دمای برج خنک کننده

برج خنک کننده

برج خنک کننده یا کولینگ تاور، تجهیزیست که وظیفه آن دفع حرارت اضافی آب مورد استفاده در سیکل‌ها مختلف است. از برج هنک کننده در سیستم‌های تهویه مطبوع، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، صنایع پتروشیمی و … به منظور کاهش دمای آب مورد استفاده در آن سیستم استفاده می‌شود.
برج خنک کننده مدل‌ها و طراحی‌ها بسیار متفاوتی دارد، اما اساس کار تقریباً مشابه و یکسان است.

برج خنک کننده دمای آب را تا دمای هوای منطقه کاهش می‌دهد. در برخی مدل‌های برج خنک کننده به به کولینگ تاور خشک معروف است، دما تا دمای هوای خشک و در مدل‌هایی که یه شکل مرطوب و یا سیکل باز عمل می‌کنند، دما تا نقطه هوای مرطوب کاهش می‌یابد. به عبارتی محدوده دمای برج خنک کننده به دمای هوای محیط بستگی دارد.

برج‌های خنک کننده را می‌توان از نظر شکل ظاهری، نوع جریان هوا، مکانیزم انتقال حرارت، نحوه برخورد سیالات و… دسته‌بندی کرد.
در برج خنک کننده‌های جریان آزاد، جریان هوا به طور خودبه‌خودی حرکت کرده و حرارت آب را جذب می‌کند، برج خنک کننده نیروگاه‌ها معمولاً از این نوع هستند. در برج خنک کننده‌ها جریان اجباری، از فن برای ایجاد جریان هوا استفاده می‌شود.

روش‌کار برج خنک کننده به این شکل است، که جریان آب وارد برج شده و داخل آن پخش می‌شود، به عبارتی سطح آب پراکنده می‌شود، به عنوان مثال در برج خنک کننده مدار باز، از پکینگ برای این منظور استفاده می‌شود. سپس جریان هوا از آب عبور کرده و حرارت آن را جذب می‌نمایید. به این ترتیب آب با دمای بالا وارد برج شده و با دمای پایین‌تر از برج خارج می‌شود.

بدیهی است که دمای آب خروجی کاملاً تحت تاثیر دمای هوا بوده و رساندن دمای آب به پایین‌تر از دمای هوا در برج خنک کننده عملاً امکان‌پذیر نمی‌باشد. بازدهی برج خنک کننده نیز هر قدر دمای آب خروجی به دمای مرطوب محیط نزدیک‌تر باشد بیشتر است.

چیلر

چیلر نیز تجهیزی است که وظیفه آن خنک کننده آب است. از چیلر معمولاً در سیستم‌های تهویه مطبوع به منظور تامین آب مورد نیاز فن کویل، هواساز و … استفاده می‌شود. چیلرها از یک سیکل برودتی به منظور جذب حرارت آب استفاده می‌کند، که می‌تواند سیکل تراکمی یا جذبی باشد. البته چیلرهای تراکمی به علت برخی مزایا رایج‌ترند.

چیلرهای تراکمی همان طور که اشاره شد از سیکل تبرید تراکمی برای کاهش دمای آب استفاده می‌کنند. هر سیکل تبرید تراکمی از چهار مرحله تشکیل شده، که یک سیال عامل به نام مبرد با طی کرده سیکل حرارت آب را گرفته و به محیط بیرون منتقل می‌کند. هر چیلر دارای کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، شیر انبساط و دیگر تجهیزات و قطعات است، که عمل کاهش دمای آب را امکان پذیر می‌کند.

استفاده از سیکل تراکمی در چیلر باعث می‌شود که دمای آب خروجی از آن وابسته به دمای محیط نباشد. به عبارتی هر میزان از آب را می‌توان تا دمای دلخواه پایین آورد، برای این کار کافی است که سیستم ظرفیت لازم را داشته باشد، یعنی کمپرسور و دیگر قطعات با توان مناسب انتخاب شوند.
در آرشیو مقالات گروه صنعتی دی، در مورد چیلر و برخ خنک کننده مقالات متعددی وجود دارند که برای آشنایی بیشتر می‌توانید به آن‌ها مراجعه کنید.

تفاوت برج خنک کننده و چیلر

همان طور که تا به اینجا بررسی شد، برج خنک کننده صرفاً با استفاده از جریان هوا و چیلر با استفاده از سیستم تبریدی عمل کاهش دمای آب را انجام می‌دهند.
استفاده از سیکل برودتی در چیلر باعث می‌شود، که مقدار دمای آب خروجی وابسته به دمای هوای منطقه نبوده و عملاً به هر میزانی که لازم است؛ می‌توان آب را خنک کرد. اما در مقابل استفاده از سیستم برودتی نیاز به مصرف انرژی زیاد دارد. مصرف برق چیلر تراکمی به مراتب بیشتر از مصرف برق در برج خنک کننده است.
برای مقایسه بهتر، در ادامه این مقاله محدوده دمای برج خنک کننده و چیلر را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.

دمای برج خنک کننده و چیلر

به طور کلی هنگامی که دمای آب مورد نیاز از دمای هوای محیط کمتر است، باید از چیلر استفاده کرد، به عنوان مثال برای آب فن کویل. اما زمانی که دمای آب مورد نیاز بیشتر از دمای هوای محیط باشد، می‌توان از برج خنک کننده بهره برد. البته در این محدوده دما، چیلر نیز قابل استفاده است اما مقرون به مصرفه نیست.

برای درک بهتر موضوع، منطقه‌ای را در نظر بگیرید که حداکثر دمای مرطوب آن 25 درجه سانتی‌گراد باشد. اگر دمای آب مورد نیاز از 100 درجه به 50 درجه سانتی‌گراد برسد، می‌توان از برج خنک کننده استفاده کرد. چرا که دمای مورد نیاز آب خروجی 50 درجه بوده و دمای مرطوب هوای آن منطقه کمتر از آن یعنی 25 درجه سانتی‌گراد است. پس امکان کاهش دمای آب توسط برج خنک کننده وجود دارد.

اما اگر آب مورد نیاز باید از 27 درجه سانتی‌گراد به صفر درجه سانتی‌گراد برسد، و دمای هوای مرطوب محیط 25 درجه سانتی‌گراد باشد، استفاده از برج خنک کننده کارساز نخواهد بود و باید از چیلر استفاده کرد.

با توجه به مطالب گفته شده، محدوده دمای برج خنک کننده و چیلر و هم‌چنین مقدار مصرف انرژی و هزینه آن‌ها با یکدیگر متفاوت است، لذا هرکدام از موارد، کاربرد خاص خود را دارند. از چیلر برای تامین آب مورد نیاز سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود. معمولاً محدود دمای این سیستم‌ها بین 12 درجه تا 7 درجه است، یعنی چیلر باید آب را از 12 به 7 درجه برساند.

البته چیلرها می‌توانند دمای آب را بیشتر از این هم کاهش دهند که این بستگی به ظرفیت چیلر دارد.

محدود دمای برج خنک کننده بستگی به دمای آن منطقه دارد که در برج خنک کننده خشک باید دمای هوای خشک و در برج خنک کننده مرطوب باید دمای هوای مرطوب را در نظر گرفت.

با توجه به آنکه دمای هوای مرطوب از خشک کمتر است، محدوده دمای برج خنک کننده مدار باز یا مرطوب نیز کمتر بوده و کاربرد بیشتری دارد. از برج خنک کننده برای کاهش دمای آب کندانسور چیلر نیز استفاده می‌شود.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی محدوده دمای برج خنک کننده و چیلر پرداختیم، و کاربرد هر کدام از این دستگاه‌ها را مقایسه کردیم. امیدواریم از این مقاله بهره برده باشید. جهت مشاوره و تهیه برج خنک کننده، چیلر و دیگر تجهیزات تهویه مطبوع با مشاورین فروش دی تماس بگیرید.