پکینگ برج خنک کننده مکعبی بر اساس نوع متریال سازنده پنل یا دیواره می‌تواند بصورت گالوانیزه، فایبرگلاس و چوبی ساخته شود. مدل چوبی و گالوانیزه یا فلزی آن به دلیل رسوب گرفتگی بالا، خرابیهای پی در پی و عدم ارائه راندمان برودتی مناسب، منسوخ شده‌اند. در بسیاری از صنایع به ویژه نیروگاه، پالایشگاه، پتروشیمی، ذوب فلز برای کاهش دادن دمای تاسیسات خود از برج خنک کننده استفاده می‌کنند.
معرفی انواع برج خنک کننده مکعبی
برج خنک کننده مکعبی بر اساس نوع گردش هوا، شامل دو گروه جریان متقاطع یا کراس فلو و جریان مخالف یا کانتر فلو می‌شود. غالب اغلب برجهای خنک کننده مکعبی، جریان مخالف است. مکانیزم هوادهی این مدل کولینگ تاور به دلیل ایجاد سطح تماس بالا و کاهش سرعت سقوط قطرات، دارای راندمان کاهش دمای بالاتری است. بر مبنای نحوه خنک کاری و سیکل جریان آب، دارای دو تیپ مدار باز و مدار بسته می‌باشد درست شبیه برج خنک کننده کولینگ تاور! در برج خنک کاری مکعبی مدار باز، هدایت سیستم پاشش آب بر عهده نازلهای ثابت می‌باشد. درحالیکه در تیپ مدار بسته، سیال، با گذر از لوله‌های کویل، از طریق سطح آن تبادل حرارتی انجام می‌دهد.
برج خنک کننده مکعبی مدار بسته به علت عدم نیاز به مدار آب جبرانی، و راندمان بالای برودتی، اغلب برای تاسیسات پتروشیمی و پالایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگر مزایای این سیستم میتوانیم به هواخنک بودن، عدم تبخیر سیال، ایجاد اختلاف دمای بیشتر در ظرفیت و حجم های برابر اشاره کرد. برج خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی نیز از دیگر انواع خوانواده کولینگ تاورهای مکعبی محسوب می‌گردد . برج خنک کننده مکعبی کاملا با پکینگ گرید اسپلش متفاوت است.
اجزا و قطعات برج خنک کننده مکعبی
- استراکچر یا بدنه: شامل پلهای مربعی از جنس فایبرگلاس که ساختار مکعبی برج خنک کننده را شکل می‌دهد.
- فن استک: بخش دایره‌ای شکل که وظیفه حفاظت از تجهیزات هوادهی نظیر فن و الکتروموتور را بر عهده دارد.
- تشتک(بیسین): مخزن نگهداری آبسرد که با رزین و ژلکت عایقبندی، و آبسرد در این قسمت جمع آوری می‌شود.
- لوور: کرکره‌های ورودی جریان هوای خشک که سرتاسر دستگاه را احاطه کرده است.
- نازل: وظیفه توزیع و تبدیل جریان آب به ریز قطرات یا به عبارتی کنترل سیستم پاشش و توزیع آب را عده دار است.
- پکینگ یا سطح پرکن: شامل دو تیپ اسپلش و فیلمی که به عنوان قلب سیستم خنک کاری از آن یاد می‌شود.
- توری و ساپورت: جهت بارگذاری پکینگ در برج خنک کننده مکعبی
- کویل: ایجاد بستر تبادل حرارت غیر مستقیم از طریق سطح آن با جریان هوا
- فن(پروانه): القای جریان هوا و به گردش در آوردن هوای ساکن کولینگ تاور یا به عبارتی تهویه مطبوع دستگاه
- شاسی آهنی: جهت بارگذاری قطعات بخش هوزینگ هوارسانی
- الکتروموتور: ایجاد نیروی مکانیکی و به چرخش در آوردن فن یا پروانه برج خنک کن مکعبی
- سیستم انتقال قدرت: دارای سه مدل گریبکس، تسمه پولی، دایرکت درایو
- قطره گیر: جلوگیری از پرتاب قطرات آب به خارج برج خنک کننده مکعبی و کاهش مصرف آب مدار جبرانی
- پمپ شاور: انتقال آب ذخیره شده در تشتک
- سایت گلس: جهت بازدید بخشهای درونی دستگاه هنگام کار
- دستگیره پنل بازدید: جهت سهولت در هنگام بازدید=
- پلوتر: وظیفه کنترل میزان سطح آب را بر عهده دارد.
- هیتر: بوسیله این قطعه، میتوانیم از یخ زدگی کویل و تشتک در فصول سرد نظیر زمستان جلوگیری کنیم.
- تابلو کنترل برق: کنترل آمپر مصرفی از سوی موتور و جلوگیری از سوختن موتور در شرایط نامساعد
برج خنک کننده مکعبی تک واحدی
مزایای استفاده از برجهای خنک کننده مکعبی تک واحدی در مقایسه با نمونه‌های مجتمع شده:
- امکان از مدار خارج کردن هرکدام از واحدها به منظور تعمیرات بدون از مدار خارج کردن و توقف فعالیت آن
- غیر فعال کردن تعدادی از برجهای خنک کننده در صورت کاهش بار چیلر و در نتیجه کاهش استهلاک سیستم و هزینه‌های جاری دستگاه‌ها
- امکان تولید هرکدام از واحدهای برج خنک کننده مکعبی در کارگاه تولیدی شرکت و ارسال محصول آماده شده به محل پروژه
تجهیزات مورد استفاده خاص در تولید برجهای خنک کن مکعبی (نازلها و لوله‌های توزیع آب (Nuzzles & Pipes))
لوله‌های ورودی از جنس پلی اتیلن 10 اتمسفر و پلیکای فشار قوی. سیستم توزیع آب شامل نازلهای مربع پاش ازجنس پلی اتیلن است. این نازلها بالاترین درجه کیفی و بیشترین راندمان که کمترین افت فشار را بر سیستم به همراه دارد را دارا هستند. به دلیل درپوش‌های موجود در سیستم امکان تعمیرات و تخلیه لوله از رسوبات بسیار آسان است.
وجود قطره گیر بجای لوور علاوه بر هدایت صحیح هوا به سمت داخل برج خنک کن مکعبی در صورت وجود بادهای محلی در محل نصب دستگاه امکان پاشیدن آب داخل برج خنک کننده مکعبی از داخل کولینگ تاور به بیرون را از بین می برد. در قطره گیرهای جایگزین لو ور امکان ورود اشیاء خارجی نظیر گرد و خاک و شاخه درختان به داخل برج خنک کن مکعبی غیر ممکن است. قطره گیرهای نصب شده در زیر فن، قطرات آب موجود در داخل برج خنک کن مکعبی را که در اثر گردش فن تمایل به حرکت به سمت فن و خروج از برج خنک کن دارند، در دام خود نگهداشته و دوباره به داخل دستگاه بر می‌گردانند و امکان پرت آب را به حداقل ممکن می‌رسانند.
نحوه عملکرد برج خنک کننده مکعبی
عملکرد برج خنک کننده مکعبی بدین شکل است که ابتدا آب گرم ورودی به سیستم از فلنچ های ورودی برج وارد می‌شود بعد از ورود به لوله سیستم پاشش آب وارد مکعبی شده و از نازل با سرعت، زاویه و شعاع پاشش مناسب بر روی سطوح خنک کننده یا پاشش می‌کند. وابسته به نوع برج خنک کننده مکعبی مدارباز جریان هوا تحت جریان عرضی (عمود به جریان آب) و یا جریان طولی (خلاف جهت جریان آب) تحت تماس با جریان آب قرار می گیرد.
راهکارهای افزایش بازدهی خنک کاری کولینگ تاور مکعبی
فرآیندهای متعددی جهت افزایش ظرفیت تبادل حرارتی در مبدل خنک کننده وجود دارد. این راهکارها شامل مجموعه اقداماتی است که پیرو بالا بردن میزان کاهش دمای سیال یا در واقع دلتا تی می‌توان انجام داد. برای مثال میتوانیم به افزایش تعداد لایه‌های پکینگ یا متراژ کویل، تغییر سرعت زاویه‌ای فن، تعداد تیغه و زاویه قرارگیری پروانه اشاره کنیم. از دیگر عوامل تاثیرگذار بر راندمان برودتی کولینگ تاور مکعبی، محاسبه و طراحی اصولی نازل، مهندسی تعداد آنها و فواصل قرارگیری نازلها از یکدیگر می‌باشد. چنانچه این عوامل به درستی محاسبه شوند، آنگاه پدیده همپوشانی رخ می‌دهد. این پدیده زمانیکه سطوح پکینگ بطور کامل با آب تر شده باشد، صورت می‌گیرد. دیگر راهکارهای افزایش راندمان برج خنک کننده مکعبی عبارتند از:
گزینش بهترین محل برای نصب و راه اندازی برج خنک کننده: جهت جایگذاری دستگاه مکانی به دور از تابش مستقیم نور خورشید را انتخاب کنید. این امر باعث جلوگیری از بالا رفتن حرارت سیال می‌شود. محل نصب دستگاه باید به دور از تاسیسات گرما زا، با تهویه هوای مناسب و در فاصله مناسبی از استخرهای نگهداری سیال گرم باشد.
استفاده از مخزن سیرکولاتور و حوضچه‌های آبفشان یا استخر: مخازن فایبرگلاس نگهداری آب یا استخر، سبب افت دمای سیال در فواصل زمانی معینی خواهد شد. حوضچه آبفشان ضمن افزایش تبادل حرارت در اثر برقراری تماس میان آب و هوا سبب افزایش راندمان کاهنده دمای سیال می‌گردد.
بهره گیری از دریفت الیمیناتور یا قطره گیر: این قطعه باعث جلوگیری از تجمع بخارات اشباع در اطراف دستگاه می‌شوبرج خنک کننده مکعبی یکی از انواع کولینگ تاورهای تولیدی شرکت مهتاب گستر از نوع جریان متقاطع و در ظرفیت های 80 الی 1000 تن است که دقیقا شکل بدنه این دستگاه مکعب مربع یا مکعب مستطیل بوده و بدلیل مزایای زیاد و قیمت مناسبی که دارد امروزه مورد توجه اغلب کارفرمایان قرار گرفته است.
مشخصات فنی کولینگ تاورهای مکعبی
- بدنه، تشت جمع آوری آب و دریچه‌های ورودی هوا به برج خنک کننده مکعبی از جنس F.R.P با کیفیت بالا و مقاوم در مقابل اشعه ماورا بنفش خورشید (UV) و رطوبت بالا هستند.
- المان‌های خنک کننده از جنس PVC با روکش آنتی باکتریال انتخاب گردیده و قطعات فلزی از جنس آهن ST37 که پس از ساخت گالوانیزه آبکاری می‌گردد.
- الکتروموتور مورد استفاده برج خنک کننده مکعبی به منظور چرخش آب درون برج خنک کن مکعبی از نوع فلنچ دار و از مارک‌های معتبر اروپای غربی (زیمنس آلمان)، با درجه حفاظت IP55 است.
- اتصال بدنه و قسمت های مختلف برج خنک کننده مکعبی با استفاده از پیچ و مهره تماما آبکاری شده است.
- طراحی مکعبی شکل این سیستم سبب شده است که سطح مکش هوا افزایش یافته و جریان هوا به راحتی صورت پذیرد که این امر موجب بالا رفتن راندمان و کاهش توان الکتروموتور می‌گردد.
- از مزایای برجهای خنک کن مکعبی نسبت به مدلهای مشابه می‌توان به عدم وجود نازل در پاشش آب، راندمان بالاتر، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری، به حداقل رساندن قطعات مکانیکی و غیره اشاره نمود.
- برج خنک کننده مکعبی مهتاب گستر با دو نوع کاربری صنعتی و تهویه مطبوع ساخته می‌شود و امکان سفارش ساخت در مدلهای کوچک‌تر از 80 تن و بزرگتر 1000 تن نیز وجود دارد.