برج خنک کننده نوعی مبدل حرارتی است که وظیفه آن خنک کردن آب مورد استفاده در سیکل است. یکی از دغدغه‌های اصلی در طراحی و ساخت برج خنک کننده جنس بدنه آن است. در این مقاله قصد داریم با انواع برج خنک کننده گالوانیزه، بتنی و فیابرگلاس بیشتر آشنا شویم.
فهرست مطالب
برج خنک کننده
در بسیار از سیستم‌ها از جمله سیکل تهویه مطبوع، نیروگاه، پتروشیمی و … جریان آبی موجود دارد که در قسمتی از سیکل حرارت را جذب می‌کند و دمای آن بالا می‌رود. برای کاهش مصرف آب باید به طریقی دمای آب مدنظر کاهش یابد. برج خنک کننده یا کولینگ تاور وسیله‌ای است، که حرارت اضافی آب را دفع می‌کند تا دمای آب کاهش یافته و مجددا قابل استفاده باشد.
برج خنک کننده در صنایع زیای مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال برای خنک‌کاری واحدهای پالایشگاهی، واحدهای شیمیایی و پتروشیمی، نیروگاه‌های حرارتی، سیستم‌های تهویه مطبوع و … جزء مواردی هستند که برج خنک کننده در آن‌ها کاربرد دارد.
تاریخچه استفاده از برج خنک کننده به قرن نوزدهم میلادی باز می‌گردد. با آغاز انقلاب صنعتی و اختراع ماشین بخار، به منظور چگالش بخار و استفاده مجدد آب در ماشین بخار از واحدهای چگالنده یا خنک کننده آب استفاده می‌شد. با پیشرفت فناوری نیاز به برج خنک کننده نیز بیشتر شد و طراحی‌های مختلفی از برج‌های خنک کننده برای رفع نیاز صنایع و تجیهزات مختلف تولید شد. دلیل نام‌گذاری برج خنک کننده به شکل هندسی آن باز می‌گردد. در مدل‌های اولیه برج خنک کننده از یک سازه بلند به شکل یک برج برای افزایش زمان تبادل حرارت بین آب و هوا استفاده می‌شد. البته امروزه نمونه‌های کوچکتری وجود دارند که در ابعاد کوچک توان خنک کاری بالاتری دارند، اما اصطلاح برج خنک کننده همچنان مرسوم است.
همان طور که اشاره شد، برج خنک کننده دارای مدل‌های مختلفی است. به عنوان مثال بر حسب نوع جریان هوا، مکانیسم اتقال حرارت، طریقه برخورد جریان دو سیال و … می‌توان برج‌های خنک کننده را به انواع مختلفی تقسیم بندی کرد.
هدف نهایی در یک برج خنک کننده، فارغ از نوع آن، برقرایی تبادل حرارت بین آب (خنک شونده) و هوا (خنک کننده) می‌باشد. البته در برخی از انواع برج خنک کننده (کولینگ تاور مرطوب)، از آب نیز برای خنک کنندگی استفاده می‌شود.
در یک برج خنک کننده عموماً جریان آب داغ را با استفاده از روش‌های مختلف مثل استفاده از پکینگ، در یک سطح گسترده می‌کنند. به این ترتیب با افزایش سطح انتقال حرارت، سرعت تبادل گرما بین هوا و آب افزایش یافته با آب خنک می‌شود.
شما می‌توانید با مراجعه به آرشیو مقالات گروه صنعتی دی با برج خنک کننده، انواع آن، قطعات برج خنک کننده و … یبشتر آشنا شوید.
یکی از مهمترین مولفه‌های یک برج خنک کننده، جنس بدنه آن است. در ادامه به بررسی انواع جنس ساختاری برج خنک کننده می‌پردازیم.
جنس خنک کننده
بدنه برج خنک کننده باید به گونه‌ای باشد، که علاوه بر داشتن اصطحکام کافی، مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی، خوردگی و دیگر عوامل اقلیمی نیز داشته باشد. امروزه کولینگ تاورها بر حسب جنس سازه به سه دسته تقسیم می‌شوند.
- برج خنک کننده گالوانیزه
- برج خنک کننده فایبرگلاس
- برج خنک کننده بتنی
برج خنک کننده گالوانیزه
یکی از موادی که در ساخت وسایل بسیار استفاده می‌شود، آهن و آلیاژ آهن است. فلز آهن علاوه بر قیمت مناسب، اصطحکام کافی داشته و همچنین به راحتی قابل شکل دهی است. اما بزرگترین مشکل آهن، سرعت زنگ‌زدگی بالای آن است. بنابراین استفاده از این فلز در وسایلی که احتمال خوردگی و زنگ‌زدگی (اکسیداسیون) در آن‌های زیاد است، مثل برج خنک کننده، گزینه مناسبی نیست.
برای حل مشکل خوردگی در فلز آهن، پوشش سطح آهن با موارد محافظ است. به این کار گالوانیزه کردن می‌گویند. با استفاده از این روش برروی سطح روق فولادی پوششی مخصوص ایجاد می‌شود که در مقابل خوردگی و زنگ‌زدگی بسیار مقاوم می‌باشد. ورق گاوانیز طول عمر طولانی، هزینه کم، استحکام مناسب و شکل‌دهی آسان دارد.
بنابراین یکی از موادی که در ساخت کولینگ تاور از آن استفاده می‌شود ورق گالوانیزه است. از ویژگی‌های برج خنک کننده گالوانیزه می‌توان به سرعت ساخت بالا، مقاومت زیاد در برابر وزن، مقاومت مناسب در برابر اکسیداسیون را نام برد. اما در مقابل مواردی مانند جذب حررات خورشید و کاهش راندمان، وزن بالا و جابجایی سخت و رشد جلبک و میکروارگانیسم‌ها در داخل بدنه از جمله معایب برج خنک کننده گالوانیزه می‌باشد.
برج خنک کننده فایبرگلاس
یکی از موادی که امرزوه در ساخت بسیاری از دستگاه‌ها و تجهیزات از آن استفاده می‌شود، الیاف شیشه مقاوم شده با پلاستیک یا همان فایبرگلاس می‌باشد. این ماده کامپوزیت از دو عنصر الیاف و رزین پلی‌استر ساخته شده است.
در طراحی و ساخت برج خنک کننده نیز از الیاف فایبرگلاس استفاده می‌شود. از ویژگی‌های برج خنک کننده فایبرگلاس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت بالا در برابر پوسیدگی، خوردگی و اکسیداسیون
- عدم جذب حرارت خورشید
- عدم رسوب‌پذیری
- قابلیت اسیدشویی
- وزن کم و جابجایی آسان
برج خنک کننده بتنی
ساخت کولینگ تاور با استفاده از بتن در مواردی کاربرد دارد، که حجم آب در گردش بسیار بالا باشد. بتن مقاومت بسیار بالایی در برابر وزن دارد، از این رو در ساخت برج خنک کننده نیروگاه‌ها یا پالایشگاه‌ها که دبی آب در گردش بسیار بالایی دارند استفاده می‌شود. برج خنک کننده بتنی که آن برج خنک کننده نیروگاهی نیز می‌گویند می‌تواند از نوع جریان طبیعی یعنی بدون فن و یا جریان اجباری باشد.
برج خنک کننده بتنی بسیار سنگین بوده و عملاً امکان جابجایی ندارد، سرعت ساخت آن نیز کم و زمان‌گیر است. به علت ضریب انتقال حرارت پایین بتن راندمان انتقال حرارت برج خنک کننده بتنی کم است.
جمع بندی
در این مقاله با انواع برج خنک کننده از نظر جنس آشنا شدیم و به مقایسه آن‌ها یعنی برج خنک کننده گالوانیزه، برج خنک کننده فایبرگلاس و برج خنک کننده بتنی پرداختیم. امیدواریم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت مشاوره و تهیه انواع برج‌های خنک کننده با مشاورین فروش گروه صنعتی دی تماس بگیرید.
