سیستمهای تبخیری چگونه کار می کنند؟ برج خنک کننده مرطوب

مقدمه ای بر کولرهای تبخیری (برج خنک کننده مرطوب):

برج های خنک کننده تبخیری یا برج های خنک کننده مدار باز تقریباً برای تمامی کاربردها و فرآیندهایی که نیاز به خنک سازی دارند و سرعت تولید و زمان بهره برداری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند مناسب هستند و در کاهش مصرف منابع طبیعی مانند نفت، گاز طبیعی تاثیر مثبت دارند. ، آب و توجه بیشتر به حفظ محیط زیست. با توجه به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از نیروگاه های ترموالکتریک برای تولید برق و کاهش آلودگی صوتی.
با در نظر گرفتن تمامی این نکات نیز متوجه می شویم که برج خنک کننده یا کولینگ تاور یکی از بهترین و مناسب ترین تجهیزات خنک کننده سیال می باشد. البته در حال حاضر شاهد استفاده گسترده از انواع برج خنک کننده فایبرگلاس مکعبی و مخروطی در کاربردهای صنعتی و تجاری هستیم. در مقاله زیر به بررسی بیشتر برج های خنک کننده تبخیری می پردازیم.

                                                                     طراحی وتولید برج خنک کننده -09194201355-آذین تهویه

با استفاده از برج خنک کننده تبخیری در مصرف انرژی صرفه جویی کنید
مقدار آب تبخیر شده در فرآیند خنک‌سازی تبخیری توسط برج خنک‌کن مدار باز به دمای مرطوب حباب هوای محیط بستگی دارد که به طور قابل‌توجهی کمتر از دمای حباب خشک در تابستان است که نیاز به خنک‌سازی بیشتر است. به این ترتیب، تجهیزات خنک کننده تبخیری به دمای آب کمتری نسبت به تجهیزات خنک شونده با هوا دست می یابند که عملکرد آن توسط دمای حباب خشک محیط محدود می شود. رسیدن به دمای خنک‌کننده آب در اقلیم‌های معتدل تهران تا 25+ درجه سانتی‌گراد یا حتی پایین‌تر امکان‌پذیر است، می‌توان از مبدل‌های حرارتی متوسط (برج خنک‌کننده) استفاده کرد که به این معنی است که سیال تصفیه‌شده را می‌توان تا یک درجه خنک کرد. دمای +30 درجه سانتیگراد یا کمتر در مدار بسته. در حالی که با تجهیزات خنک کننده هوا که بستگی به دمای محیط خشک حباب دار دارد، حداقل دمایی که می توان به آن رسید بسیار بالاتر است و می تواند تا 50 درجه سانتیگراد نیز برسد. در بسیاری از موارد، این دماها به قدری بالا هستند که فرآیند غیرعملی یا عملکرد بسیار پایینی دارد و همچنین به انرژی بیشتری برای حذف یا دفع گرما از فرآیند نیاز دارد.
در واقع تجهیزات خنک کننده تبخیری باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. ابتدا دمای پایین آب خنک کننده عملکرد فرآیند را تضمین می کند و مصرف انرژی آن را کاهش می دهد. دوم، آنها از طریق استفاده از انتقال حرارت نهان تبخیری بسیار کارآمد هستند، که به آنها اجازه می‌دهد تا گرمای بیشتری نسبت به انتقال حرارت سنتی که تا چهار برابر کمتر نیاز دارد را حذف کنند. جریان هوا در مقایسه با فرآیند هوای سرد. بنابراین با استفاده از این فناوری می توان تراکم سیستم های تبرید و تهویه مطبوع را در دمایی انجام داد که در حالت میعان 6 تا 18 K کمتر باشد.
این باعث کاهش فشار در قسمت بالایی مدار مبرد و کاهش نسبت تراکم می شود. در نتیجه، چگالی و انرژی الکتریکی جذب شده توسط موتور محرک کمپرسور کاهش می یابد. بنابراین، انرژی مورد نیاز برای راه اندازی یک دستگاه تبرید ویژه که با تجهیزات تبخیری فشرده می شود را می توان 20 تا 80 درصد کاهش داد و گاهی حتی بیشتر از دستگاهی که با هوا فشرده می شود، کاهش می یابد.
از طرف دیگر، از آنجایی که حدود یک چهارم هوا باید خارج شود، در مقایسه با تجهیزات هوای سرد مانند کندانسورهای هوا خنک، مصرف برق موتورهای درایو فن بسیار کمتر است.هزینه اولیه کمتر در سیستم تبخیری:
سیستم های تبرید که با این فناوری متراکم می شوند، به سرمایه گذاری کمتری نسبت به سیستم هایی که با هوا متراکم می شوند، با کارایی یکسان نیاز دارند.
کاهش دمای چگالش باعث افزایش تولید حجمی تبرید می شود. این بدان معناست که برای تولید همان اثر خنک‌کننده به قطعات ارزان‌تری نیاز است: کمپرسور کوچک‌تر، موتور محرک الکتریکی کوچک‌تر، کندانسور کوچک‌تر، فن‌های کمتر (تولید سر و صدای کمتر و هزینه عایق صدا کمتر). علاوه بر این، این واحدها 4 تا 5 برابر حجم کمتر و وزن کمتری نسبت به کندانسورهای هوایی دارند که ساختار نگهدارنده و قرارگیری را به صرفه تر می کند.
برای ایجاد اثر خنک‌کننده مشابه واحدهای خنک‌کننده با هوا، مقدار مطلق کمتری از پیک‌های تقاضای برق مورد نیاز است، یعنی سرمایه‌گذاری کمتری در نیروگاه‌های تولید همزمان برای تولید انرژی و در خطوط توزیع مربوطه.

بیشتر بخوانید >>>> کاربرد برج خنک کننده چیلر

                                                                                         برج خنک کننده فلزی -برج ابار

اثرات زیست محیطی کمتر در سیستمهای تبخیری

برچ خنک کننده تبخیری که در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع با آب خنک استفاده می شود، یک فناوری سازگار با محیط زیست است، زیرا تأثیر زیست محیطی کمتری نسبت به جایگزین های خود دارد. در سال های اخیر بخاطر وضعیت کره زمین تمام افراد سعی می کننده از تجهیزاتی که کمتر به محیط اسیب می رساند استفاده نماییند و برج های خنک کننده از این نوع دستگاهها می باشند.
کاهش اثر گلخانه ای
مصرف انرژی کمتر در محل نصب ماشین‌های تبخیرکننده و تلفات کمتر در حمل و نقل این انرژی باعث انتشار کمتر دی‌اکسید کربن می‌شود. برعکس، سیستم‌های تبرید سنتی یک اثر گلخانه‌ای غیرمستقیم ایجاد می‌کنند. باید در نظر داشت که 1 کیلووات ساعت برق مصرفی توسط نیروگاه های ترموالکتریک می تواند به این معنی باشد که در صورت استفاده از زغال سنگ، حدود 1 کیلوگرم CO2 در جو منتشر می شود. در مورد یک نیروگاه سیکل ترکیبی، تولید 1 کیلووات ساعت برابر با 0.4 کیلوگرم CO2 منتشر شده در جو خواهد بود. بنابراین، در فرضیه فوق، طبق زمانی که توسط کمیسیون فنی Anefryc ایجاد شد، تخمین زده می شود که افزایش انتشار CO2 11250 کیلو تن CO2 در سال برابر با 3 باشد.
علاوه بر این، ماشین‌های خنک‌کننده تبخیری یا همان کولینگ تاور تبخیری خطر نشت مبرد فلوئوردار را به دلیل دمای پایین‌تر و در نتیجه فشار میعان پایین‌تر یا به اصطلاح اثر گلخانه‌ای مستقیم، ناشی از نشت مبردهای فلوئوردار (HCFC و HFC) کاهش می‌دهند.
بنابراین، دمای میعان پایین تر، امکان استفاده از فناوری هایی با اثرات زیست محیطی کم را به طور گسترده و سنتی در صنعت فراهم می کند.
مصرف آب کمتر در برجهای خنک کننده تبخیری 
در مورد نشت آب، در محل استفاده، تجهیزات تبخیری که در سیستم های تبرید استفاده می شود، بیش از 95 درصد از آبی را که در حین کار خود بسیج می کنند، دوباره استفاده می کنند. مقدار کمی با دفع گرمای تراکم تبخیر می شود، مقدار دیگری برای جلوگیری از غلظت نمک ها تخلیه می شود و قسمت بسیار کمی توسط هوای دمیده شده با خود می برد.بطور کلی میزان مصرف آب برج خنک کننده بسیاری کم می باشد.
آب مصرفی غیرمستقیم، یعنی در منبع، نسبت به تراکم هوا کمتر است، زیرا یک کارخانه تولید برق به ازای هر کیلووات ساعت تولید حدود 100 لیتر آب مصرف می کند. با در نظر گرفتن مصرف آب (مستقیم و غیرمستقیم)، برای تولید سرمای یکسان، یک سیستم چگالش هوا حدود 55 درصد آب بیشتری مصرف می کند تا زمانی که میعان از طریق خنک کردن با آب بازیابی شده از برج خنک کننده استفاده شود.
اثر نویز کمتر در سیستم های خنک کننده تبخیری:
آلودگی صوتی ناشی از این واحدهای خنک کننده تبخیری کاهش می یابد زیرا به جریان هوای کمتری نسبت به واحدهای خنک کننده هوا نیاز دارند. علاوه بر این، نویز را می توان با استفاده از صدا خفه کن های اختیاری کاهش داد. برج های خنک کننده حداکثر صدا را تولید می کنند و می توانند برای یک فن برج خنک کننده، یک سیستم کاهش دنده یا یک تسمه کامل استفاده شوند. اگر توربین برج خنک کننده متعادل باشد، هیچ گونه لرزشی در برج قابل مشاهده نخواهد بود.

                                                            برج خنک کننده 800 تن تبرید فایبر گلاس -آذین تهویه-09194201355

ایمنی لژیونلا
برج های خنک کننده آب و کندانسورهای تبخیری (به خوبی از نظر مکانیکی و بهداشتی نگهداری می شوند) یک فناوری کاملاً ایمن هستند. ارتباط غیرقابل توضیح چندین شیوع لژیونلا با تجهیزات خنک کننده و تراکم تبخیری به مواردی مرتبط است که تصفیه آب در داخل برج به درستی مدیریت نمی شود.
با این حال، واقعیت این است که تجهیزات خنک کننده تبخیری تنها می توانند باکتری Legionella pneumophila را تولید کنند، که تنها در صورتی که آبی که از شبکه دریافت می کند آلوده باشد و سیستم به درستی کار کند، باید غلظت آن را در آب در حال گردش افزایش دهد. قوانین بسیار سختگیرانه ای در این مورد وجود دارد و در مورد خاص ما قوانین سختگیرانه ساختمانی وجود دارد که هنگام خرید دستگاه ابلاغ می شود.
با این حال، باید توجه داشت که لژیونلا تنها زمانی خود را خطرناک نشان می دهد که چندین عامل به طور همزمان وجود داشته باشند، از جمله:
• وارد یک کلنی خطرناک لژینا پنوموفیلا از طریق شبکه آب تا برج خنک کننده شوید.
عملیات تحت شرایط کنترل نشده، مانند احتمال تکثیر باکتری ها تا سطح خطرناک.
• جریان هوا را با قطرات آلوده در حالت تعلیق رد کنید، که می تواند به جایی که مردم هستند برسد.
• تعداد کافی از این قطره ها توسط افراد مستعد ابتلا به این بیماری (ضعیف ایمنی) استنشاق می شود.
اگر یکی از این پیوندها خراب شود، احتمال اپیدمی صفر است.
نتیجه
برج های خنک کننده تبخیری نه تنها ثابت کرده اند که یک فناوری دوستدار محیط زیست هستند، بلکه می توانند با خواسته های جدید تحمیل شده توسط شرایط مرتبط با آلودگی سازگار شوند. این ماشین‌ها با استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی، توسعه سطوح تبادل حرارتی کارآمدتر، کاهش سطح صدا از طریق فن‌های بی‌صدا و احتمالاً دمپرهای نویز و در نهایت به مدل‌های پیچیده‌تر، طول عمر خود را افزایش داده‌اند. عملکرد حرارتی تجهیزات را می توان تحت شرایط عملیاتی مختلف پیش بینی کرد.
اکنون که صرفه جویی در انرژی برای تعادل زیست محیطی و رقابت صنعتی ضروری است، اهمیت استفاده از انواع برج های خنک کننده چند برابر می شود. استفاده منطقی از تجهیزاتی که بر اساس این اصل عمل می کنند برای کاربر، محیط زیست و در نتیجه جامعه به عنوان یک کل مفید است. به طور خلاصه، این یک فناوری ایمن (در صورت انجام تعمیرات مکانیکی و بهداشتی کافی و پایدار)، سازگار با محیط زیست و در مقایسه با جایگزین های آن، مقرون به صرفه است.
منبع : آذین تهویه