کولینگ تاور سیکل بسته(کویل دار)
برج های خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب با محیط به سه گروه 1-مدار باز،2-برج خنک کننده سیکل بسته و 3-کولینگ هیبرید تقسیم می شوند.
در کولینگ تاور مدار باز، درصدی از آب مدار اصلی در اثر پاشش بر روی پکینگ و برخورد با هوای در گردش، تبخیر شده و این تبخیر موجب کاهش دمای سیال(آب) و خنک کاری می گردد. توجه داشته باشید که استفاده از برج باز به شدت به شرایط کاری و وضعیت آب بستگی دارد. به دلیل ابعاد کوچکتر و هزینه کمتر تولید برج خنک کننده مدار باز، استفاده از آن بسیار رایج است. در تصویر زیر نحوه عملکرد کولینگ تاور مدار باز(برج تر) را مشاهده می کنید.
تصویر شماتیک عملکرد برج خنک کننده مدار باز(تصویر از سایت شرکت اواپکو استخراج شده است)
اگرچه سیستم مدار باز بخاطر قیمت مناسب و ابعاد نسبتا کوچکتر کابرد بیشتری در پروژه های صنعتی دارد اما در بسیاری از موارد به دلیل الزام تماس نداشتن کولینگ واتر با هوا و یا محیط و مشکلات رسوب، استفاده از برج خنک کننده مدار باز توصیه نمی شود.
ویژگی اصلی کولینگ تاور کویل دار(سیکل بسته)
مهمترین شاخصه سیستم برج بسته، ارتباط نداشتن مدار اصلی آب با محیط و رفع مشکل رسوب است. ترکیب آب مقطر و اتیلن گلایکول برای جلوگیری از یخزدگی و خورندگی در کویل و مدار سرمایش جریان دارد. این ترکیب، تا مدتها در داخل سیستم مانده و نیازی به تعویض نخواهد داشت. در کولینگ سیکل بسته برخلاف مدار باز دو مسیر آب داریم.
در کولینگ تاور مدار بسته، سیال اصلی داخل کویل جریان دارد و آب مدار ثانویه، به وسیله نازل بر روی لوله های مسی یا گالوانیزه کویل پاشیده می شود. پس از پاشش و تبخیر، دمای کویل و در نتیجه آب مدار اصلی کاهش پیدا می کند. به این ترتیب در کولینگ سیکل بسته، مایع خنک کاری سیکل اصلی با محیط بیرون در تماس نخواهد بود و رسوب بوجود نمی آید.
این روش برای محیط هایی که سختی آب در آنها بسیار بالا بوده یا آب شرایطی ویژه دارد، قابل استفاده است. در این حالت بر خلاف برج خنک کننده مدار باز، نیاز به تامین آب میک آپ برای سیال داخل لوله ها نیست. نکته مهم در خصوص این روش، تبلیغات بعضا استباهی است که در خصوص کاهش مصرف آب در برج های خنک کننده مدار بسته عنوان می شود.
نحوه عملکرد برج خنک کن مدار بسته با کویل(عکس از سایت شرکت اواپکو استخراج شده است)
مصرف آب برج خنک کننده سیکل بسته
مساله اصلی در مورد تبلیغات گمراه کننده بعضی شرکتها این است که در شرایط یکسان و در فصل تابستان، به صورت کلی برج خنک کننده مدار بسته و هیبرید مصرف آب تقریبا برابری با برج خنک کن مدار باز دارند. برای درک بهتر این موضوع کافی است به این مساله توجه کنیم که در حالت مدار بسته علاوه بر کاهش دمای آب جاری در کویل ها، دمای آب خنک کننده نیز کاهش می یابد و خود لوله های کویل نیز مقاومت حرارتی دارند.
پس کولینگ تاور سیکل بسته، در اوج گرمای تابستان، کاهش مصرف آب قابل توجهی نسبت به برج مدار باز ندارد.
اما می توان گفت مزیت برج خنک کننده مدار بسته یا مدل هیبریدی، کاهش مصرف آب متوسط سالیانه است. در این حالت و با استفاده از سیستم کنترل هوشمند، در فصل هایی که دمای هوا پایین است(مثل پاییز و زمستان) می توانیم دور فن و جریان آب خنک کننده را کم یا قطع کنیم و با عبور هوا از بین کویل ها، بخشی از عملیات خنک کاری انجام پذیرد.
صرفه جویی تبخیر آب در برج مدار بسته به همراه سیستم کنترل هوشمند، نهایتا 20 الی 25 درصد متوسط مصرف آب سالیانه خواهد بود.
مساله دیگری که متاسفانه بعضی از شرکتها به غلط عنوان می کنند معادل دانستن کولینگ سیکل بسته با هیبرید می باشد. برای رفع این ابهام کافی است به یاد داشته باشید یرج خنک کننده هیبرید دو نوع کویل متفاوت دارد که یکی با هوا خنک شده و دیگری با آب مدار ثانویه سرد می شود. در حالیکه سیستم مدار بسته فقط یک کویل دارد.
به یاد داشته باشدی که مهمترین مزیت استفاده از سیکل بسته عدم ایجاد رسوب و گرفتگی در کویل و دستگاههای شما می باشد و کاهش مصرف آب، مزیت فرعی قلمداد می شود. به بیان دیگر Closed circuit cooling tower در مواردی که دستگاه یا تجهیز شما بسیار حساس باشد کاربرد دارد. برخی از مصارف کولینگ تاور مدار بسته، در حالتهای زیر است:
برج خنک کننده مدار بسته برای کوره های القایی(خنک کردن مدار القایی و تابلو برق)
برج خنک کن مدار بسته برای دستگاه جوش(گان جوش دستی و اتوماتیک)
کولینگ تاور مدار بسته برای صنایع داروسازی
برج خنک کننده مدار بسته برای چیلر تراکمی خارجی
برج مدار بسته برای کمپرسور هوا
استفاده از کولینگ تاور سیکل بسته برای مبدل حرارتی
بدین ترتیب در موارد فوق، رسوب در مدار خنک کاری ایجاد نمی شود و راندمان انتقال حرارت ثابت خواهد ماند. لازم به ذکر است که در سیکل ثانویه برج خنک کن مدار بسته، امکان ایجاد رسوب بر روی کویل ها وجود دارد که این مساله را نیز با استفاده از دستگاه رسوب زدا و سختی گیر ویژه کولینگ تاور می توانید بر طرف کنید.
در تصویر زیر مقایسه ای کلی بین ابعاد و قیمت حدودی برج خنک کن مدار باز، کولینگ تاور سیکل بسته و برج خنک کن هیبریدی را ملاحظه می کنید.
مقایسه اندازه و قیمت کولینگ تاور بسته، باز و برج هیبرید
فرق کولینگ تاور هیبرید با مدار بسته
یکی از انواع دیگر کولینگ تاور که شباهت به برج خنک کن مدار بسته با کویل دارد، برج خنک کننده هیبرید است. در سیستم هیبرید یا کولینگ آدیاباتیک معمولا دمای سیال در دو مرحله و توسط دو سیکل هوا خنک و سیکل تبخیر کاهش می یابد. بزرگترین مزیت برج خنک کن هیبرید دوگانه، کاهش مصرف آب آن است که البته در بسیاری از موارد نسبت به قیمت بسیار بالای آن از توجیه اقتصادی برخوردار نمی باشد. باید توجه داشت که برج خنک کن مدار بسته، تا حد زیادی مشابه سیستم هیبرید بوده ولی قیمت آن بسیار منطقی تر است.
در تصویر زیر شمایی کلی از سیستم برج خنک کن هیبرید (Hybrid Cooling Tower) را می بینید.
شماتیک عملکرد برج خنک کننده هیبریدی کم مصرف
آشنایی با عملکرد و انواع کویل در سیستم مدار بسته
به دلیل وجود کویل در برج های خنک کن مدار بسته، سازه این نوع کولینگ تاور باید از استحکام بیشتری برخوردار باشد. کویل برج خنک کننده مدار بسته از نظر جنس به دو گروه اصلی تقسیم می شود که به ارائه توضیحاتی در خصوص هرکدام و بررسی مزایا و معایب آنها می پردازیم.
توضیحات بیشتر در ادامه مطلب
1- کویل مسی برج خنک کننده
کویل مسی در کولینگ تاور به دلیل ضریب بالای انتقال حرارت، راندمان نسبتا بالاتری از کویل گالوانیزه دارد، اما به خاطر قطر و ضخامت کم لوله مسی، باید قبل از خرید به شرایط پروژه دقت کنید. ضخامت کم کویل مسی کولینگ تاور، موجب می شود این نوع کویل نسبت به ضربه و برخورد با اشیاء خارجی حساسیت زیادی داشته باشد و در صورت برخورد، ممکن است آسیب ببیند.
البته مس بخاطر رسانایی حرارتی بسیار خوب، به کم شدن دمای کولینگ واتر کمک بیشتری می کند و معمولا اندازه کویل مسی از نوع گالوانیزه کوچکتر است. به این خاطر قیمت برج سیکل بسته با کویل مس، از کویل گالوانیزه کمتر می شود.
با توجه به دلایل ذکر شده از کویل مسی در بعضی مصارف صنعتی استفاده می شود و برج خنک کننده مدار بسته با لوله مسی را می توانید برای استفاده به همراه چیلر و برای مصارف مسکونی و تجاری هم بکار ببرید.
نمونه کویل کولینگ تاور با لوله های مسی و کلکتور آهنی
2- کویل گالوانیزه و کویل استیل برج خنک کن
کویل گالوانیزه و کویل استیل در برج خنک کن علیرغم ضریب انتقال حرارت پایینتر از کویل مسی، دارای قطر و ضخامت بیشتری بوده و به همین دلیل در مقابل تشکیل رسوب و سوراخ شدن مقاومت بیشتری دارد. البته اندازه کویل با لوله گالوانیزه از لوله مسی بزرگتر می شود و ممکن است قیمت کولینگ انتخابی شما گرانتر شود.
ما در شرایط محیطی خورنده و کاربردهای صنعتی خشن، Cooling tower مدار بسته را با کویل گالوانیزه توصیه می کنیم. البته ممکن است در برخی از موارد با توجه به الزامات صنعت، نیاز به استفاده از لوله و کویل استیل ضد زنگ در برج خنک کننده باشد که طراحی این نوع کویل نیز مانند کویل های گالوانیزه است. با این تفاوت که روش جوش لوله ها در کویل استیل تفاوت دارد و باید حتما از جوش استیل استفاده کنیم.
تصویر نمونه کویل آهنی گالوانیزه گرم که در کولینگ تاور استفاده میشود.
نکات مهم در ساخت کویل برای برج خنک کننده مدار بسته
در نظر داشتن این نکته ضروری است که کویل با لوله مسی یا مبدل گالوانیزه مورد استفاده در کولینگ تاور سیکل بسته، حتما باید پس از ساخت زیر تست فشار برود. در حالتی که کویل گالوانیزه مورد نظر باشد، کل مجموعه بعد از ساخته شدن در حوضچه مخصوص گالوانیزه گرم، پوشش داده شود.
فرق گالوانیزه گرم و گالوانیزه سرد در ساخت مبدل
کویل فلزی در صورت استفاده از لوله گالوانیزه سرد، در هنگام بهره برداری زنگ خواهد زد. در واقع اگر برای ساخت کویل، از لوله آماده گالوانیزه یا همان روش گالوانیزه سرد استفاده کنیم، موقع خم کردن لوله ها، روکش گالوانیزه از محل خم ترک می خورد و به مرور زمان قسمت آهنی لوله زنگ میزند و سوراخ می شود. برای همین است که فرآیند ما در تولید کویل گالوانیزه با بسیاری از همکاران متفاوت است. ما ابتدا کل کویل را از لوله آهنی می سازیم. در مرحله بعدی لوله ها را با جوش به هم متصل می کنیم و با روش هیدرو استاتیک، از وجود نداشتن سوراخ یا مک در جوش مطمئن می شویم. در انتها کل کویل بعد از تست و پرداخت، وارد حوضچه گالوانیزه می شود. با استفاده از این روش، دیگر لوله های کویل پس از قرار گرفتن در استخر آبکاری گالوانیزه، خم نمی شوند و جوشکاری هم قبل از آبکاری است. برای همین تمام قسمت های کویل پوشش ضد زنگ گالوانیزه دارند. روش گالوانیزه گرم از روش گالوانیزه سرد گرانتر است اما عمر کویل را بسیار زیاد می کند. در عکس بعدی نمونه کویل زنگ زده برج خنک کن را که به خاطر ارزان تر شدن، از روش گالوانیزه سرد و لوله های بی کیفیت در آن استفاده شده را مشاهده می کنید.
تصویر نمونه کویل ارزان گالوانیزه سرد یک برج خنک کننده که به خاطر کیفیت پایین زنگ زده است
روش تست کویل گالوانیزه، کویل استیل و کویا با لوله مسی
برای آزمایش کیفیت جوش و سوراخ نبودن کویل برج خنک کننده، از روش تست فشار با آب که به تست هیدرواستاتیک هم معروف است، استفاده می شود. در تست هیدرو استاتیک کولینگ مدار بسته، با استفاده از مجموعه پمپ، فشار سنج، ولو یک طرفه و برخی تجهیزات دیگر، فشار آب داخل کویل به بیشتر از 8 بار(8 اتمسفر) می رسد و کویل مدت زمانی در این شرایط باقی می ماند. با این روش اگر لوله ها در قسمتی سوراخ داشته باشند یا جوش لوله ها درست انجام نشده باشد، نشت شدید آب اتفاق می افتد. کویل ها فقط وقتی در برج خنک کننده ما استفاده می شوند که از تست فشار هیدرو استاتیک با موفقیت خارج شده باشند. به دلیل همین حساسیت ها و سختگیری ها است که ما به مشتریانمان توصیه می کنیم از خرید کولینگ تاور صرفا ارزان و بی کیفیت خودداری کنند.
برای استعلام قیمت، مشاوره و طراحی برج مدار بسته با ما تماس بگیرید.
ساخت و فروش برج خنک کننده صنعتی مدار بسته صنعتی
تولید و فروش کویل گالوانیزه و کویل مسی کولینگ تاور
طراحی و ساخت سیستم مدار بسته و کولینگ هیبرید با استاندارد CE اروپا
کاهش مصرف آب برج خنک کننده
شرکت آراکو
محمد قربانعلی بیک
09124780268
02166561974
02166129745
حداکثر درجه حرارت آب ورودی به برج خنک کننده
خدمات طراحی و فروش کولینگ تاور، فن فایبرگلاس و پکینگ
کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی برج خنک کن
انواع کویل مسی و گالوانیزه در برج خنک کننده
سوالات رایج و معمول درباره کولینگ تاور مدار بسته
قیمت برج خنک کن مدار بسته با کویل مسی چقدر از کولینگ تاور با کویل گالوانیزه بیشتر است؟
در برج خنک کننده صنعتی با کاربرد خاص و شرایط ویژه، استفاده از کویل گالوانیزه بسیار بهتر از کویل مسی است زیرا استحکام و مقاومت بالاتری در مقابل ضربه و عوامل خارجی دارد. کویل مسی برج خنک کننده مدار بسته(Cooling tower coil) در بعضی باعث می شود قیمت کولینگ تاور مدار بسته 20 الی 40 درصد افزایش داشته باشد. البته در دبی های زیر 200 متر مکعب در ساعت، برج خنک کن سیکل بسته با لوله مس ارزانتر می شود.
آیا کولینگ تاور هیبریدی همان برج مدار بسته کویل دار است؟
برج خنک کن هیبریدی(Hybrid cooling tower) به سیستمی گفته می شود که دارای دو کویل یا مدار هوا خنک و آب خنک باشد. این در حالی است که کولینگ مدار بسته تنها دارای کویل آب خنک است که بدلیل نداشتن فین، برای خنک شدن با هوا ساخته نشده.
متاسفانه اخیرا برخی از شرکت های سودجو، برج مسیکل بسته را به نام کولینگ هیبرید به مشتریان میفروشند که این مساله از نظر قانونی و اصولی خلاف است و امکان پیگیری های حقوقی را برای شما مشتریان عزیز فراهم می کند. البته بهترین کار این است که در مواجهه با چنین فروشندگانی، فریب آنها را نخورید و از یک مشاور کمک بگیرید تا دچار ضررهای میلیاردی نگردید.
تفاوت مدار آب اصلی با آب مدار باز در برج خنک کننده مدار بسته چیست؟
آب سیستم خنک کاری در داخل کویل جریان دارد و به خاطر محصور بودن سیستم، به ندرت آلوده شده و یا رسوب می کند. آب مدار باز، آبی است که بر روی کویل ها پاشیده می شود تا بر اثر جریان هوا و تبخیر سطحی، مایع داخل کویل خنک شود و این دو مایع ارتباطی با هم ندارند. برای جبران آب تبخیر شده، در قسمت حوضچه برج خنک کن - Cooling tower basin، به کمک یک شناور آب جبرانی را وارد حوضچه می کنند و آب مدار باز مجددا از داخل حوضچه به کمک پمپ، دوباره به نازل ها منتقل میشود و بر روی کویل پاشیده خواهد شد.
به این ترتیب پمپ آبی که بر روی کویل مسی و گالوانیزه یا استیل پاشیده می شود نیز جزو قطعات کولینگ تاور مدار بسته است.
-آیا با استفاده از کولینگ تاور مدار بسته کویل دار و سیستم کنترل برج خنک کن، می توان در مصرف آب صرفه جویی کرد؟
بله. از فایده های کولینگ تاور مدار بسته، امکان کنترل و مدیریت پاشش آب بر روی کویل است. به همین علت، و با هدف صرفه جویی در هزینه ها، در موارد زیادی می توان از برج خنک کننده مدار بسته به جای برج هیبریدی استفاده کرد. سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن از سنسورهای دما، اینورتر یا درایو و نرم افزار کنترل تشکیل شده است. سیستم کنترل می توان علاوه بر کم کردن دور فن برج خنک کن به صورت هوشمند و با توجه به دمای هوای محیط، میزان آب پاشیده شده بر روی کویل را نیز با کنترل سرعت پمپ، تغییر دهد.
به این ترتیب، در فصل هایی مانند زمستان، بهار و پاییز، برج خنک کننده مدار بسته می تواند تا حدودی مانند کولر هوا خنک کار کرده و مصرف آب کم خواهد شد.
-آیا امکان تبدیل کولینگ تاور معمولی به برج خنک کن مدار بسته وجود دارد؟
این سوال بسیار مهمی است که بارها توسط کارفرما از ما پرسیده شده است. همانطور که گفتیم برج خنک کننده مدار بسته برای اینکه مقدار آب مشخصی را به همان دمای خروجی کولینگ تاور معمولی مدار باز برساند، بایید مساحتی بین 2.5 الی 5 برابر بزرگتر داشته باشد. مهمتر از مشکل مساحت، برج خنک کننده مدار باز توانایی تحمل وزن کویل را ندارد و اگر داخل آن کویل بگذاریم، احتمال خیلی زیادی وجود دارد که برج تخریب بشود. به همین خاطر است که برج خنک کن باز را به نوع مدار بسته تبدیل نمی کنند و توصیه اکید می شود که کولینگ جدید مدار بسته خریداری کنیم.
-آیا کولینگ تاور سیکل بسته می تواند بتنی باشد؟
برج خنک کننده سیکل بسته عموما برای دبی های کم و متوسط استفاده می شود. به همین خاطر در کولینگ تاور بتنی، معمولا از کویل استفاده نمی شود و برج مدار بتنی معمولا مدار باز است.
یک مساله دیگری هم که در برج بتنی مدار بسته پیش می آید این است که قرار دادن کویل ها بر روی ساپورت بسیار پیچیده می باشد. دلیلی این مساله این است که کویل را نمی توان از یک مقدار مشخص، بلندتر ساخت. در عین حال بر خلاف برج پکیج، در برج بتونی نمی توان قسمت فن استک و فن دک را باز کرد تا کویل از بالا به داخل کولینگ تاور هدایت شود.
البته این توضیحات شامل برج خنک کن هایبربولیک بتنی(مخروطی) نمی شود.
- آیا کولینگ تاور سیکل بسته بدون پاشش آب هم می تواند خنک می کند؟
پاسخ به این سوال کاملا بستگی به شرایط آب و هوا و دمای آب گرم ورودی دارد. مثلا اگر آب ورودی برج مدار بسته 50 درجه و دمای محیط 30 درجه سانتیگراد باشد، تا حدی خنک می شود. البته از آنجایی که کویل برج خنک کن با ایرکولر فرق دارد، برای خنک شدن با هوا طراحی نشده است. در نتیجه، مقدار کاهش دمای آن به صورت کاملا خشک، زیاد نیست.
- برج خنک کننده مدار بسته حداکثر تا چند درجه می تواند آب را در یک مرحله سرد کند؟
اگر دمای آب گرم ورودی و آب سرد مورد نظر از وت بالب فاصله ای بیش از 10 درجه داشته باشد، این امکان وجود دارد که کولینگ تاور سیکل بسته بتواند 20 تا 25 درجه سانتیگراد، آب را در یک مرحله خنک کند. هر چقدر فاصله آب سرد تا وت بالب(اپروچ) کمتر باشد، حداکثر دمای سرد شدن آب هم کاهش می یابد.
برای نمونه ما با استفاده از نرم افزارهای اروپایی و تجربه ساخت طولانی، برج های خنک کننده بسته ای ساخته ایم که آب 70 درجه را تا 45 درجه و در یک مرحله سرد می کند.
برای از بین بردن رسوب روی کویل و لوله های برج خنک کننده مدار بسته چه باید کرد؟
لایه های رسوب بر روی لوله های کولینگ باعث کم شدن راندمان انتقال حرارت می شود. دستگاه ضد رسوب ری موج را می توانید در کولینگ تاور مدار بسته کویل دار استفاده کنید تا رسوب روی لوله های کویل گالوانیزه یا مسی از بین برود و راندمان خنک کاری برج بهتر شود. علاوه بر اینکه از بین رفتن لایه های سختی بر روی لوله ها به کارایی مجموعه کمک می کند، دستگاه ضد رسوب برج خنک کننده باعث کم شدن مصرف آب و برق هم خواهد شد.
سلام و تشکر از مطلب بسیار عالی شما
آهن مازون گالوانیزه تامین کننده و فروشنده ورق گالوانیزه در مشهد در خدمت شماست.