قطعات برج خنک کننده
برج خنک کننده که به آن کولینگ تاور نیز گفته می شود، یکی از مبدل های حرارتی است که از آن در سیستم های برودتی، دستگاه های تهویه، نیروگاه ها، صنعت پتروشیمی و فرآیند های شیمیایی استفاده می شود. اصلی ترین و مهم ترین وظیفه برج خنک کننده سرد کردن آب مورد استفاده در فرآیند های مختلف و دفع حرارت آب می باشد و در سیستم های تهویه مطبوع و سردخانه ها به شدت کاربرد دارد. برج های خنک کننده انواع مختلفی دارند اما عملکرد همه آن ها یکسان است و همگی شرایطی ایجاد می کنند که حرارت آب به هوا منتقل شود. به طور کلی دو سیال در برج خنک کننده وجود دارد، یکی از آن ها آب است که باید خنک شود و حرارت بالای آن از بین برود و دیگری هوا است که باید حرارت آب را به خود جذب کند.
عملکرد این مبدل حرارتی به این صورت است که آب مورد استفاده قرار گرفته در فرآیند، بعد از آن که حرارت را جذب می کند، به سمت برج خنک کننده هدایت می شود و حرارت اضافی و مازاد خود را از دست می دهد تا بتواند دوباره در فرآیند مورد استفاده قرار بگیرد. ساختار و ساختمان برج خنک کننده به این شکل است که آب را در مجاورت هوا قرار می دهد و با افزایش دادن سطح تماس بین آن ها، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می شود. در نهایت آب با سرعت بالا گرمای خود را به هوا منتقل می کند و سرد می شود و دوباره به سیستم بر می گردد.
برج های خنک کننده دارای قطعات و تجهیزاتی هستند که در عملکرد درست و راندمان بالای آن ها تاثیر گذار می باشند. یک برج خنک کننده به کمک قطعات و اجزای داخلی خود می تواند به خوبی کار کند و عملیات خنک سازی را انجام دهد و این تجهیزات در هر نوع و مدلی از برج خنک کننده متفاوت می باشند. این قطعات بر اساس نوع برج خنک کننده، عملکرد آن، ظرفیت آن، محل نصب آن و بودجه مشتری انتخاب می شوند و روی برج خنک کننده نصب می شوند. مهم ترین پارامتر در تعیین قیمت نهایی برج خنک کننده همین قطعات داخلی و نوع و جنس آن ها می باشد.
تجهیزات و قطعات برج خنک کننده
برج های خنک کننده اجزا و قطعات مختلفی دارند که هر کدام از آن ها نیز دارای جنس و مدل های متنوعی می باشند و بر اساس طراحی و عملکرد برج خنک کننده انتخاب می شوند و مورد استفاده و بهره برداری قرار می گیرند. در ادامه به اصلی ترین و مهم ترین تجهیزات و قطعات برج خنک کننده اشاره می کنیم و کاربرد و وظیفه هر یک را شرح می دهیم.
بدنه برج خنک کننده سبب حرکت جریان هوا و تماس هوا با آب می شود و نگهدارنده پوشش کلی برج خنک کننده می باشد. برج های خنک کننده بزرگ معمولا از جنس بتنی هستند. پلاستیک، آهن گالوانیزه، استیل، فلز و فایبرگلاس نیز از دیگر موادی هستند که در ساخت انواع برج های خنک کننده از آن ها استفاده می شود و انتخاب هر یک از این مواد به نوع استفاده از برج خنک کننده و نیاز کاربر بستگی دارد. بیشتر برج ها خنک کننده از چوب های شیمیایی شده و ترکیب شده با بتن و سیمان تقویت شده یا از فیبر های تقویت شده با پلاستیک ساخته می شوند. بدنه یا اسکلت برج خنک کننده می تواند از فلز نیز ساخته شده باشد.
امروزه فایبرگلاس طرفداران زیادی پیدا کرده است و به شدت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا هم استحکام و دوام بالایی دارد، هم در برابر مواد شیمیایی و تابش مستقیم نور خورشید مقاوم است و هم هر 4 تا 5 سال به تعویض نیاز دارد. برج های خنک کننده دارای بدنه فایبرگلاس در ابعاد و اندازه های مختلفی وجود دارند و به طور وسیعی در سراسر دنیا تولید و به بازار عرضه می شوند. برج خنک کننده فایبرگلاس به طور معمول دارای ضخامت بین 5 الی 10 میلی متر می باشد و تعداد لایه های متفاوتی از الیاف و رزین دارد.
الکترو موتور برج خنک کننده که یکی از مهم ترین قطعات برج خنک کننده می باشد که باعث می شود انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی تبدیل شود و پروانه یا همان فن به حرکت در بیاید. این قطعه باید کاملا عایق باشد تا بتواند در برابر شرایط جوی نامناسب و تابش مستقیم نور خورشید مقاوم باشد. در هنگام وصل کابل به الکترو موتور باید حتما از گلند کابل استفاده شود تا از ورود آب به جعبه تقسیم الکترو موتور جلوگیری شود زیرا اگر آب وارد این قسمت شود، الکترو موتور می سوزد.
اصلی ترین و مهم ترین قطعه در بین قطعات برج خنک کننده، پکینگ می باشد که به آن سطوح تبادل حرارتی نیز گفته می شود. این قطعه وظیفه افزایش سطح انتقال حرارت را بر عهده دارد و با این کار نرخ تبادل گرما را افزایش می دهد. پکینگ برج خنک کننده به گونه ای طراحی و تولید شده است که آب وارد شده را تا حد امکان در سطوح گسترده پخش می کند و معمولا از جنس PVC، سرامیک، پلی اتیلن و یا پلی پروپیلن می باشد.
پکینگ های برج خنک کننده به دو دسته فیلم و اسپلش تقسیم بندی می شوند. پکینگ فیلم دارای عملکرد آبشاری می باشد و پکینگ اسپلش به شکل پاششی عمل می‌کند. متداول ترین و رایج ترین نوع پکینگ، لانه زنبوری و از جنس PVC می باشد.
فن برج خنک کننده که به آن پروانه نیز گفته می شود، وظیفه هدایت هوا به داخل برج خنک کننده را بر عهده دارد و استفاده از آن باعث می شود راندمان و بازدهی دستگاه افزایش پیدا کند. فن های برج خنک کننده یک عیب بزرگ دارند و آن این است که دارای مصرف برق بالایی می باشند و صدای زیادی تولید می کنند. امروزه تلاش تولید کنندگان این است که فن هایی با صدای کم و بازدهی بالا تولید کنند. فن ها از نظر شکل و ظاهر به سه دسته ضربی، کامپوزیت و پروفیل تقسیم می شوند.
فن ضربی: دارای قطری بین 0.5 تا 1.2 متر می باشد و از ورقه های فولادی ساخته می شود. از مزایای این نوع فن می توان به قیمت مناسب آن اشاره کرد اما دارای وزن زیادی می باشد.
فن کامپوزیت: جریان یکنواخت تری از هوا را تولید می کند زیرا می تواند با چرخش پروفیل، شعاع فن را تغییر دهد. از مهم ترین مزایای این نوع پروانه می توان به وزن پایین، تولید صدای کم، هوادهی بیشتر و مصرف انرژی کم تر اشاره کرد.
فن پروفیل: دارای پروفیل ایرفویل است و ابعاد و فرم آن ثابت می باشد. این مدل فن از جنس آلومینیوم ساخته شده است و همین امر سبب می شود وزن و لرزش کم تری داشته باشد و در مقابل شکستگی و خوردگی از مقاومت بالایی برخوردار باشد.
گیربکس برج خنک کننده دارای چرخ دنده های بزرگ و کوچک می باشد و وظیفه کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده را بر عهده دارد. این قطعه دور الکترو موتور را کاهش می دهد و انرژی را به فن برج خنک کننده منتقل می کند، زیرا اگر دور الکترو موتور کاهش پیدا نکند، نمی توان انرژی را به خوبی و درستی به پروانه انتقال داد.
قطره گیر برج خنک کننده یا همان شبنم گیر برج خنک کننده، از پرتاب و پاشش قطرات آبی که با هوا در حال خارج شدن از برج خنک کننده هستند، جلوگیری می کند. قطره گیر های برج خنک کننده به شکلی طراحی و تولید شده اند که قطرات نسبتا درشت آب را به دام می اندازند و به آن ها اجازه خارج شدن از برج خنک کننده را نمی دهند و به این صورت از هدر رفتن آب جلوگیری می کنند. استفاده از این قطعه باعث می شود مصرف آب کاهش پیدا کند. قطره گیر های برج خنک کننده به دو دسته لانه زنبوری و تیغه ای تقسیم می‌شوند.
قطره گیر لانه زنبوری: معمولا از جنس PVC می باشد و این توانایی را دارد که قطرات آب زیادی را جذب کند و در نهایت سبب افت فشار می شود.
قطره گیر تیغه ای: که به آن قطره گیر پروفیلی نیز گفته می شود، پروفیل هایی به شکل V و یا S هستند که به یک دیگر وصل شده اند. مزیت این مدل این است که افت فشار کمی دارد اما از راندمان پایینی برخوردار است.
نازل برج خنک کننده که به آن افشانک نیز گفته می شود، به صورت رزوه ای در سیستم پاشش آب نصب می شود و وظیفه توزیع و پخش کردن آب بر روی پکینگ های برج خنک کننده را بر عهده دارد. توزیع و پخش یکنواخت آب توسط نازل با عملکرد و راندمان برج خنک کننده ارتباط مستقیم دارد، به همین دلیل باید به طور مرتب چک شود و در صورت بروز رسوب و گرفتگی برای رفع آن اقدام کرد. نازل های برج خنک کننده عموما از جنس پلی پروپیلن هستند و به راحتی با اسید شویی رسوب زدایی می شوند.
لوور برج خنک کننده که به آن کرکره ورودی هوا نیز گفته می شود، وظیفه کنترل هوای ورودی به برج خنک کننده را بر عهده دارد. ابعاد لوور باید به شکلی باشد که بتواند با توجه به دمای هوا، حجم مناسبی از هوا را به داخل برج خنک کننده هدایت کند. لوورها به دو دسته تیغه ای و لانه زنبوری تقسیم می شوند.
لوور تیغه ای: معمولا از جنس فایبرگلاس می باشد و دارای تعداد زیادی تیغه است که از فضای بین آن ها، هوا به برج خنک کننده وارد می شود. از این مدل بیشتر در برج های خنک کننده فایبرگلاس مکعبی و مخروطی استفاده می شود.
لوور لانه زنبوری: معمولا از جنس PVC می باشد و دارای محفظه هایی شبیه به لانه زنبور است. از این مدل بیشتر در برج های خنک کننده مکعبی و از نوع جریان مخالف استفاده می شود. مزیت لوور لانه زنبوری نسبت به لوور تیغه ای این است که محفظه های آن از ورود ذرات ریز، آلاینده های محیطی و گرد و غبار به داخل برج خنک کننده جلوگیری می کنند.
حوضچه برج خنک کننده که به آن تشت برج خنک کننده نیز گفته می شود، در بخش زیرین برج خنک کننده و پایین ترین قسمت مسیر گردش آب قرار می گیرد و آب سرد در آنجا جمع می شود. سپس آب از داخل آن مکیده می شود و به سمت مبدل ها و ماشین آلات روانه می گردد. گاهی اوقات در برخی از برج های خنک کننده، حوضچه آب سرد و حوضچه مکش از هم جدا هستند و دارای مخازن جداگانه می باشند. آب اول در حوضچه آب سرد جمع می شود و سپس به حوضچه مکش منتقل می شود و در نهایت به سمت ماشین آلات هدایت می شود. جنس این قطعه معمولا از بتن، فایبرگلاس یا فلز می باشد.
کنترل کننده سطح آب برج خنک کننده با استفاده از دریچه ها یا سوییچ شناور، سطح مناسب آب درون برج خنک کننده را حفظ می کند و آن را به طور مرتب تنظیم می کند. هنگامی که سطح آب حوضچه برج خنک کننده از حد مشخص شده کم تر یا بیشتر باشد، سوپاپ های دستگاه متناسب با آن باز و بسته می شوند تا بتوانند عملکرد دستگاه را در حالت مطلوب نگه دارند. کنترل کننده سطح آب معمولا دارای سیستم هشدار می باشد و اگر سطح آب بیش از اندازه کم یا زیاد شود، به کاربر هشدار می دهد.
شفت برج خنک کننده وظیفه انتقال نیرو از موتور به جعبه دنده را بر عهده دارد و محوری گردانی است. این قطعه عموما از جنس فولاد یا کامپوزیت است و در برابر خوردگی و شکستگی به شدت مقاوم می باشد. جنس شفت باید به گونه ای باشد که در مقابل تمام تنش ها وارده به برج مقاوم باشد و خواص مکانیکی مناسب داشته باشد.
آب پخش کن برج خنک کننده که به آن اسپرینکلر هد گفته می شود، وظیفه توزیع و پاشش آب را به صورت چرخشی بر عهده دارد. این قطعه معمولا از مواد پلیمری ساخته می شود و از جنس آلومینیوم یا برنج تولید می شود. اسپرینکلر یا همان آب گردان، شامل دو قسمت ثابت و دوار می باشد. قسمت ثابت به لوله ورودی وصل می شود و با فشار آب، قسمت دوار شروع به چرخیدن می کند. قسمت دوار بر روی قسمت ثابت به طور دائم می چرخد و همین امر سبب می شود آب پخش کن دچار رسوب و گرفتگی شود و به طور صحیح نچرخد. به همین دلیل باید به طور مرتب و دوره ای اسپرینکلر روغن کاری، سرویس و یا تعویض شود.
چوب اشباع برج خنک کننده یکی از قطعاتی است که در برج خنک کننده قرار دارد و میزان تماس آب و هوا را افزایش می دهد و سبب خنک شدن بیشتر و سریع تر آب می شود. چوب اشباع چوبی است که طی فرآیندی خاص اشباع می شود و این اشباع سازی موجب افزایش عمر آن می شود. اشباع کردن چوب با استفاده از مقدار مشخصی اسید کرومات مس صورت می گیرد.
تعویض قطعات برج خنک کننده
برج خنک کننده یک منبع برودتی است که دستگاه های تولید کننده گرما را خنک می کند و می تواند به صورت دائم کار کند. این دستگاه مرتب با آب و هوا سر و کار دارد و به صورت یکسره فرآیند تبخیر را انجام می دهد. این روند و روال کاری برج خنک کننده سبب می شود قطعات و تجهیزات آن مانند افشانک، پکینگ و دیگر اجزای داخلی آن دچار رسوب و گرفتگی شوند. از سمت دیگر گرد و غبار و آلاینده های محیطی باعث مستهلک شدن تجهیزات و قطعات برج خنک کننده می شوند. تابش مستقیم نور خورشید نیز باعث خرابی فن، قطره گیر و لوور می شود.
بنابراین تعویض قطعات برج خنک کننده و سرویس دوره ای و تعمیر آن ها از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا این کار سبب می شود از تخریب و استهلاک اجزای داخلی برج خنک کننده جلوگیری شود و عملکرد و راندمان دستگاه حفظ شود. سرویس برج خنک کننده بهتر است به صورت دائمی و دوره ای انجام شود و هر 6 الی 12 ماه صورت پذیرد تا در هر شرایطی یک عملکرد مطلوب و ایده آل داشته باشد. بهتر است بدانید بررسی دوره‌ای، تعمیر و نگهداری نادرست باعث رسوب شدید، رشد باکتری ها و آلاینده های محیطی در داخل برج خنک کننده می شود.
- قطعات داخلی و جانبی برج خنک کننده با توجه به نوع و نحوه عملکرد آن، متفاوت هستند. بنابراین اولین کار هنگام تعویض قطعات این است که ظرفیت و نوع برج خنک کننده تشخیص داده شود.
- هنگام خرید برج خنک کننده لوازم یدکی آن به شما داده می شود. این لوازم یدکی شامل یک ست کامل از نازل، پکینگ، فن، قطره گیر و لوور می باشد تا در صورت نیاز به تعویض قطعات داخلی برج خنک کننده از آن ها استفاده کنید.
مزایای سرویس دوره ای برج خنک کننده و تعویض قطعات برج خنک کننده
سرویس دوره ای برج خنک کننده و تعویض قطعات برج خنک کننده دارای مزایای زیادی می باشد که در زیر به آن ها اشاره شده است. این مزایا عبارت است از:
- کاهش رسوب و گرفتگی لوله ها
- افزایش طول عمر قطعات داخلی
- افزایش راندمان سیستم
- افزایش کیفیت آب خروجی
- کاهش سر و صدا و لرزش تولیدی
- کاهش دمای آب خروجی
برج های خنک کننده در صنایع مختلف و فرآیند های گرمازا که نیاز به خنک کردن آب دارند، مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر سیستم های تهویه هوا و فرآیند های صنعتی، گرما تولید می کنند که این گرما باید به شکلی از سیستم یا فرآیند دفع گردد. در برج های خنک کننده معمولا از آب به عنوان انتقال دهنده حرارت استفاده می شود تا گرما را از سیستم بگیرند و به بیرون هدایت کنند. برج های خنک کننده دارای قطعات و اجزای مختلفی هستند که هر یک وظیفه ای بر عهده دارند و کار خاصی انجام می دهند. در این مقاله به طور مفصل در مورد تجهیزات و قطعات برج خنک کننده و نقش و وظیفه آن ها صحبت کرده ایم
