برج خنک کننده مدار باز یکی از تجهیزات کاربردی در صنعت های متفاوت برای کم کردت دمای آب و از بین حرارت است. این برج خنک کننده مدار باز، به علت ساختار راحت، هزینه نگهداری کم و راندمان حرارتی ایده آل، دارای محبوبیت بسیاری است. در این مقاله قصد داریم، به بررسی عملکرد، مزایا و کاربردهای برج خنک کننده مدار باز بپردازیم، پس تا پایان این مقاله همراه ما باشید.
عملکرد برج خنک کننده مدار باز
برج خنک کننده مدار باز، در حقیقت یک مبدل حرارتی است که برای خنک کردن آب از تماس مستقیم آب و هوا استفاده میکند. در این مدل برج، انتقال حرارت تا حدی به علت تبادل حرارت بین هوا و آب انجام میشود، اما اصولا به علت تبخیر میزان اندکی از آبی است که باید خنک شود. به طور کلی، عملکرد برج خنک کننده مدار باز به این صورت است که آب گرم ورودی به بالای برج پمپ شده و از طریق نازلها به صورت پاشیده شده روی پکینگها ریخته میشود. پکینگها سطح تماس بین آب و هوا را زیاد می کنند و موجب تبخیر قسمتی از آب میشوند.
با تبخیر آب، گرمای نهان تبخیر از آب گرفته شده و دمای آب کم می شود. هوای گرم و مرطوب از پایین برج وارد شده و با عبور از پکینگها، رطوبت و حرارت خود را به آب میدهد و از بالای برج خارج میشود. در حقیقت، تبخیر آب، انرژی گرمایی را از آب گرفته و به فضای اطراف منتقل میکند. این فرآیند به علت اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوای اطراف اتفاق می افتد.
مزایای برج خنک کننده مدار باز
برجهای خنک کننده مدار باز به علت عملکرد راحت و کارآمد خود، در صنعت های متفاوت خیلی مورد استفاده قرار میگیرند. از جمله مزایای برج خنک کننده مدار باز میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- هزینه اولیه پایین: ساختار راحت و تعداد قطعات کمتر نسبت به برجهای مدار بسته، موجب کم شدن هزینههای اولیه میشود. نصب و راهاندازی راحت تر و سریعتر است.
- راندمان حرارتی بالا: تماس مستقیم آب و هوا، موجب انتقال حرارت خیلی تاثیرگذار و راندمان بالای خنککنندگی میشود. در مقایسه با برجهای مدار بسته، در دماهای محیطی بالا عملکرد مناسب تری دارند.
- نگهداری راحت و کم هزینه: به علت ساختار آسان، نیاز به تعمیرات و نگهداری اندکی دارند. دسترسی به قطعات و تجهیزات جانبی راحت تر است.
- قابلیت اطمینان بالا: با طراحی و نصب درست، میتوانند سالها بدون مشکل کار کنند. قطعات متحرک اندکی دارند که احتمال خرابی آنها را کم می کند.
- تنوع در اندازه و ظرفیت: برج خنک کننده مدار باز در اندازهها و ظرفیتهای متفاوت ساخته میشوند و میتوان آنها را متناسب با نیاز هر پروژه انتخاب کرد.
- انعطافپذیری بالا: میتوانند در شرایط محیطی متفاوت از جمله دما، رطوبت و سرعت باد کار کنند. قابلیت نصب در فضاهای متفاوت با محدودیتهای فضایی را دارند.
- سادگی در کنترل و بهرهبرداری: سیستم کنترل سادهای دارند و به راحتی میتوان دبی آب و هوا را تنظیم کرد.
کاربردهای برج خنک کننده مدار باز
برج خنک کننده مدار باز به عنوان یکی از تجهیزات مهم در صنعت های متفاوت برای خنک کردن سیالات، به خصوص آب، مورد استفاده قرار میگیرند. این برجها با تماس مستقیم آب و هوا و بهرهگیری از پدیده تبخیر، حرارت سیال را به فضا منتقل می کنند و دمای آن را کم می کنند. اولین کاربرد برج خنک کننده مدار باز در نیروگاههای حرارتی است، که برای خنک کردن آب کندانسور توربینها و بالا بردن راندمان تولید برق استفاده میشوند.
در فرآیندهای متفاوت پتروشیمی مثل تقطیر، پلیمریزاسیون و… برای خنک کردن محصولات و تجهیزات استفاده میشوند. در فرآیند تولید فولاد، برای خنک کردن شمشها و تجهیزات متفاوت استفاده میشوند. در صنعت های غذایی مثل تولید نوشابه، لبنیات و… برای خنک کردن محصولات و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند.
در سیستمهای تهویه مطبوع بزرگ، برای خنک کردن آب چیلر و تأمین سرمایش ساختمانها استفاده میشوند. در صنعت های دارویی، برای خنک کردن محصولات و تجهیزات در فرآیند تولید دارو استفاده میشوند. همچنین، در صنعت های کاغذسازی، برای خنک کردن آب مورد استفاده در فرآیند ساخت کاغذ استفاده میشوند.
عوامل موثر در انتخاب برج خنک کننده مدار باز
انتخاب یک برج خنککننده مدار باز محبوب، نیازمند دقت به عوامل مختلفی است که بر عملکرد، بازدهی و طول عمر دستگاه موثر هستند. اولین و اصلی ترین عامل، ظرفیت خنککنندگی مورد نیاز است که طبق اندازه حرارتی که باید از سیال گرفته شود، مشخص میشود. ظرفیت برج باید طوری انتخاب شود که بتواند بار حرارتی سیستم را به طور کامل پوشش دهد. مدل سیالی که باید خنک شود (آب، روغن، یا دیگر مایعات) بر انتخاب مدل پکینگ، جنس بدنه و دیگر اجزای برج موثر است.
بعضی سیالات خورنده هستند و به همین علت نیاز به مواد محکم در مقابل خوردگی دارند. کیفیت آب مورد استفاده در برج، از نظر سختی، اندازه املاح و آلودگیها، بر تشکیل رسوب و خوردگی در برج تاثیر گذار است. انتخاب مواد خوب برای ساخت برج و استفاده از سیستمهای تصفیه آب میتواند از این مشکلات پیشگیری کند. عوامل محیطی مثل دما، رطوبت، سرعت باد و جهت وزش باد بر بازدهی برج موثر هستند. در مناطق گرم و خشک، نیاز به برجهای با ظرفیت بالاتر و سیستمهای هوادهی قویتر است.
ابعاد و فضای موجود برای نصب برج، محدودیتهایی را برای انتخاب مدل و اندازه برج فراهم میکند. مصرف انرژی برج به عوامل متفاوتی مثل مدل فن، سیستم توزیع آب و راندمان کلی برج بستگی دارد. انتخاب برجهایی با مصرف انرژی کم، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. صدای تولیدی توسط برج، به خصوص در مناطق مسکونی، میتواند مشکلساز باشد. استفاده از عایقهای صوتی و فنهای کمصدا میتواند این مشکل را کم کند. مواد ساختمانی مورد استفاده در برج، باید در مقابل خوردگی، حرارت، اشعه ماوراء بنفش و دیگر عوامل محیطی محکم باشند. هزینه اولیه خرید برج و هزینههای جانبی مثل هزینههای نصب، تعمیر و نگهداری نیز باید در زمان انتخاب مورد توجه قرار گیرند.
نتیجه گیری
برج خنک کننده مدار باز به دلیل مزایای فراوان، همچنان یکی از پرکاربردترین تجهیزات خنککننده در صنایع مختلف هستند. با این حال، قبل از انتخاب این نوع برج، باید به معایب و محدودیتهای آن نیز توجه کرد و با توجه به شرایط خاص هر پروژه، بهترین نوع برج را انتخاب کرد.
سوالات متداول درباره برج خنک کننده مدار باز
- آیا برجهای خنککننده مدار باز نیاز به نگهداری خاصی دارند؟
بله، برای افزایش طول عمر و کارایی برج، باید به صورت دورهای تمیز و سرویس شود. - چه موادی برای ساخت برج خنککننده مدار باز استفاده میشود؟
مواد متداول شامل FRP (پلی استر تقویت شده با الیاف شیشه)، PVC، فولاد ضد زنگ و بتن است. - آیا میتوان از برج خنککننده مدار باز برای خنک کردن روغن استفاده کرد؟
بله، با انتخاب پکینگ و مواد مناسب، میتوان از برجهای خنککننده مدار باز برای خنک کردن روغن نیز استفاده کرد.