توسعه صنعت و بهبود رفاه انسان منجر به استفاده از انرژی زیادی شد و لازم بود گرمای باقیمانده بر حسب نیاز به حذف گرمای تولید شده خنک شود و دمای مناسب حفظ شود. به این ترتیب، برای خنک کردن گرما به یک محیط خنک کننده نیاز است. بنابراین با استفاده از فراوان ترین آب موجود در طبیعت، آب گرم شده از طریق یک روش انتقال حرارت کارآمد به نام تبخیر خنک شده و دوباره به گردش در می آید. کولینگ تاور به عنوان وسیله ای برای بازیافت و بازیافت استفاده می شود.
کولینگ تاور خروجی نهایی گرما است و شاید بتوان آن را ایمن ترین و کارآمدترین مبدل حرارتی دانست. به کولینگ تاور ای اطلاق می شود که در آن آب خنک کننده گرم شده از قسمت فوقانی برج به صورت قطرات ریز تا حد امکان برای گردش و استفاده از آب خنک کننده به پایین سرازیر می شود و در حین جریان با باد تماس می گیرد. دمنده نصب شده در برج برای تبخیر بخشی از آب و در نتیجه کاهش دمای آب. برای خنک کردن آب استفاده می شود و هدف کولینگ تاور کاهش آب تا دمای محیط است.
اصل اساسی کولینگ تاور
اصل اساسی کولینگ تاور انتقال حرارت توسط گرمای نهان تبخیر و گرمای محسوس است. یعنی زمانی که آب تبخیر می شود با گرفتن گرمای نهان تبخیر از محیط اطراف را خنک می کند و هوا با حرارت محسوس به دلیل اختلاف دمای آب خنک می شود و طراحی به گونه ای است که تبخیر زیاد می تواند باشد. با افزایش تماس آب و هوا به حداکثر رخ می دهد.
در اواسط تابستان اگر آب را روی بدنه بپاشید و باد را وزانید سریعتر سرد می شود و اصل کولینگ تاور نیز همین است. کولینگ تاور وسیله ای است که برای کاهش دمای آب در گردش با وزش باد بر روی آب بالاتر از دمای اتمسفر یا کاهش فشار بخار برای تبخیر آب مایع و گرفتن گرمای نهان تبخیر طراحی شده است.
ساختار کولینگ تاور
- قسمت ساختار برج (بالا حوض): باید بتواند بار مرده و بار عملیاتی و جوهای مختلف خارجی را تحمل کند.
ساختار خود کولینگ تاور باید تحت شرایطی مانند شرایط و طوفان های داخلی حفظ شود.
- قسمت فن (قطع مکانیکی): با وارد کردن هوا به کولینگ تاور و کنترل میزان جریان هوا، راندمان خنک کننده را افزایش می دهد.
این یک دستگاه مکانیکی تثبیت کننده است. اجزا برج خنک کننده:
① مونتاژ فن: دستگاه دمنده است و مربوط به راندمان و هزینه بهره برداری و نگهداری کولینگ تاور می باشد.
آ. پروانه فن : فن جریان محوری، ب. فن نوع دمنده: فن سانتریفیوژ
② کاهنده سرعت: وسیله ای است که سرعت موتور را کاهش می دهد تا با سرعت بهینه فن مطابقت داشته باشد.
③ محور محرک / کوپلینگ: وسیله ای است که نیروی دورانی را بین موتور و کاهنده منتقل می کند.
④ موتور: یک دستگاه مولد برق برای چرخاندن فن است.
⑤ پشته فن (سیلندری): نقش گذرگاهی را ایفا می کند که هوای برج را به آرامی جریان می دهد و آن را به جو تخلیه می کند.
⑥ خط روغن (روان کننده): این دستگاه تزریق روغن کاهنده است.
⑦ پایه (تکیه کننده قطعه محرک): وسیله ای است که بار و پیچش قطعه محرک را پشتیبانی می کند و آن را به کولینگ تاور ثابت می کند.
- Tower CasingPart : به قسمت کناری کولینگ تاور به استثنای لوور اشاره دارد.
- قسمت توزیع آب: دستگاهی است که آب را به طور یکنواخت به نازل تقسیم می کند.
- نازل: وسیله ای است که با فشار یا گرانش به طور یکنواخت آب را به داخل پر می کند.
- FillPart : مهمترین قسمت کولینگ تاور که تبادل حرارت بین هوا و آب در آن صورت می گیرد و ارتباط مستقیمی با کارایی کولینگ تاور دارد. همچنین اندازه کولینگ تاور و توان مورد نیاز با توجه به عملکرد حرارتی فیل تعیین می شود.
- Drift EliminatorPart : هوای تخلیه شده از کولینگ تاور به عنوان وسیله ای جریان می یابد که قطرات آب را که در جریان هوا حمل می شوند را حذف می کند.مطمئن شوید که قطرات آب در آن وجود ندارد.
- LouverPart: در قسمتی که هوا وارد می شود نصب می شود و در یکنواخت کردن جریان هوا و حذف قطرات (پراکندگی) نقش دارد.
- حوض آب سرد: در پایین کولینگ تاور قرار دارد و آب خنک کننده را جمع آوری می کند و به عنوان پایه مهم برج عمل می کند.
مشخصات کلی کولینگ تاور
- دمای خروجی آب خنک کننده را نمی توان کمتر از دمای لامپ مرطوب هوای بیرون (CWB) کاهش داد.
- هر چه مقدار هوا بیشتر باشد، بدنه برج کوچکتر است. (قدرت دمنده افزایش می یابد.)
- هرچه رویکرد بزرگتر باشد (دمای آب خروجی کولینگ تاور - دمای لامپ مرطوب هوای بیرون)، بدنه برج کوچکتر است. (شرایط یکی یا دیگری ثابت می شود.
- هر چه محدوده (دمای آب ورودی کولینگ تاور - دمای آب خروجی کولینگ تاور ) کمتر باشد، بدنه برج کوچکتر است.
زمانی که مقدار و حجم هوا ثابت است، نزدیک شدن، محدوده و دمای حباب مرطوب به اندازه کولینگ تاور، یعنی هزینه ساخت، ارتباطی ندارد.
وجود دارد. نمودار زیر نشان می دهد که چگونه این سه عامل بر اندازه کولینگ تاور و تغییر رویکرد تأثیر می گذارد
انواع کولینگ تاور
کولینگ تاور سیستمی است برای سنجش حرارت با انتقال حرارت با استفاده از اختلاف دمای آب و هوا و گرمای نهان تبخیر با انتقال جرم با استفاده از تبخیر خود آب است. برج های خنک کننده به انواع سیستم هوا و آبی که در تماس مستقیم هستند، نوع تماس غیرمستقیم، روش تهویه، جهت جریان آب و هوا و مواردی از این دست طبقه بندی می شوند. چند نمونه:
- کولینگ تاور جریان ضد جریان هوا و کولینگ تاور جریانی: هوایی که از لوور تعبیه شده در قسمت پایینی برج وارد می شود، از بین پرکننده و حذف کننده عبور کرده و به صورت عمودی به پشته فن حرکت می کند.از آن عبور کرده و به صورت عمودی حرکت می کند.
- کولینگ تاور جریان متقاطع و ضد متقاطع: هوایی که به صورت افقی بین آنها حرکت می کند از مخزن آب نصب شده در بالا می افتد و در زاویه قائم با آبی که به صورت عمودی بین پرکننده ها حرکت می کند برای تبادل گرما تلاقی می کند. ظرفیت اهداف صنعتی
- نوع مدار بسته (کولینگ تاور بسته): سیستم خنک کننده ای است که می تواند آب خنک کننده تمیزی را به دست آورد که توسط هوا آلوده نمی شود زیرا مدار بسته است و راندمان حرارتی عالی با روش تهویه مخالف دارد.
- نوع مدار باز (کولینگ تاور نیمه بسته): روش تهویه ضد جریان با راندمان بالا و ساختار هماهنگ مخزن-فن این امکان را می دهد که منطقه نصب کوچک باشد و قابلیت نمایش در فضای محدود را داشته باشد.
توسعه صنعت و بهبود رفاه انسان منجر به استفاده از انرژی زیادی شد و لازم بود گرمای باقیمانده بر حسب نیاز به حذف گرمای تولید شده خنک شود و دمای مناسب حفظ شود. به این ترتیب، برای خنک کردن گرما به یک محیط خنک کننده نیاز است. بنابراین با استفاده از فراوان ترین آب موجود در طبیعت، آب گرم شده از طریق یک روش انتقال حرارت کارآمد به نام تبخیر خنک شده و دوباره به گردش در می آید. کولینگ تاور به عنوان وسیله ای برای بازیافت و بازیافت استفاده می شود.
کولینگ تاور خروجی نهایی گرما است و شاید بتوان آن را ایمن ترین و کارآمدترین مبدل حرارتی دانست. به کولینگ تاور ای اطلاق می شود که در آن آب خنک کننده گرم شده از قسمت فوقانی برج به صورت قطرات ریز تا حد امکان برای گردش و استفاده از آب خنک کننده به پایین سرازیر می شود و در حین جریان با باد تماس می گیرد. دمنده نصب شده در برج برای تبخیر بخشی از آب و در نتیجه کاهش دمای آب. برای خنک کردن آب استفاده می شود و هدف کولینگ تاور کاهش آب تا دمای محیط است.
اصل اساسی کولینگ تاور
اصل اساسی کولینگ تاور انتقال حرارت توسط گرمای نهان تبخیر و گرمای محسوس است. یعنی زمانی که آب تبخیر می شود با گرفتن گرمای نهان تبخیر از محیط اطراف را خنک می کند و هوا با حرارت محسوس به دلیل اختلاف دمای آب خنک می شود و طراحی به گونه ای است که تبخیر زیاد می تواند باشد. با افزایش تماس آب و هوا به حداکثر رخ می دهد.
در اواسط تابستان اگر آب را روی بدنه بپاشید و باد را وزانید سریعتر سرد می شود و اصل کولینگ تاور نیز همین است. کولینگ تاور وسیله ای است که برای کاهش دمای آب در گردش با وزش باد بر روی آب بالاتر از دمای اتمسفر یا کاهش فشار بخار برای تبخیر آب مایع و گرفتن گرمای نهان تبخیر طراحی شده است.
ساختار کولینگ تاور
- قسمت ساختار برج (بالا حوض): باید بتواند بار مرده و بار عملیاتی و جوهای مختلف خارجی را تحمل کند.
ساختار خود کولینگ تاور باید تحت شرایطی مانند شرایط و طوفان های داخلی حفظ شود.
- قسمت فن (قطع مکانیکی): با وارد کردن هوا به کولینگ تاور و کنترل میزان جریان هوا، راندمان خنک کننده را افزایش می دهد.
این یک دستگاه مکانیکی تثبیت کننده است. اجزا برج خنک کننده:
① مونتاژ فن: دستگاه دمنده است و مربوط به راندمان و هزینه بهره برداری و نگهداری کولینگ تاور می باشد.
آ. پروانه فن : فن جریان محوری، ب. فن نوع دمنده: فن سانتریفیوژ
② کاهنده سرعت: وسیله ای است که سرعت موتور را کاهش می دهد تا با سرعت بهینه فن مطابقت داشته باشد.
③ محور محرک / کوپلینگ: وسیله ای است که نیروی دورانی را بین موتور و کاهنده منتقل می کند.
④ موتور: یک دستگاه مولد برق برای چرخاندن فن است.
⑤ پشته فن (سیلندری): نقش گذرگاهی را ایفا می کند که هوای برج را به آرامی جریان می دهد و آن را به جو تخلیه می کند.
⑥ خط روغن (روان کننده): این دستگاه تزریق روغن کاهنده است.
⑦ پایه (تکیه کننده قطعه محرک): وسیله ای است که بار و پیچش قطعه محرک را پشتیبانی می کند و آن را به کولینگ تاور ثابت می کند.
- Tower CasingPart : به قسمت کناری کولینگ تاور به استثنای لوور اشاره دارد.
- قسمت توزیع آب: دستگاهی است که آب را به طور یکنواخت به نازل تقسیم می کند.
- نازل: وسیله ای است که با فشار یا گرانش به طور یکنواخت آب را به داخل پر می کند.
- FillPart : مهمترین قسمت کولینگ تاور که تبادل حرارت بین هوا و آب در آن صورت می گیرد و ارتباط مستقیمی با کارایی کولینگ تاور دارد. همچنین اندازه کولینگ تاور و توان مورد نیاز با توجه به عملکرد حرارتی فیل تعیین می شود.
- Drift EliminatorPart : هوای تخلیه شده از کولینگ تاور به عنوان وسیله ای جریان می یابد که قطرات آب را که در جریان هوا حمل می شوند را حذف می کند.مطمئن شوید که قطرات آب در آن وجود ندارد.
- LouverPart: در قسمتی که هوا وارد می شود نصب می شود و در یکنواخت کردن جریان هوا و حذف قطرات (پراکندگی) نقش دارد.
- حوض آب سرد: در پایین کولینگ تاور قرار دارد و آب خنک کننده را جمع آوری می کند و به عنوان پایه مهم برج عمل می کند.
مشخصات کلی کولینگ تاور
- دمای خروجی آب خنک کننده را نمی توان کمتر از دمای لامپ مرطوب هوای بیرون (CWB) کاهش داد.
- هر چه مقدار هوا بیشتر باشد، بدنه برج کوچکتر است. (قدرت دمنده افزایش می یابد.)
- هرچه رویکرد بزرگتر باشد (دمای آب خروجی کولینگ تاور - دمای لامپ مرطوب هوای بیرون)، بدنه برج کوچکتر است. (شرایط یکی یا دیگری ثابت می شود.
- هر چه محدوده (دمای آب ورودی کولینگ تاور - دمای آب خروجی کولینگ تاور ) کمتر باشد، بدنه برج کوچکتر است.
زمانی که مقدار و حجم هوا ثابت است، نزدیک شدن، محدوده و دمای حباب مرطوب به اندازه کولینگ تاور، یعنی هزینه ساخت، ارتباطی ندارد.
وجود دارد. نمودار زیر نشان می دهد که چگونه این سه عامل بر اندازه کولینگ تاور و تغییر رویکرد تأثیر می گذارد
انواع کولینگ تاور
کولینگ تاور سیستمی است برای سنجش حرارت با انتقال حرارت با استفاده از اختلاف دمای آب و هوا و گرمای نهان تبخیر با انتقال جرم با استفاده از تبخیر خود آب است. برج های خنک کننده به انواع سیستم هوا و آبی که در تماس مستقیم هستند، نوع تماس غیرمستقیم، روش تهویه، جهت جریان آب و هوا و مواردی از این دست طبقه بندی می شوند. چند نمونه:
- کولینگ تاور جریان ضد جریان هوا و کولینگ تاور جریانی: هوایی که از لوور تعبیه شده در قسمت پایینی برج وارد می شود، از بین پرکننده و حذف کننده عبور کرده و به صورت عمودی به پشته فن حرکت می کند.از آن عبور کرده و به صورت عمودی حرکت می کند.
- کولینگ تاور جریان متقاطع و ضد متقاطع: هوایی که به صورت افقی بین آنها حرکت می کند از مخزن آب نصب شده در بالا می افتد و در زاویه قائم با آبی که به صورت عمودی بین پرکننده ها حرکت می کند برای تبادل گرما تلاقی می کند. ظرفیت اهداف صنعتی
- نوع مدار بسته (کولینگ تاور بسته): سیستم خنک کننده ای است که می تواند آب خنک کننده تمیزی را به دست آورد که توسط هوا آلوده نمی شود زیرا مدار بسته است و راندمان حرارتی عالی با روش تهویه مخالف دارد.
- نوع مدار باز (کولینگ تاور نیمه بسته): روش تهویه ضد جریان با راندمان بالا و ساختار هماهنگ مخزن-فن این امکان را می دهد که منطقه نصب کوچک باشد و قابلیت نمایش در فضای محدود را داشته باشد.
مخزن پلی پروپیلن