار مهم در طراحی برج خنک کننده، فاکتور اندازه و ابعاد کولینگ است. این فاکتور با مقدار عدد اپروچ(Approach) که اختلاف وت بالب یا دمای حباب مرطوب با دمای خروجی از کولینگ تاور است نسبت نمایی دارد. 

طراحی درست کولینگ تاور با ضریب ابعاد و ظرفیت

همانگونه که مطالب قبل بیان شده از نظر تئوری دمای اپروچ(Approach) در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2 الی 3 درجه سانتیگراد باشد. در حقیقت هر اندازه دمای مورد نظر جهت خروجی برج خنک کننده به دمای حباب تر یا وت بالب(Wet Bulb)نزدیک باشد، ابعاد برج خنک کن بزرگتر می شود. 

مفهوم عدد اپروچ یا دمای تقرب و اختلاف دمای رنج در برج خنک کننده

نمودار تغییرات فاکتور ابعاد به نسبت اپروچ را در ادامه مشاهده می کنید. با استفاده از فرمول تبدیل دمای فارنهایت به سانتیگراد C = (F - 32) 5/9 و با حذف عدد ثابت 32(به این دلیل که اختلاف دما مورد نظر است) میبینید که در عدد اپروچ حدود 17 درجه فارنهایت، معادل 9.5 درجه سانتیگراد، فاکتور ابعاد برج خنک کننده برابر 1 خواهد بود.

 

فاکتور اندازه برج خنک کن در مقایسه با اپروچ بر حسب درجه فارنهایت

این در حالی است که در صورت کاهش دمای Approach(یعنی نزدیکتر شدن دمای خروجی برج خنک کن به وت بالب/حباب مرطوب) به عددی حدود 10 درجه فارنهایت معادل 5.5 درجه سانتیگراد، سایز برج خنک کن مورد نظر 1.5 برابر خواهد شد. 

البته در مورد اندازه کولینگ تاور، مفهوم واتر-لود(واتر لودینگ یا چگالی بارش) نیز باید در نظر گرفته شود. طبق محدودیت واترلود(Cooling tower water loading)، میزان آب در گردش برج خنک کننده بر حسب متر مکعب بر ساعت تقسیم بر مساحت مفید کولینگ تاور بر حسب متر مربع نباید از عدد 30 بالاتر باشد.

این مساله باعث بزرگ شدن بیش از حد ابعاد برج خنک کن و بالا رفتن قابل توجه هزینه ساخت و قیمت کولینگ تاور می شود.به همین دلیل توصیه می گردد به منظور امکان ارائه پیشنهاد قیمت مناسب برای برج خنک کننده، دمای خروجی حداقل در حدود 7 الی 10 درجه سانتیگراد بالاتر از وت بالب یا دمای حباب تر انتخاب شود تا فاکتور ابعاد کولینگ تاور(Cooling tower size factor) نزدیک 1 باشد.

مثال و نمونه طراحی درست و بهینه کولینگ تاور

بر اساس توضیحاتی که دادیم، برای شهری مانند تهران که دمای حباب تر آن در حدود 24 درجه سانتیگراد است، دمای خروجی کولینگ تاور بهتر است بالاتر از 30 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شود تا برج خنک کننده از لحاظ قیمت و ابعاد، در شرایط ایده آل باشد.

جالب است بدانید در شهرهایی مثل اهواز، آبادان، بندر عباس، ماهشهر، قشم و کیش که دمای مرطوب یا وت بالب عموما در تابستان بالای 30 درجه سانتیگراد می شود(به دلیلی رطوبت نسبی بالای و گرمای شدید در تابستان)، برای رسیدن به دمای 35 الی 38 درجه سانتیگراد در خروجی برج خنک کننده مجبور خواهیم شد از بالا رفتن فاکتور اندازه چشم پوشی کنیم.

بدین ترتیب در ماهشهر که وت بالب آن در حدود 30 الی 31 درجه سانتیگراد است می توانیم به دمای آب 34 درجه سانتیگراد در مرداد ماه برسیم که البته این مساله موجب بزرگتر شدن ابعاد برج خنک کننده و افزایش قیمت می شود.

طراحی و فروش برج خنک کن مدار بسته و مدار باز فایبرگلاس با استاندارد CE

طراحی و ساخت برج خنک کننده صنعتی و تجاری

فروش پکینگ PVC و PP ضد رسوب آلمانی کولینگ تاور

کاهش مصرف برق و آب کولینگ تاور

مشاوره خرید برج خنک کن

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

خدمات طراحی و محاسبات کولینگ تاور در وبسایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

مقاله های مرتبط با ضریب ظرفیت و طراحی برج خنک کننده

مقدار آب مورد نیاز کولینگ تاور

مفاهیم طراحی و محاسبات برج خنک کننده

کولینگ تاور ذوب و احیا فلز روی

با توجه به ارائه مطالب کلی در خصوص نحوه عملکرد انواع کولینگ تاور صنعتی، از این بخش به بررسی تخصصی شرایط برج خنک کن در صنایع مختلف می پردازیم.

به عنوان اولین حوزه تخصصی، صنعت ذوب و احیای فلز روی(Zinc) را مورد بررسی قرار می دهیم. مهمترین دغدغه در برج خنک کننده شرکتهای ذوب، احیا و تولید فلز روی، شرایط آب پروسس(فرآیند) است.

 

پروسه تولید فلز روی با حل کردن خاک حاوی یون این فلز، در آب آغاز می گردد و سپس با تصفیه این مایع، محلولی به دست می آید که به شدت اسیدی است و در عین حال رسوب فراوانی تولید می کند که عمدتا سولفات کلسیم هستند. به همین دلیل در کارخانه های تولید روی، از برج های خنک کن دمنده(Force draft) استفاده می گردد.

در عین حال به دلیل رسوب محلول مورد استفاده جهت احیاء فلز روی(Zinc)، در این برج های خنک کن از پکینگ استفاده نمی شود و صرفا محلول به صورت آزاد در معرض هوای دمیده شده قرار می گیرد تا با تبخیر سطحی، دمای آن کاهش یابد. پس استفاده نکردن از پکینگ و نیاز به بیشتر شدن زمان تماس هوا و آب، جزو دلایلی اصلی بلند بودن برج خنک کننده در کارخانه روی هستند.

ایرادها و اشکالات در برج های خنک کننده خط تولید سرب و روی

مشکلات کولینگ تاورهای خط تولید فلز روی(Zinc) را می توانیم به شرح زیر طبقه بندی کنیم:

1- رسوب بسیار زیاد سولفات کلسیم در برج خنک کن و کانالهای پاشش آب

2- خوردگی شدید و اسیدی بودن محلول که موجب صدمه دیدن قطعات کولینگ تاور می گردد

3- ارتفاع زیاد برج های خنک کن به دلیل عدم امکان استفاده از پکینگ و فیلینگ

4- عدم وجود برج خنک کن تخصصی برای صنعت ذوب و احیاء فلز روی در بازار

برج خنک کننده استوانه ای دمشی کارخانه روی

همانگونه که در تصویر فوق مشاهده می نمایید، در حال حاضر بسیاری از کارخانه های ذوب و احیای روی، از کولینگ تاور استوانه ای که فن در قسمت پایین قرار گرفته است، استفاده می کنند. ایراد این نوع برج خنک کن، راندمان پایین تبخیر بدلیل عدم چرخش جریان هوا در داخل بدنه برج است. فن محوری قرار داده شده در قسمت پایین کولینگ تاور، هوا را به صورت مستقیم به بالای فن استک منتقل می کند و به همین دلیل فضای داخل برج خنک کننده به خوبی پوشش داده نمی شود.

این در حالی است که در برج خنک کننده پیشنهادی ما که به صورت ویژه برای صنایع ذوب و احیاء فلز روی طراحی شده است، جریان هوا به صورت مارپیچی به سمت بالا حرکت کرده و زمان بیشتری را در تماس با آب خواهد گذراند. بدین ترتیب راندمان تبخیر و عملکرد این نوع برج خنک کننده به شدت افزایش می یابد. نمونه پروژه انجام شده در حوزه برج خنک کننده کارخانه تولید روی، با همکاری یکی از تولیدکنندگان، در تصویر زیر مشخص گردیده است.

فن و پروانه مناسب برای برج خنک کننده کارخانه تولید روی

استفاده از پره های معمولی در سیستم کولینگ کارخانه روی معمولا باعث می شود که پروانه در مدت زمان کوتاهی خورده شود و نیاز به تعویض داشته باشد. مقاومت فن برج خنک کننده ذوب و احیا روی، به نوع رزین و فلز بکار رفته در اجزای آن بستگی دارد. پیشنهاد ما در محیط های اسیدی، استفاده از رزین وینیل استر یا اپوکسی و هاب، کلمپ و دسته های استیل 316 یا آلومینیوم آنودایز است. با این روش اگرچه قیمت هر ست پروانه از حالت عادی بیشتر می شود، لیکن عمر مفید مجموعه پره ها، به شدت افزایش می یابد.

با توجه به موارد ذکر شده طراحی و ساخت برج های خنک کن برای کارخانه ذوب و احیا و تولید روی نیازمند دانش طراحی، و نیز سابقه ساخت مناسبی در این حوزه می باشد. شرکت آراکو با سابقه مناسب در حوزه طراحی، شبیه سازی و ساخت برج خنک کن صنعت روی، آماده ارائه محصولی تخصصی در این حوزه می باشد.

---

مشاوره، طراحی، و ساخت برج خنک کننده ویژه صنعت ذوب و احیاء روی

طراحی و فروش کولینگ تاور صنعتی فایبر گلاس با استاندارد CE اروپا

فروش کولینگ تاور استوانه ای دمشی (فن از پایین)

بهینه سازی مصرف آب برج و برق در کولینگ تاور 

فروش پکینگ فیلم PP و PVC برج خنک کن

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

لینک های مرتبط

طراحی، مشاوره و تولید کولینگ تاور صنعتی

کانال آپارات آشنایی با برج خنک کننده، فن کامپوزیت و پکینگ

مقاله کولینگ تاور بدون پکینگ

کولینگ تاور فایبرگلاس نوع مکعبی کانتر فلو

Fiber glass counter flow cooling tower

برج خنک کننده صنعتی فرق زیادی با برج خنک کن مسکونی دارد و به همین دلیل طراحی و ساخت این نوع از برج های خنک کن، نیازمند تسلط به دانش طراحی برج خنک کننده می باشد.

بطور کلی، برج خنک کن صنعتی در دو نوع کولینگ تاور پکیج و برج خنک کن مونتاژ در محل با سازه بتنی و فایبر گلاس، طراحی و تولید می شود.

تصویر برج خنک کننده فایبرگلاس کانتر فلو پکیج با بهترین مواد اولیه

باید توجه داشت که در صنعت به دلیل حساسیتهای زیاد و نیز هزینه بالای متوقف شدن خط تولید، استفاده از برج های خنک کن بطری شکل و گرد، در صنعت به هیچ عنوان توصیه نمی شود. امروزه به جز چین، هند و متاسفانه ایران، استفاده از برج خنک کننده بطری شکل گرد، بدلیل اتلاف فراوان آب و برق و خرابی های متعدد، منسوخ شده است.

استفاده از برج های خنک کن مونتاژ در محل با سازه بتونی و فایبر، زمینه ساز عمر بالای سازه و فراهم کننده امکان استفاده از ارتفاع بیشتر در طراحی می باشد. همچنین انتخاب کولینگ تاور مونتاژ در محل، به کاربران کمک می کند از تجهیزات و قطعات صنعتی بزرگتر (مانند موتور و گیربکس) استفاده کنند و مساحت اشغال شده به حداقل می رسد.

دو موردی که می توان به عنوان مشکل در برج خنک کننده صنعتی مونتاژ در محل(Field erected Cooling Tower) مطرح کرد. یکی از مشکلات، زمان بسیار زیاد برای ساخت این نوع کولینگ تاور و دومی کاهش زیاد ظرفیت خنک کاری در صورت نیاز به تعمیرات اساسی هر یک از سلولهای برج خنک کن است. در این شرایط استفاده از برج های خنک کن صنعتی پکیج فایبرگلاس کمک می کند که تعمیرات و نگهداری بسیار آسانتر و با کاهش حداقل ظرفیت خط تولید انجام گیرد. در عین حال به دلیل استفاده از تجهیزات یکسان، امکان تامین قطعات کولینگ تاور پکیج بسیار آسانتر است و هزینه کمتری را نیز می طلبد.

بدین ترتیب در مواردی که امکان استفاده از برج خنک کننده پکیج (از نظر فضای اشغال شده و همچنین مساحت مورد نیاز باشد) وجود داشته باشد، استفاده از کولینگ تاور پکیج کانتر فلو از نظر هزینه و همچنین زمان ساخت و مونتاژ به صرفه تر است.  

طبقه بندی برج خنک کن - کولینگ تاور - از نظر نحوه ایجاد جریان هوا

دسته بندی برج خنک کننده از نظر حالت برخورد آب و هوا 

طبقه بندی و انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

تاریخچه برج خنک کن

شرکت آراکو

فروش برج خنک کن صنعتی فایبرگلاس با استاندارد CE اروپا

ساخت و فروش برج خنک کن مدار بسته با کویل مسی و گالوانیزه

فروش برج خنک کنننده صنعتی کوره القایی

فروش برج خنک کن صنعتی لبنیات

فروش کولینگ تاور صنعتی صنایع فولاد

ساخت برج خنک کننده پتروشیمی و پالایشگاه

فروش پکینگ، فن و گیربکس کولینگ تاور صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

کانال آپارات -فیلم آموزش برج خنک کننده

اطلاعاتی در مورد سازه و ساختار کولینگ تاور بتنی

برج خنک کننده بتنی نیروگاه

در ابتدای این بخش توضیحی مختصر در خصوص انواع نیروگاه تولید برق بیان می کنیم. به صورت کلی نیروگاه ها را می توان به 4 گروه نیروگاه حرارتی، نیروگاه آبی، نیروگاه بادی و نیروگاه خورشیدی تقسیم نمود.

در ایران بیش از 92-93% میزان برق تولیدی توسط نیروگاه های حرارتی تولید می گردد.

نیروگاه های سیکل حرارتی خود به 4 گروه اصلی تقسیم می شوند :

1- نیروگاه بخار

2- نیروگاه گازی

3- نیرگاه سیکل ترکیبی

4- نیروگاه هسته ای

همانگونه که در تصویر فوق مشاهده می کنید بیشترین درصد تولید برق در ایران مربوط به نیروگاه گازی و پس از آن نیروگاه بخار و سیکل ترکیبی است. آب در گردش در نیروگاه ها را می توان به وسیله کندانسور هوایی(ایرکولر) و یا کولینگ تاور خنک کرد.

شکل ظاهری اکثر کولینگ تاور های بتونی نیروگاهی مشابه است، البته باید توجه داشت در برخی از طراحی ها، در قسمت ورودی هوا فن هایی نیز وجود دارد تا درصورت کافی نبودن جریان طبیعی هوا، با ایجاد جریان اجباری موجب خنک شدن آب شوند. کولینگ تاور نیروگاه ها از لحاظ نحوه خنک کاری به دو حالت کلی تقسیم می گردند.

1- برج خنک کننده نیروگاهی هوا خنک(برج خنک کن نیروگاه خشک) 

Dry cooling tower

این نوع برج های خنک کن دارای رادیاتورهایی در قسمت ورودی است که با جریان هوای عبوری، آب داخل آن خنک می شود. این حالت باعث خواهد شد سیال خنک شونده (آب) با هوا در ارتباط نباشد و مصرف آب در اثر تبخیر در حد صفر باقی بماند.

2- برج خنک کننده نیروگاه آب خنک(برج خنک کن نیروگاه مرطوب یا تر) 

Wet cooling tower

در این نوع برج خنک کن آب مانند انواع صنعتی، توسط کانالها و نازل ها پاشیده می شود و پس از برخورد با هوای ورودی و خنک شدن دوباره به مدار بر می گردد. در این حالت به دلیل تبخیرآب در گردش، مصرف آب نسبتا بالا خواهد بود.

نمونه برج خنک کننده تر نیروگاهی را می توان در نیروگاه نکا، نیروگاه تهران ، بخش قدیمی نیروگاه همدان و .... مشاهده نمود. البته عموما کولینگ تاور های آب خنک نیروگاهی در ایران با سازه بتنی و فرم مکعب مستطیل ساخته شده اند.

روش ساده ظاهری تشخیص برج خنک کننده خشک و تر نیروگاهی بررسی، مشاهده بخار در قسمت خروجی دودکش آن است. بدین ترتیب اگر در خروجی دودکش برج خنک کننده نیروگاهی بخار آب مشاهده کردید، می توانید با احتمال خیلی زیاد آن کولینگ تاور را مرطوب یا تر در نظر بگیرید.

با در نظر گرفتن کم آبی و خشکسالی های اخیر در ایران یکی از بزرگترین موارد مصرف آب، برج خنک کننده نیروگاهها است که شهرهای بزرگ را دچار مشکلات فراوانی کرده است و متاسفانه مشکلات فراوانی را برای شهرهای مجاور ایجاد کرده است.

3 - کولینگ تاور هیبرید برای نیروگاه

استفاده از سیستم هیبرید برای خنک کاری در نیروگاه ها به کم شدن مصرف آب متوسط سالیانه می انجامد. سیستم برج خنک کننده هیبرید ترکیبی از روش هوا خنک و Cooling tower است. روش کارکرد برج هیبرید به این صورت است که در فصلهایی مثل پاییز و زمستان که هوا سردتر است و در طول بعضی شبهای تابستان و بهار، آب به وسیله هوای محیط خنک می شود. به این ترتیب تبخیر و مصرف آب برج خنک کن نیروپاه کم می شود. البته سیستم هیبرید، قیمت بسیار بالاتری از کولینگ تاورهای عادی دارد.

روش های کاهش مصرف آب کولینگ تاور نیروگاهی 

ساخت و فروش فن فایبرگلاس برج خنک کننده نیروگاهی

طراحی برج خنک کن هیبرید

فروش برج خنک کننده فایبر گلاس صنعتی

مشاوره در حوزه برج خنک کننده مدار بسته و ایرکولر

کاهش مصرف آب کولینگ تاور 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268   

02166561974

02166129745

بخش طراحی و فروش برج خنک کننده سایت آراکو

کانال آپارات فیلم آموزش فن، پکینگ و کولینگ تاور

کنترل هوشمند کولینگ تاور (کاهش مصرف آب و برق)

Cooling tower control system

از مهمترین عوامل در کاهش مصرف آب و برق سیکل سرمایش، کنترل شرایط دمایی محیط و آب خنک شونده است. با استفاده از سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور، می توان میزان دبی آب در جریان را در برج های خنک کننده مدار بسته با توجه به دمای سیال خنک شونده کاهش یا افزایش داد. همچنین در کولینگ تاور تر یا مدار باز می توان با تغییر دادن دور فن فایبرگلاس کولینگ تاور، میزان تبخیر سطحی آب برج خنک کننده را اصلاح نمود. به این صورت، در بازه های زمانی که دمای هوای محیط و در نتیجه دمای مرطوب یا همان وت بالب(Wet Bulb) کم می شود مانند شب ها و نیز در فصل هایی که دمای محیط کاهش کلی دارد مانند پاییز و زمستان، میزان آب تبخیر شده و در نتیجه مصرف آب برج خنک کننده نیز کاسته می شود. به منظور مشخص شدن بیشتر این مساله، تغییرات دمای متوسط هوا (برای یک منطقه جغرافیایی مشخص) در ساعات شبانه روز و ماه های سال در تصاویر ذیل نمایش داده شده است.

 

نحوه عملکرد سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

استفاده از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده همراه با استفاده از کولینگ تاور مدار بسته، روش بسیار مناسبی در کم کردن میزان تبخیر آب است. در این حالت و در ساعتهایی که دمای هوای محیط پایین می آید، می توان از برج خنک کن مانند ایر کولر استفاده نمود. این رویکرد تا حدی مشابه روشی است که در کولینگ تاور هیبرید نیز از آن استفاده می گردد. برای اینکه با این مساله بیشتر آشنا شوید می توانید مقاله مربوط به برج خنک کننده هیبرید را مطالعه کنید.

تاثیر سیستم هوشمند بر کاهش مصرف آب کولینگ

بهره گیری از سیستم هوشمند کنترل برج خنک کننده  تاثیر زیادی در کم شدن میانگین مصرف سالیانه آب دارد. در شرایط فعلی کشور که وضعیت آب در شرایط بحرانی است و اکثر نقاط با خشکسالی مواجه هستند، می تواند کمک بزرگی در بهینه سازی مصرف آب صنایع باشد. البته در خصوص مقدار آب مورد نیاز مصرف کولینگ تاور، در مقاله های قبلی توضیحات کاملی را ارائه کردیم.

لازم به توضیح است اجرای طرح های بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج های خنک کن نیازمند هزینه های اولیه مطالعات، طراحی و شبیه سازی های سیالاتی است، لیکن هزینه های اولیه چنین طرح هایی پس از مدتی با کاهش چشمگیر مصرف آب جبران خواهد شد.

علاوه بر توضیحات ارائه شده، با انجام بازرسی مستمر و تعمیرات و نگهداری مناسب می توان راندمان عملکرد برج خنک کننده را به نحو مناسبی افزایش داد. به وسیله سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن می توان این موارد را کنترل کرد:

-کنترل دور فن و موتور کولینگ تاور(کاهش تبخیر آب و کم کردن صدای فن برج خنک کننده بویژه در شب)

-کنترل دمای خروجی آب از برج

- کم کردن مقدار آب مصرفی سیکل ثانویه در کولینگ تاور مدار بسته (آبی که بر روی کویل ریخته می شود و آن را سرد می کند)

-کنترل وضعیت الکتروموتور برای جلوگیری از افزایش بیش از حد جریان و ولتاژ

اجزا و قطعات مجموعه کنترل هوشمند و کاهش مصرف آب کولینگ تاور

روش کار مجموعه کنترل هوشمند برج خنک کننده به این صورت است که ابتدا اطلاعاتی از شرایط محیط و وضعیت فعلی برج خنک کن به کمک سنسورها دریافت می کند. سپس این اطلاعات وارد تابلو برق و در ادامه اینورتر یا درایو(inverter drive) می شود. در داخل اینورتر درایو ویژه برج خنک کننده، اطلاعات مربوط به دمای هوا، دور فن و دمای آب خروجی بررسی می شود و بر اساس برنامه نوشته شده، در صورتیکه دمای هوا کم شود، دور فن کم می شود تا مصرف آب جبرانی کولینگ تاور و مصرف برق فن کم شود. در این روش اگر به هر علتی دمای آب خروجی از حد مجاز تعریف شده در برنامه بیشتر شود، اینورتر و درایو، با اضافه کردن دور فن، دمای آب را به مقدار مناسب میرسانند. قطعات و اجزای اصلی پکیج کاهش مصرف آب در برج خنک کن و کاهش صدا و مصرف برق کولینگ عبارت هستند از :

- اینورتر یا درایو که به موتور الکتریکی برج خنک کن وصل می شود و با فرمان سیستم هوشمند، دور فن را کم و زیاد می کند.

- اینورتر یا درایو که در کولینگ تاور مدار بسته، به پمپ وصل می شود و مقدار پاشیده شدن آب بر روی کویل را تنظیم می کند.

- سنسور دمای هوای محیط

- سنسور دمای آب خارج شده از برج خنک کننده

- تابلو برق، اینورتر و درایو

- نرم افزار کنترل مصرف آب و کنترل مصرف کولینگ تاور

تابلو برق کنترل هوشمند برج خنک کننده، می تواند بین 20 تا 50% در مصرف متوسط برق سالیانه و بین 15 تا 25 درصد در مقدار آب تبخیر شده توسط کولینگ تاور صرفه جویی کند.

در بخش سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده و کاهش مصرف برق و آب، شرکت آراکو افتخار دارد به همراه یکی از شرکت های دانش بنیان داخلی، اینورتر و درایو با کیفیت مورد استفاده در الکترو موتور کولینگ تاور را به حضور شما عزیزان معرفی نماید. اینورتور و درایو الکتریکی برج خنک کننده مورد نظر از بازه توان 0.75 کیلو وات تا 750kW را پوشش می دهد. به کمک Inverter و Drive های برج خنک کن می توان دور فن را در دماهای پایین کاهش داد و باعث صرفه جویی در مصرف آب و برق شد. علاوه بر این درایو مخصوص cooling tower امکان اتصال سنسور دمای PT100 و PT1000 را نیز دارد و زمان استارت موتور، دور آن را به آرامی بالا می برد تا به الکتروموتور و گیربکس برج خنک کننده آسیبی وارد نشود.

درایو و اینورتر ویژه برج خنک کننده برای گاهش دور فن، مصرف برق، مقدار آب و سر و صدا

کنترل هوشمند برج خنک کن صنعتی (بتونی، فایبرگلاس، فلزی)

فروش سیستم سختی زدای ویژه برج خنک کننده

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج خنک کننده

فروش برج خنک کننده صنعتی با استاندارد CE اروپا

مشاوره در حوزه برج خنک کننده هیبرید

کاهش مصرف آب کولینگ تاور صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم :

02166561974

02166129745

09124780268   

آدرس وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

مقاله تعمیرات و نگهداری کولینگ تاور

جزوه آشنایی با برج خنک کننده هیبرید و کاهش مصرف آب کولینگ، شرکت آراکو

---

سوالات رایج در مورد سیستم کنترل برج خنک کن

در این قسمت به بعضی از سوالات بسیار متداول(FAQ) در مورد مجموعه کنترل هوشمند برج خنک کننده و روشهای کم کردن صدای کولینگ تاور و کاهش مصرف آب می پردازیم.

- آیا سافت استارت(Soft start) همان کار اینورتر یا درایو را در برج خنک کننده انجام می دهد؟

پاسخ این سوال منفی است. کار سافت استارت، زیر بار بردن تدریجی موتور است. سافت استارت در فرآیندی چندین ثانیه ای، دور موتور Cooling tower را به مرور زمان از صفر به حداکثر میرساند. هدف سافت استارت جلوگیری از آسیب به موتور در زمان روشن و خاموش کردن آن است. در حالیکه اینورتر می تواند سرعت چرخش پره ها را با تغییر فرکانس، کنترل کند. البته در بیشتر موارد، اینورتر یا درایو برج خنک کن، دارای سافت استارت هم هستند. 

---

- آیا با استفاده از سیستم کنترل دور برج خنک کننده و اینورتر می شود صدای کولینگ تاور را در شب کم کرد؟

بله با نصب سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور به خصوص در پروژه های مسکونی، می شود شب ها که دمای هوا کم میشود، دور فن را کم کرد تا صدای برج خنک کن باعث آزار و اذیت همسایه ها نشود. این مشکل در پروژه هایی که از کولینگ تاور ارزان قیمت و بی کفیت استفاده می شود بسیار زیاد است و معموله خانه های اطراف از صدای زیاد پره شکایت می کنند. در این موارد اگر امکان تعویض Cooling tower وجود نداشته باشد باید با نصب سیستم کاهش دور فن و کنترل هوشمند، به کم کردن صدای پره ها در زمان استراحت همسایه ها اقدام کرد.

---

- آیا تاثیر تابلو کنترل هوشمند بر کاهش مصرف آب برج خنک کن، به نوع کولینگ تاور بستگی دارد؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم یکی از عواملی که بر مقدار صرفه جویی در آب برج خنک کننده تاثیر دارد، نوع کولینگ تاور است. برای مثال در برج مخروطی(خمره ای) بخاطر ایرادهای ساختاری، نمی تواند جلوی هدر رفتن آب را از حدی بیشتر گرفت. در مورد کولینگ تاور کراس فلو وضعیت از برج گرد بهتر است.

اما بیشترین مقدار صرفه جویی آب و برق در Cooling tower، به مدل های کانتر فلو مکعبی بر می گردد.

برج خنک کن با فن دمنده - فن سانتریفیوژ

یکی از انواع Cooling tower، برج خنک کننده دمشی یا کولینگ فورس درفت است.

در حالت کلی راندمان عملکرد برج خنک کننده مکنده که فن آن در بالای کولینگ تاور قرار دارد، از برج خنک کننده دمنده(فن در قسمت پایین) بیشتر است، لیکن در برخی موارد و به دلایل خاصی باید از برج خنک کن دمنده یا Forced draft cooling tower استفاده نمود. در تصویر ذیل، شماتیکی از نحوه عملکرد کلی برج خنک کن دمشی و کولینگ تاور با فن مکنده نمایش داده شده است.

دلایل استفاده از کولینگ تاور فورس درفت

همانطور که گفتیم Forced draft cooling tower در شرایط عادی کمتر استفاده می شود.

مهمترین دلیل استفاده از کولینگ دمشی یا برج خنک کننده دمنده، شرایط خاص سیال خنک شونده(اسیدی بودن) در برخی از کارخانجات است.(مانند ذوب و احیا روی)

در صورتیکه آب خنک شونده خاصیت خورندگی بسیار بالایی داشته باشد مانند کارخانجات تولید روی و مس، خطوط تولید اسید، و حتی خطوط تولید رب گوجه، هوای اشباع خارج شده از برج خنک کننده دارای خاصیت اسیدی بسیار بالایی خواهد بود. این شرایط موجب می شود که اگر از برج خنک کننده کانتر فلوی مکنده(فن از بالا) استفاده شود، تجهیزاتی مانند فن، موتور، گیربکس، و سایر متعلقات که در مسیر جریان هوای خروجی می باشند به سرعت خورده شده و عملکرد برج دچار مشکل گردد. همچنین رسوب گذاری زیاد در این شرایط موجب گرفتگی سریع پکینگ کولینگ تاور می گردد. در تصویر زیر نمونه خوردگی فن و موتور و گرفتگی پکینگ برج خنک کن مشاهده می شود.

 خوردگی شدید، رسوب و زنگ زدگی پره، موتور و فن استک برج خنک کننده

راه حل مورد استفاده در این موارد استفاده از برج دمشی است که فن کولینگ تاور در قسمت پایین برج قرار دارد و هوا را به داخل برج میدمد. در این حالت فن و سیستم محرکه آن، در معرض خوردگی قرار نمی گیرند و عمر میانگین این گونه تجهیزات به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.

البته در ازای سالم ماندن اجزای ماشینری کولینگ تاور، فن و موتور باید افت فشار بیشتری ایجاد کنند. به همین دلیل در بعضی از انواع کولینگ تاور فورس درفت از فن گریز از مرکز یا سانتریفیوژ استفاده می گردد.

همچنین در بعضی از نمونه های برج خنک کننده دارای فن از پایین، به دلیل نحوه پاشش آب، نیازی به استفاده از پکینگ نبوده و در نتیجه مشکل رسوب در پکینگ ها از بین خواهد رفت. 

برج خنک کننده فلزی، گالوانیزه، استیل

کولینگ تاور فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز و سانتریفیوژ و هم با فن های محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از فن سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می شود. کولینگ تاور فلزی در صنایع لبنیات بسیار مورد استفاده قرار گرفته. ما آمادگی داریم برج خنک کننده فلزی دمشی برای شرکت ها و کارخانجات لبنیات به صورت سفارشی و از جنس استنلس استیل، گالوانیزه گرم یا آلومینیوم آنودایز شده تولید کنیم. 

عکس نمونه برج خنک کننده گالوانیزه فلزی جریان دمنده با فن سانتریفیوژ

شرکت های بزرگ صنعت Cooling tower دنیا مانند مارلی-Marley/شرکت SPX، و شرکت بالتیمور-Baltimore و اواپکو - Evapco هم کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. در ابعاد بزرگ و برج خنک کن صنعتی مونتاژ در محل(Field erected cooling tower) بخاطر محدودیت در اندازه فن گریز از مرکز و سانتریفیوژ(Centrifugal fan)، از فن محوری(axial fan) برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر زیر نمونه هایی از برج خنک کننده دمشی یا فورس درفت را میبینید. 

نمونه کولینگ تاور طرح اوتوتک برای کارخانه تولید روی

---

طراحی و فروش برج خنک کن دمنده درصنایع روی، تولید اسید و ...

طراحی و ساخت کولینگ تاور سانتریفیوژ

فروش کولینگ تاور فایبر گلاس صنعتی با استاندارد CE اروپا

فروش قطعات (پکینگ، قطره گیر، فن، موتور و گیربکس) برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله و لینک های مرتبط

طراحی، مشاوره و تولید کولینگ تاور صنعتی

کانال آپارات آشنایی با برج خنک کننده، فن و پکینگ

دستگاه سختی گیر کولینگ تاور

جزوه  فارسی آشنایی با برج های خنک کن و انواع آن

دانلود کتاب فارسی معرفی و مقایسه قطعات برج های خنک کن صنعتی و تجاری 

کولینگ تاور هیبرید دستگاهی صنعتی است که با استفاده از دو مدار هوا خنک و تبخیری(بصورت سری)، آب را سرد می کند. در برج هیبرید استفاده از کویل مجزای هوا خنک در ماههای خنک سال، باعث صرفه جویی در مصرف آب خواهد شد. 

این تعریف خلاصه و کوتاهی از Hybrid cooling tower بود، در ادامه مقاله به توضیح بیشتر در مورد این دستگاه می پردازیم.

کولینگ تاور هیبرید چطور کار می کند؟

احتمالا قبل از خواند این مقاله چند مورد از سوالهای زیر در ذهن شما بوجود آمده باشد.

-چگونه می توانیم مصرف آب برج خنک کن را کم کنیم؟

-راه صرفه جویی آب در کولینگ تاور چیست؟

-برای مناطق خشک سیستم سرمایشی مناسب است؟

-آیا می توان از بخار آب خروجی از Cooling tower مجددا استفاده کرد؟

-میزان کاهش مصرف آب در برج خنک کننده هیبریدی چقدر است؟

-قیمت کولینگ هیبریدی چقدر است؟

پاسخ این سوالها همگی با درک صحیح مفهوم برج خنک کننده هیبرید در ارتباط است. به همین دلیل، در این مطلب سعی کردیم توضیحات فنی و اقتصادی مناسب در مورد برج های خنک کن کم مصرف هیبریدی و سیستم های هوا خنک خدمت شما عزیزان ارائه کنیم.

هیبرید به چه معنی است؟

بهتر است اول از همه با مفهوم واژه هیبرید(Hybrid) بیشتر آشنا شویم. هیبرید در لغت به معنی ترکیب دو یا چند روش و یا رویکرد متفاوت است. این ترکیب با هدف بهبود راندمان و عملکرد کلی مجموعه و بهره بردن از مزیتهای هر روش انجام می شود. به عنوان مثال خودرو یا ماشین هیبریدی با ترکیبی از موتور احتراق داخلی و باتری کار می کند. با ترکیب این دو روش، یک وسیله نقلیه هیبرید می تواند مسافت بیشتری نسبت به انواع بنزینی یا برقی طی کند. در عین حال آلایندگی بسیار کمتری نیز دارد.

برج خنک کن هیبرید با ترکیب دو روش انتقال حرارت و دو کویل هوا خنک و آب خنک، مقدار متوسط تبخیر آب را کم می کند.

مدل سه بعدی کولینگ تاور هیبریدی فلزی (سیستم هیبرید مدار بسته)

در حالت کلی برج های خنک کننده از لحاظ نحوه سرمایش آب، به سه گروه تقسیم می شوند: 

- کولینگ تاور خشک

- برج تر یا خیس

- کولینگ هیبرید

توضیحات بیشتر در ادامه مطلب