آشنایی با کویل مسی، کویل گالوانیزه و مبدل استیل برج خنک کن

در برج خنک کننده مدار بسته، کویل وظیفه انتقال حرارت بین سیال خنک شونده و محیط را بر عهده دارد. به همین دلیل در مواردی به کویل برج خنک کننده، مبدل گرمایی و هیت اکسچنجر نیز گفته میشود.

بر خلاف برج خنک کننده مدار باز که در آن آب بر اثر تبخیر در روی پکینگ خنک می گردد، در کولینگ تاور مدار بسته سیال در داخل کویل جریان دارد و پاشش آب سیکل ثانویه بروی کویل، باعث سرد شدن آن می گردد.

در شکل ذیل تصویر شماتیک یک کولینگ تاور مدار بسته و محل قرارگیری هیت اکسچنجر یا همان کویل را مشاهده می کنید.

نمودار شماتیک نحوه عملکرد کولینگ تاور مدار بسته - Closed loop cooling tower

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 نوع مبدل مسی و کویل گالوانیزه و استیل تقسیم می شود. مهمترین مساله در خرید کولینگ مدار بسته انتخاب درست نوع کویل است.

 در ادامه به ارائه توضیحاتی در خصوص هرکدام و بررسی مزایا و معایب آنها می پردازیم.

مبدل مسی برج خنک کننده 

کویل مسی در کولینگ تاور به دلیل ضریب بالای انتقال حرارت، راندمان بالاتری نسبت به مبدل گالوانیزه دارد. لیکن به دلیل قطر و ضخامت کمتر لوله مسی، در بعضی از مصارف صنعتی خاص ممکن است مشکل ایجاد کند. در پروژه هایی که محیط خشنی دارند، ضخامت کم مبدل مسی کولینگ تاور سبب حساسیت بیشتر این نوع کویل نسبت به ضربه و برخورد با اشیاء خارجی خواهد شد.

همچنین به علت قطر کم، رسوب در کویل مسی باید کاملا کنترل شود، زیرا در غیر این صورت می تواند باعث گرفتگی برج خنک کن و کاهش شدید راندمان گردد. قیمت برج خنک کننده با کویل مسی در حدود 12 الی 25% کمتر از برج خنک کن با کویل گالوانیزه است.

تصویر نمونه کویل مسی(مبدل حرارتی) برج خنک کن

کویل گالوانیزه برج خنک کننده و کویل استیل کولینگ تاور

مبدل گالوانیزه و کویل استیل برج خنک کن علیرغم ضریب انتقال حرارت پایینتر از کویل مسی، دارای قطر و ضخامت بیشتری بوده و به همین دلیل در مقابل رسوب گیری و سوراخ شدن مقاومت بسیار بیشتری دارد. در عین حال قیمت برج خنک کن مدار بسته با کویل گالوانیزه تا 25% بیشتر از کویل مسی است. 

بدین ترتیب Cooling tower مدار بسته با کویل گالوانیزه برای مصارف صنعتی خاص بیشتر توصیه می گردد. همچنین باید توجه داشت که در برخی از موارد با توجه به الزامات صنعت، نیاز به استفاده از کویل های استیل ضد زنگ در برج خنک کننده دارید. طراحی این نوع کویل نیز مانند کویل های گالوانیزه است با این تفاوت که نحوه جوش این نوع کویل تفاوت دارد و باید حتما از جوش استیل استفاده کنیم.

عکس نمونه های کویل فلزی گالوانیزه

در نظر داشتن این نکته ضروری است که کویل های گالوانیزه مورد استفاده در کولینگ تاور مدار بسته حتما باید پس از ساخت و انجام تست فشار، با روش گالوانیزه گرم تولید شوند و در صورت استفاده از لوله گالوانیزه سرد و خم کردن آن، در هنگام بهره برداری دچار زنگ زدگی خواهد شد.

تست هیدرو استاتیک و آزمون فشار کویل برج خنک کن

ما برای کسب اطمینان از جوش مناسب مبدل فلزی کولینگ تاور، پس از خم کردن لوله ها و پوشش گالوانیزه گرم، ورودی و خروجی کویل را به دستگاه تست هیدرو استاتیک متصل می کنیم. در این دستگاه فشاری بین 7 الی 10 بار(اتمسفر) به لوله ها وارد می شود تا مطمئن شویم هیچ نشتی و سوراخی در بدنه کویل وجود ندارد. علاوه بر این جوش های کویل نیز بررسی می شود که درز نداشته باشد. انجام تست فشار آب در کویل برای عزیزانی که قصد خرید برج خنک کننده مدار بسته دارند جزو الزامات است.

با کویل سیکل بسته چند درجه می توان آب را خنک کرد؟

ما در یک مطلب تخصصی با عنوان "برج خنک کن حداکثر چقدر آب را سرد می کند؟" در مورد این مساله توضیح داده ایم. اگر عدد اپروچ بالای 13 الی 15 درجه باشد، با کولینگ تاور مدار باز امکان کم کردن دمای آب به مقدار 35(در موارد خاص 40 درجه) درجه نیز ممکن است. برای مثال با استفاده از Cooling tower صنعتی در یک مرحله می توانید آب را از 75 درجه سانتیگراد به 40 درجه برسانید. البته این در شرایطی است که وت بالب بیش از 25 نباشد. 

در برج خنک کننده سیکل بسته وضعیت کمی متفاوت است. کولینگ مدار بسته، نسبت به مدار باز محدودیت سرمایشی بیشتری دارد. برای مثال شرایط پاراگراف بالا را در نظر بگیرید. اگر همان وت بالب یعنی 25 درجه سانتیگراد را در نظر بگیریم، با مبدل سیکل بسته شما می توانید آب را از 75 به 50 برسانید(احتمال رسیدن به 45 نیز در آب و هوای خنک وجود دارد). البته بهتر است اگر می خواهید اختلاف دمای 30 درجه و بیشتر را با کولینگ سیکل بسته بدست بیاورید، این کار را در دو مرحله انجام دهید. مرحله اول 20 درجه و مرحله نهایی 10 درجه. 

---

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کویل و مبدل کولینگ مدار بسته با ما تماس بگیرید.

فروش و ساخت کویل گالوانیزه برج خنک کننده

تولید کویل مسی کولینگ تاور

ساخت کویل و مبدل استیل

ساخت و فروش کولینگ تاور مدار بسته فایبرگلاس با استاندارد CE اروپا

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

لینک های مرتبط :

خدمات مشاوره کولینگ تاور صنعتی(بتنی)

برج خنک کننده برای مبدل حرارتی

ایر-کولر(air cooled heat exchanger) و برج خنک کننده سیکل بسته جزو مبدلهای حرارتی هستند و شباهتهای زیادی با هم دارند. کولر هوا خنک و کولینگ تاور مدار بسته، هر دو کویل دارند و از برخورد مستقیم کولینگ واتر با هوا جلوگیری می کنند. این مزیت موجب می شود در مناطقی که سختی آب بالا است، رسوب در لوله ها و مدار ایجاد نشود.

انتخاب بین کولر هوایی و برج خنک کننده

Air cooled system Vs Cooling tower

تفاوت اصلی کولینگ سیکل بسته با ایرکولر در این است که برج مدار بسته، با پاشش آب بر روی کویل و بر اساس تبخیر کار می کند. بهمین دلیل دمای آب خروجی برج خنک کننده نسبت به مبدل هوا خنک، کمتر میشود.

 

به عبارت دیگر حداقل دمای خروجی ایر-کولر، 8 تا 12 درجه بالاتر از دمای خشک محیط(Dry Bulb)خواهد بود. اما در کولینگ تاور مدار بسته، این عدد به 3-5 درجه بیشتر از دمای مرطوب می رسد. دلیل این اتفاق، اثر تبخیر سطحی و بالاتر بودن ضریب H در انتقال حرارت بین مایع و گاز است. توجه به این نکته و اختلاف قابل توجه دمای مرطوب با دمای خشک، تفاوت در راندمان کولینگ تاور مدار بسته و ایرکولر را بهتر مشخص می کند.

 

به عنوان مثال دمای خشک تهران در حدود 42 تا 44 درجه و وت بالب تهران بین 24 تا 26 درجه سانتیگراد است. (برای طراحی سیستم های تهویه، بدترین شرایط ظهر مرداد ماه در نظر گرفته می شود)

بنابراین در آب و هوایی مانند تهران، ایرکولر در تابستان می تواند آب را نهایتا تا 50 درجه سانتیگراد خنک کند. در صورتیکه برج خنک کننده مدار بسته می تواند دمای کولینگ واتر را به 28 تا 29 درجه سانتیگراد برساند. این اختلاف دما در خروجی سیال است که باعث می شود تا در بسیاری از صنایع، استفاده از برج خنک کننده بر ایر کولر اولویت داشته باشد.

دانلود جزوه مقایسه ایرکولر و برج خنک کن

انتخاب بین کولینگ تاور و ایرکولر

با توجه به این توضیحات در شرایطی که برای خط تولید کارخانه جدیدی در حال طراحی سیستم خنک کننده هستید و اگر امکان این را دارید که دمای خط تولید را بالاتر در نظر بگیرید، می توانید با استفاده از سیستم هوا خنک، به صرفه جویی در مصرف آب کمک کنید. در این حالت حداقل دمای آب خنک کاری در تابستان در حدود 10 الی 15 درجه بالاتر از دمای حباب خشک است. 

در شرایطی که امکان در نظر گرفتن دمای بالا برای خط تولید وجود نداشته باشد، ناچار به استفاده از برج خنک کن هستید. در این نوع پروژه ها برای کاهش مصرف آب مورد نیاز، می توانید از کولینگ تاور هیبرید و سیستم مدار بسته با کنترل هوشمند استفاده کنید.

تولید برج خنک کن مدار بسته فایبر گلاس

ساخت کولینگ تاور مدار بسته با کویل گالوانیزه

فروش کولینگ بسته با کویل استیل

برج خنک کننده مدار بسته با کویل مسی

مشاوره در خصوص کاهش مصرف آب کولینگ

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم : 09124780268  

02166561974

02166129745 

www.araco.ir

انتخاب و خرید فن ایرکولر

مشخصات پره مبدل هوایی

مقایسه کولینگ هیبرید و مدار بسته و روش های کاهش مصرف آب

---

سوالات رایج درباره برج مدار بسته و کولر هوایی

Closed loop-circuit cooling tower Vs Air cooled heat exchanger

در این بخش از مقاله می خواهیم به بعضی از ابهامات و سوالها در مورد تفاوت عملکرد برج خنک کن و کندانسور هوا خنک پاسخ دهیم.

- تفاوت مدار آب اصلی با مدار باز(ثانویه) در برج خنک کننده بسته چیست؟

آب سیستم خنک کاری closed loop در داخل کویل(Cooling tower coil) جریان دارد. به خاطر محصور بودن این سیستم، آب سیکل بسته به ندرت آلوده شده و یا رسوب می کند. آب مدار باز، آبی است که بر روی کویل ها پاشیده می شود. آب سیکل ثانویه بر اثر جریان هوا و تبخیر سطحی، سیال داخل کویل را خنک می کند. در نتیجه این دو مدار باز و بسته ارتباطی با هم ندارند.

برای جایگزینی آب تبخیر شده مدار باز، در قسمت حوضچه برج خنک کن، به کمک یک شناور آب جبرانی(میکاپ) را وارد حوضچه می کنند. در ادامه آب مدار باز مجددا از داخل حوضچه به کمک پمپ، به نازل ها منتقل و بر روی کویل پاشیده خواهد شد.

به این ترتیب پمپ آب مدار بازی که بر روی کویل پاشیده می شود را نیز جزو قطعات کولینگ تاور مدار بسته در نظر می گیرند.

---

- آیا با کولینگ تاور مدار بسته و سیستم کنترل، می توانیم در مصرف آب صرفه جویی کنیم؟

بله. از فواید 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 مواردی می توانید از برج خنک کننده مدار بسته به جای برج هیبریدی استفاده کنید. سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن از سنسورهای دما، اینورتر و نرم افزار کنترل تشکیل شده است. سیستم کنترل می تواند علاوه بر کم کردن سرعت چرخش فن برج خنک کن به صورت هوشمند و با توجه به دمای محیط، مقدار پاشش آب بر روی کویل را نیز با کنترل دبی پمپ، تغییر دهد.

به این ترتیب، در فصول معتدل و سرد، برج خنک کننده مدار بسته می تواند مانند کولر هوا خنک، مصرف آب را به شدت کم کند.

---

- از بین کندانسور هوا خنک و برج خنک کن هیبریدی، قیمت کدام یک کمتر است؟

پاسخ این سوال کاملا به شرایط پروژه بستگی دارد. اگر اختلاف دمای بین آب گرم و سرد در خط تولید زیاد باشد، احتمال دارد قیمت سیستم Hybrid cooling tower از ایرکولر کمتر شود و خریدن آن کاملا به صرفه باشد. 

اما اگر اختلاف دمای ورودی و خروجی آب زیاد نبوده و دمای آب خیلی بالاتر از دمای محیط باشد(برای مثال سیستم خنک کاری و کولینگ دیزل ژنراتورهای نیروگاه های پراکنده)، احتمال اینکه قیمت ایر کولر ارزانتر باشد، بیشتر است.

---

- کولر هوایی حداکثر چند درجه آب را سرد می کند؟

بصورت عادی ایرکولر می تواند 20 تا 30 درجه آب را سرد کند. البته به شرطی که دمای آب گرم، به دمای محیط نزدیک نباشد. برای نمونه شما با مبدل هوایی می توانید آب را از 80 درجه به 60 درجه برسانید(در شرایط آب و هوایی تهران).

اما رساندن آب از دمای 60 به 40(در مرداد ماه که مبنای محاسبات تهویه است) امکان ندارد.

---

- فن و پروانه، چقدر در عملکرد کولر هوایی تاثیر می گذارد؟

پروانه ایرکولر، مهمترین نقش را در ایجاد گردش هوا دارد. به همین خاطر است که انتخاب درست فن کولرهوایی(فایبرگلاس)، تاثیر قابل توجهی در راندمان خنک کاری می گذارد. مساله دیگر این است که اگر پروانه بدرستی بالانس نشده باشد یا کیفیت آن مطلوب نباشد، کولر هوایی را گرفتار لرزش شدید می کند. لرزش پره و بلید بمرور زمان، قطعات داخلی ایرکولر را از بین میبرد. جنس پره فن ایرکولر، می تواند آلومینیوم یا کامپوزیت باشد.

کولینگ تاور مدار بسته بهترین گزینه برای خط تولید و دستگاههای وارداتی و گران قیمتی است که رسوب و گرفتگی تاثیر زیادی در راندمانشان دارد. کوره القایی، چیلر خارجی و کمپرسور هوا از جمله این سیستم ها هستند.

کولینگ تاور سیکل بسته(کویل دار) به چه معنی است؟

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 می شود. این تبخیر دمای سیال(آب) را کاهش می دهد. 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. در این نوع کولینگ، از ترکیب آب مقطر و اتیلن گلایکول برای جلوگیری از یخزدگی و خورندگی در کویل استفاده می کنیم. 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 اغراق آمیزی است که در خصوص کاهش مصرف آب 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، برج خنک کننده مدار بسته و هیبرید، مصرف آب تقریبا برابری با برج 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 داخل کویل، دمای آب پاشیده شده روی لوله نیز کاهش می یابد. علاوه بر این 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، در فصول خنک و سرد(مثل پاییز و زمستان) می توانیم دور فن و جریان آب را کم یا قطع کنیم. سپس با عبور هوا از بین کویل ها، بخشی از عملیات خنک کاری انجام پذیرد.

صرفه جویی تبخیر آب در برج مدار بسته با 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 برج خنک کننده هیبرید دو نوع کویل متفاوت دارد. 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 القایی(خنک کردن مدار 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

• چیلر جذبی خارجی

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. این مساله را می توانید با استفاده از دستگاه رسوب زدا و سختی گیر کولینگ تاور 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 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 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. البته در بسیاری از موارد کاهش تبخیر آب 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