کاربرد برج خنک کننده در صنایع تولید لاستیک

برج خنک کننده، (ترجمه به انگلیسی: Cooling Tower) یک نوع مبدل حرارتی است که وظیفه آن این است که گرمای بوجود آمده در فرآیندها، ماشین‌ ها و دستگاه‌ های صنعتی را از آب در حال جریان دریافت و از طریق تبخیر آن را به اتمسفر انتقال دهد و مجدداً آب خنک را به سیستم برگرداند.در واقع، پکینگ برج خنک کننده یک مبدل انرژی است که با قرار گرفتن بین آب و هوا، با دریافت گرما از سیال، مقداری آب از فاز مایع به فاز بخار تبدیل شده و به اتمسفر وارد می‌ شود. هنگامی که این تبخیر انجام شود با توجه به انرژی که از آب گرفته شده، میزان دمای مابقی آب که به صورت سیال است کاهش می‌ یابد. به این پدیده، سرمایش تبخیری (Evaporative Cooling) می‌ گویند و این همان چیزی است که در کولینگ تاور مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

برج خنک کننده چیست؟

در یک جمله مختصر باید گفت که برج خنک‌ کننده (کولینگ تاور)، یک منبع تولید کننده آب خنک مورد نیاز صنایع مختلف است. آب سرد تولید شده بوسیله این منبع برودتی، مجدداً انرژی اضافی تجهیزات را جذب و آن را به هوا منتقل می کند. این فرآیند، در واقع تبادل یک سیکل تکراری است که دمای فعالیت ماشین‌ آلات صنعتی را دائماً ثابت نگه می‌ دارد.

این دستگاه خنک کننده و تبریدی با فراهم کردن دائم آب سرد می‌ تواند گرمای چیلرها، دیگ ها یا کوره‌ های القایی را بگیرد. کاهش دائمی دمای ماشین آلات و جذب گرمای آنها یک دغدغه بزرگ در تضمین ثبات سیستم به شمار می‌ آید. برج خنک کننده در صنایع مختلفی استفاده میشود و قیمت برج های خنک کننده در نوع متریال مصرفی ، ظرفیت و اندازه، نوع مدار باز یا بسته و… متغیر است.

کاربرد برج خنک کننده

برج خنک کن به صورت گسترده در انواع صنایع به کار می‌ رود؛ از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی، صنایع ذوب فلزات، ریخته ‌گری، کوره‌ های القایی، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک، صنایع تولید شیشه، صنایع تولید سرامیک و کاشی، صنایع تولید خودرو، صنایع رنگ، کارخانجات تولید لبنیات و مواد غذایی، صنایع تولید کاغذ و تقریباً هر جایی که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد.

چرا “کولینگ تاور” در بالای ساختمان‌ها نصب می‌‌شود؟

برای خنک کردن هوای درون ساختمان از تجهیزات سرمایش استفاده می‌ شود. تجهیزات اصلی یک سیستم سرمایش عبارتند از: چیلر، برج خنک کن (برج خنک کننده یا کولینگ تاور)، فن کوئل، هواساز و پمپ. چیلرها آب بسیار سرد با دمای 5 تا 10 درجه سانتیگراد تامین می‌ کنند؛ این آب سرد وارد فن کوئل و هواساز می‌ شود و هوای داخل ساختمان را خنک می‌ کند. چیلر در هنگام کار گرم می‌ شود و برای فعالیت مداوم و موثر نیاز به خنک کردن آن خواهیم داشت.

“کولینگ تاور” برای خنک کردن چیلر به کار می رود. برج خنک کن، گرمای چیلر را گرفته و به هوا می‌ فرستد. انتخاب چیلر و برج خنک‌ کن برای ساختمان وابسته به شرایط آب و هوایی منطقه دارد. شرایط انتخاب در شهر تهران در جدول زیر نشان داده شده است.

گسکت برج خنک کننده (Gaskets) :

گسکت برج خنک کننده کخ از جنس لاستیک از برش ورق های لاستیکی تولید می شود .  هم به صورت لاستیکی و هم به صورت ترکیب لاستیکی و فلزی موجود می باشد. مدل ترکیبی لاستیکی و فلزی در فشارهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. گسکت های لاستیکی به دلیل نصب آسان و سریع و آب بندی مطلوب در خطوط آبی بسیار زیاد کاربرد دارند. گسکت لاستیکی در انواع نسوز، ضد اسید، روغنی، منجیت دار و سیم دار موجود می باشد. زمانی که در سیستم نشتی جزئی وجود داشته باشد و فشار و دما پایین باشد از گسکت های Rubber – Steel (لاستیکی و حلقه فلزی) برای آب بندی استفاده می شود.

فواید گسکت برج خنک کننده :

از این گسکت ها برای ایجاد یک درز بندی استاتیک بین دو عضو ثابت یک مجموعه مکانیکی و نگهداری آن استفاده می شود . ممکن است بسته به تغییر فشارها و دما مدل آن متفاوت باشد. در صورت امکان داشتن فلنجهای کاملاً جفت شده و امکان برقراری تماس نزدیک با این فلنجهای کاملاً جفت شده در سرتاسر شرایط کار ، نیازی به گسکت نیست. اما این به دلایل زیر غیرممکن است:

1. چنین فلنج هایی که تا این حد صاف باشند ، تا کنون ساخته نشده اند .
2. خوردگی و فرسایش سطوح فلنج در حین عملیات صورت می گیرد.

این واشر توسط نیروهای خارجی که مواد واشر را به نقایص بین سطوح جفت شدن می رساند ، یک آب بندی ایجاد می کند. برای بدست آوردن آب بندی مناسب قطعه مورد نظر ، باید موارد زیادی را برای ملاحظه اساسی در نظر گرفت .

عملکرد برج خنک کننده چگونه است؟

پیش از اینکه با ظرفیت برج خنک کننده آشنا شویم، باید درباره عملکرد آن بدانیم. با توجه به اینکه دردستگاه‌های صنعتی حرارت بالایی به شکل آب داغ تولید می‌شود باید تمهیداتی برای خنک کردن آن در نظر گرفته شود. به همین منظور آب داغ از کولینگ تاور عبور می‌کند و در معرض هوای خشک و خنک قرار می‌گیرد تا گرمای آن دفع شود. در برج خنک کننده، آب گرم به وسیله نازل به قطره‌های ریزی تبدیل می‌شود و روی پکینگ پاشیده می‌شود تا سطح تماس را افزایش دهد و از این طریق میزان تبخیر را بالا ببرد.

فن که بالای برج خنک کننده قرار دارد می‌تواند هوا را از قسمت پایین دستگاه به قسمت بالای آن هدایت کند تا گرما و آب تبخیر شده را وارد اتمسفر کند. آب خنک شده بارها وارد این فرایند می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد، در نهایت سرد می‌شود. آبی که در این فرایند برج خنک کننده دمای خود را از دست می‌دهد، مقداری از جرم را هم از دست می‌دهد تا به صورت تبخیر از دستگاه خارج شود.آب خنک شده در دستگاه جمع می‌شود و به سمت سیستم مکش هدایت می‌شود. با توضیحاتی که ارائه کردیم مشخص می‌شود برج خنک کننده به دلیل تبخیر مداوم، مصرف آب بالایی دارد و لازم است در مناطق خشک با استفاده از خنک کن مداربسته، هیبریدی با خنک کن خشک میزان مصرف آب را کاهش داد.

ظرفیت برج خنک کننده چقدر است؟

برای مشخص کردن ظرفیت برج خنک کننده گالوانیزه، فایبرگلاس، بتنی یا چوبی، لازم است کسی که می‌خواهد این کار را انجام دهد، علم و آگاهی کافی برای طراحی، تعیین ظرفیت و محاسبه را داشته باشد؛ تجربه هم نقش مهمی در تعیین ظرفیت دقیق برج خنک کننده دارد. بهتر است بدانید ظرفیت برج خنک کننده با تن تبرید مشخص می‌شود. یک تن تبرید به معنای گرمای لازم برای تبدیل یک تن یا 907 کیلوگرم یخ صفر درجه به آب صفر درجه در مدت زمان 24 ساعت است. به طور مثال وقتی بیان می‌شود که یک کولینگ تاور فایبرگلاس ظرفیت 1000 تن دارد، یعنی قدرت خنک کردن آن 350 کیلو وات است.

تعیین ظرفیت برج خنک کننده به عوامل زیر بستگی دارد.

• ابعاد برج خنک کننده
• میزان دبی اب و جریان هوا در برج خنک کننده
• میزان پکینگ
• ارتفاع ریزش
• محل نصب برج خنک کننده

بنابراین کولینگ تاور خرید آسان اما دقیقی دارد که لازم است خریدار و فروشنده کولینگ تاور به دمای ورود، دمای خروج، حداکثر دمای مرطوب محیط و دبی آب در حال گردش میزان ظرفیت برج خنک کننده دقت کنند. متخصصان برای تعیین ظرفیت برج خنک کننده می‌توانند این پارامترها را روی نرم افزارهای مخصوص اجرا کنند.

همچنین لازم است برای نصب پکینگ اسپلش، به مخروطی یا مکعبی بودن آن هم توجه شود. توصیه می‌شود در صورتی که فضای کافی برای نصب سیستم مخروطی موجود باشد، بهتر است از سیستم مخروطی به جای مکعبی استفاده شود.  البته قیمت سیستم مکعبی به دلیل بدنه قوی‌تر و ارتفاع بالاتر بیشتر از سیستم مخروطی است. هر چقدر اختلاف دمای ورودی و خروجی به برج خنک کننده بیشتر باشد، میزان ظرفیت برج خنک کننده افزایش پیدا می‌کند. همچنین افزایش رطوبت بر افزایش میزان ظرفیت تاثیرگذار است.

قیمت برج خنک کننده چقدر است؟

یکی از سوالات متداول متقاضیان خرید کولینگ تاور قیمت آن است. بهتر است بدانید قیمت برج خنک کننده مثل تمام دستگاه‌های صنعتی دیگر ثابت نیست و تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد. کولینگ تاور فایبرگلاس قیمت مناسب و تحت تاثیر ظرفیت کولینگ تاور، جنس بدنه و سازه برج خنک کننده، الکتروموتور و پروانه برج خنک کننده دارد. همچنین برای استفاده از کولینگ تاور لازم است هزینه‌های جانبی استفاده از آن مانند لوله‌کشی و تامین آب را هم در نظر داشته باشید.