تجهیزات صنعتی- برج خنک کننده

تاریخچه چیلر تراکمی:

سال ها پیش مایکل فارادی دانشمند معروف قوانینی را برای ماشین های جذبی ابداع کرد سپس بر اساس قوانین مایکل فارادی اولین دستگاه های تبرید دستی در انگلستان ساخته شد و پس از او شخصی به نام فردیناند اولین چیلر را طراحی و تولید کرد. پس از سال ها چند کولر تراکمی که با برق شروع به کار کردند اختراع و تولید شدند. با توجه به فضای زیاد چیلرهای جذبی و همچنین استفاده از سوخت گازی و انرژی آلاینده محیط زیست، چیلرهای جذبی باید بعد از هر روز خاموش شوند و سپس زمان و انرژی زیادی برای راه اندازی مجدد، هزینه اولیه چیلرهای جذبی تلف شود. به دلیل داشتن اکثر قطعات بالا و در عین حال کارایی کمتری دارند. همه این موارد اشکالات بزرگی برای چیلرهای جذبی بود، بنابراین مردم انتخاب کردند و چیلر تراکمی را انتخاب کردند که این معایب را نداشت. در ادامه به توضیح تعریف چیلر تراکمی می پردازیم.

تعریف چیلر تراکمی:

چیلر تراکمی یک دستگاه خنک کننده است که گرما را از مایعی که معمولاً آب است بر اساس سیکل تبرید حذف می کند. این مایع هوا یا وسایلی مانند کولر و فن کویل را خنک می کند. کولر تراکمی را می توان در هر مکانی استفاده کرد زیرا فضای کمتری را اشغال می کند.

چیلرها برای خنک کردن آب برای خنک کردن هوای ساختمان و یا برای مصارف صنعتی استفاده می شوند و عملکرد چیلر انتقال آب سرد شده با پمپ و از طریق لوله کشی به فن کویل های داخل ساختمان یا در فرآیندهای صنعتی است. . آب سرد چیلر از لوله ها و اتصالات عایق شده عبور می کند و راهی برای تبخیر آن وجود ندارد.

روش چیلر تراکمی:

در چیلر تراکمی گاز توسط کمپرسور فشرده می شود سپس این گاز وارد کندانسور می شود و در کندانسور در اثر مبرد که هوا یا آب محیط است حرارت خود را از دست می دهد و به مایع اشباع تبدیل می شود. فشار زیاد است و پس از عبور از لوله های مویین وارد اواپراتور می شود و در آنجا تحت فشار کمتری گرمای نهان خود را از دست می دهد و تبخیر می شود. و این مبرد در اواپراتور خنک می شود و سردی خود را از طریق فن ها به فضای بیرونی منتقل می کند و مجدداً این مبرد که گرمای محیط را جذب کرده است به کمپرسور باز می گردد و چرخه تکرار می شود.

انواع چیلرهای تراکمی:

تمام چیلرهای تراکمی از قطعات مشابه ساخته شده اند. چیلرهای تراکمی بر اساس مبرد خنک کننده به دو نوع چیلر تراکمی هوا خنک، چیلر تراکمی آب خنک تقسیم می شوند. تمامی قطعات اصلی مانند اواپراتور، کمپرسور، منبسط کننده در هر دوی آنها مشابه هستند، تنها تفاوت این دو گروه از چیلرهای تراکمی در نوع کندانسور است. کندانسور مورد استفاده در چیلر هوا خنک، فرآیند خنک سازی هوای محیط را انجام می دهد. و کندانسور چیلر آب سرد از آب سیال استفاده می کند.

اجزای چیلر تراکمی:

چیلر تراکمی از چهار قسمت اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و منبسط کننده تشکیل شده است و با استفاده از انرژی الکتریکی سرما ایجاد می کند. این قطعات از جمله اجزای اصلی چیلرهای تراکمی هستند، علاوه بر این قطعاتی مانند شیر شناور، صافی یا خشک کن، ذخیره مبرد، شیشه دید، مخزن جمع آوری مبرد، تنظیم کننده دما و فشار، موتور الکتریکی، شیر فشار شکن و غیره وجود دارد. از کولر تراکمی استفاده می شود.

چیلر تراکمی هوا خنک:
چیلر تراکمی هوا خنک یکی از مهم ترین و پرکاربردترین تجهیزات تهویه مطبوع است که در اندازه های مختلف برای خنک سازی بسیاری از ساختمان های کوچک و بزرگ استفاده می شود. چیلر تراکمی هوا خنک معمولاً بر روی سقف ساختمان ها یا فضای باز اطراف ساختمان به دلیل انتقال حرارت به هوای آزاد نصب می شود. از آنجایی که ایران یکی از کشورهای کم بارش است، این نوع چیلر بسیار مورد استفاده قرار می گیرد و باعث صرفه جویی در مصرف آب می شود. این چیلر در ساختمان های بزرگ، در مناطقی که ممکن است از برج های خنک کننده آبی استفاده شود، در مدارس، بیمارستان ها، ادارات و ... استفاده می شود. قطعات اصلی چیلر هوا خنک عبارتند از کمپرسور و موتور الکتریکی متصل به آن، کندانسور هوا خنک، شیر انبساط، اواپراتور، مبرد و لوله های انتقال مبرد.
نحوه عملکرد کولر تراکمی هوا خنک:
چیلر تراکمی هوا خنک، گرما را از محیط یا دستگاه مورد استفاده جذب می کند و سپس آن گرما را به محیط بیرون منتقل می کند. چرخه خنک کننده چیلر تراکمی هوا خنک از اواپراتور شروع می شود. مبرد داخل اواپراتور پس از گرفتن گرما و انتقال آن به کمپرسور فشرده می شود. بعد از کمپرسور این مبرد که گازی پرفشار است وارد کندانسور می شود. کندانسور چیلر تراکمی با هوا خنک، مبرد را با ارسال گرما به محیط اطراف متراکم می کند. پس از آن، مبرد از طریق شیر انبساط وارد اواپراتور می شود و فشار را از دست می دهد. این فرآیند به صورت دوره ای در خنک کننده تراکمی هوا خنک تکرار می شود.
انواع چیلرهای تراکمی هوا خنک:
1- چیلر تراکمی اسکرال

2-چیلر تراکمی اسکرول
3- چیلر سانتریفیوژ تراکمی هوا خنک
4- چیلر تراکمی پیستونی هوا خنک استوانه ای

برج خنک کننده

برج خنک کننده یک دستگاه تبادل کننده حرارت جوی است. گرما با عبور هوا از روی آب در حال گردش در برج و تبخیر آن به جو پرتاب می شود و در این سیستم آب گرم ورودی به برج روی سطح پکینگ پاشیده می شود و هوا از پایین به بالا حرکت می کند. بنابراین، تبخیر بر روی آبی حاصل می شود که از روی پکینگ تخلیه می شود.آب ورودی به برج خنک کننده بسته به شرایط مرطوب لامپ خنک می شود.

برج خنک کننده آب می تواند جریان متقابل، متقاطع یا موازی باشد. برج خنک کننده تولیدی شرکت مهتاب گستر به صورت جریان مخالف طراحی شده است. برج های ضد جریان به دلیل عملکرد خنک کنندگی بالا، مصرف انرژی کم و رویکرد موفق تر به دمای مرطوب حباب ترجیح داده می شوند.

برج خنک کننده آب برای کاربردهای صنعتی و تهویه مطبوع راحت و برای تامین آب سرد مورد نیاز در فرآیند استفاده می شود. برج خنک کننده که به طور گسترده در فرآیندهای صنعتی که نیازی به آب بسیار سرد نیست استفاده می شود، یک سیستم سازگار با محیط زیست با هزینه های عملیاتی پایین است. این سیستم ها یک سری تجهیزات ضروری به عنوان منبع آب با کندانسور نوع آب است که در آن کولرها گرما را دفع می کنند. آنها خنک کننده کارآمد انرژی را به ویژه در راه حل های سیستمی مانند چیلرهای منبع آب و سیستم های vrf، چیلرهای گریز از مرکز، چیلرهای جذبی ارائه می دهند.

انواع برج خنک کننده:

اگرچه برج خنک کننده اساساً به دو نوع بسته و باز تقسیم می شود، اما با توجه به نوع فن که جریان هوا به آن ارائه می شود نیز ارزیابی می شود. فن های محوری به طور کلی با پیش نویس بر روی برج خنک کننده کار می کنند ، در حالی که فن های شعاعی در پایین قرار دارند و بر روی رانش کار می کنند. اساساً در اصل کار برج خنک کننده تفاوتی وجود ندارد ، اما فن های شعاعی آرام تر کار می کنند و می توانند فشارهای بالاتری ایجاد کنند. از طرف دیگر فن های محوری مصرف انرژی کمتری دارند. با این حال، نکته اصلی یکپارچگی طراحی است.

1 – برج خنک کننده آب نوع مدار باز

برج خنک کننده مدار باز پرکاربردترین مدل برج است. در این نوع برج ها، آب خنک شده مستقیماً به جو باز می شود و هوا به کمک فن در داخل برج خنک کننده حرکت می کند. گرما مستقیماً با آب تبخیر شده به جو پرتاب می شود. آب سرد شده مستقیماً تحت تأثیر شرایط جوی و آلودگی محیطی قرار می گیرد. در صورتی که این وضعیت باعث ایجاد اثرات نامطلوب در محل انجام فرآیند خنک سازی شود، باید اقدامات احتیاطی لازم را انجام داد.

نمونه هایی از برج های خنک کننده آب نوع باز

برج خنک کننده – نوع باز با فن محوری

برج خنک کننده – نوع باز با فن شعاعی

2 – برج خنک کننده مدار بسته:

در این نوع برج خنک کننده، آب خروجی از کندانسور یا فرآیند از طریق کویل به صورت دسته لوله در داخل برج عبور داده می شود. جدای از این، مدار خنک کننده دیگری نیز مانند برج باز در برج خنک کننده وجود دارد. در این مرحله، آب خنک شده در حوضچه برج توسط پمپ مکیده شده و روی سرپانتین در بالا اسپری می شود. بنابراین، آب عبوری از سیم پیچ بسته خنک می شود. در حالی که آب در مدار باز از سطوح سرپانتین تخلیه می شود، با عبور هوا از روی سرپانتین به کمک فن ها تبخیر می شود و گرما به جو پرتاب می شود. بدین ترتیب آب مجدداً خنک می شود تا به حوضچه برج بیفتد. بزرگترین ویژگی این نوع برج این است که آب فرآیند می تواند تهویه شود زیرا به جو باز نمی شود و همیشه تمیز می ماند. در سیستم هایی که در زمستان نیاز به سرمایش دارند، می توان خنک کننده مکانیکی مورد استفاده در تابستان را غیرفعال کرد و مستقیماً با برج خنک کننده طبیعی انجام داد.

بدنه اصلی برج خنک کننده:

ساختار استاندارد اتخاذ شده در ساخت بدنه برج خنک کننده شامل مونتاژ پانل های فولادی گالوانیزه غوطه ور با پیچ و مهره است. در طراحی انجام شده بر اساس سیستم مدولار، تعداد پانل ها با افزایش ظرفیت افزایش می یابد. این ساختار در مقایسه با سایر سیستم های حامل از ویژگی های کاملاً برتری برخوردار است. بسیاری از عوامل مانند ریزش، شکستگی، ترک خوردن، آتش سوزی، اثرات منفی خورشید از بین می رود. پانل هایی که تحت فرآیند گالوانیزه غوطه وری در برابر خوردگی تحت شرایط جوی قرار می گیرند، با رنگ پودری مخصوص الکترواستاتیک نیز محافظت می شوند. بنابراین، برج هایی که کاملاً مقاوم شده اند، به راحتی با شرایط محیطی کنار می آیند و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری طولانی مدت خدمت می کنند.

پکینگ برج خنک کننده:

سطوح تبادل حرارت (پکینگ برج خنک کننده) با حداکثر سطح انتقال حرارت از PVC ساخته شده است. لایه های پی وی سی که به شکل خاصی تولید می شوند که بیشترین انتقال حرارت را از جریان آب و هوا فراهم می کنند، با طرحی در داخل سازه قرار می گیرند که امکان سرهم کردن و جداسازی آسان آنها را فراهم می کند. ارتفاع پکینگ برج خنک کننده به طور بهینه برای ارائه بهترین توزیع هوا و انتقال حرارت تعیین می شود. پکینگ های لانه زنبوری PVC می توانند در آب های نسبتاً تمیز تا +55 درجه سانتیگراد بدون تغییر شکل کار کنند. در صورت کار با دمای بالاتر یا آب های کثیف و روغنی، از پرکننده غلتکی PP استفاده می شود.

چکه گیر برج خنک کننده (ELIMINATOR)

یک حذف کننده یا همان قطره گیر بر روی لوله توزیع نصب می شود تا ذرات آب حباب شده در هوای گرمایی خروجی از واحد برج خنک کننده را از هوا جدا کند. این حذف کننده های مخصوص طراحی شده ذرات آب را در هوا در حداکثر سطح نگه می دارند و اتلاف آب را به حداقل می رسانند. بسته به طراحی برج و جریان هوا، افت رانش در سطح 0.02 درصد جریان آب رخ می دهد. حذف کننده ها از PVC ساخته شده اند و در تیغه های موج دار یا سلولی استفاده می شوند.

سیستم توزیع آب:

سیستم توزیع برج خنک کننده از کلکتور اصلی، لوله های ثانویه و آبپاش ها تشکیل شده است که توزیع آب برگشتی روی مواد پرکننده را به صورت پودر شده تضمین می کند. به منظور مرطوب نگه داشتن تمام سطوح مواد پرکننده برج خنک کننده به طور همگن، آبپاش ها در فواصل زمانی مناسب در لوله توزیع قرار می گیرند. لوله های توزیع از PVC و آبپاش ها از PP ساخته شده اند. با توجه به دمای آب برگشتی، از تجهیزات ساخته شده از مواد با مقاومت متفاوت استفاده می شود.

فن برج خنک کننده:

در برج های خنک کننده آبی فن محوری از فن های برج خنک کننده با تیغه های پلاستیکی پایه پلی آمید یا تیغه های پروفیل آلومینیومی استفاده می شود. پره های فن طوری طراحی شده اند که بی صدا کار کنند و زوایای تیغه ها قابل تنظیم هستند. هنگامی که درایو فن به طور مستقیم کوپل می شود، از موتورهایی با کلاس IP56 استفاده می شود. موتورهای الکتریکی در برابر گرد و غبار و پاشش شدید آب از همه جهت محافظت می شوند. جدای از اینها در فن های محوری تسمه ای و فن های شعاعی طبق مدل برج استفاده می شود. در این نوع تولید بر روی موتورها صفحه حفاظتی وجود دارد.

سرپانتین برج خنک کننده:

سرپانتین در سیستم برج بسته به صورت دسته ای از لوله ها است و در امتداد برج امتداد می یابد. توالی و مواد لوله در سرپانتین با توجه به ظرفیت و مدل برج مورد نظر تغییر می کند. گروه صنعتی مهتاب گستر عمدتا از سرپانتین های لوله مسی استفاده می کند و آنها را در داخل تولید می کند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با برج خنک کننده و قطعات آن به وب سایت مهتاب گستر مراجعه نمایید.