مزایای چیلر تک اثره

مزایای چیلرهای یک اثره:

1. استفاده از بخار با فشار پائین: این چیلرها برای کار با فشار بخار 1 atmg طراحی و ساخته میشوند.

2. راندمان مناسب: چیلرهای بخار Single Effect دارای COP واقعی بالا 0.7 هستند که برای این نوع چیلرها بسیار مناسب و قابل قبول است.

3. سیستم Purge با راندمان بالا سیستم Purge این چیلر ها از نوع Ejector با راندمان بالا بوده که نوع مرسوم در تمامی چیلرهای جذبی روز دنیا می باشد.

4. نصب شیر کنترل روی کندانس: طراحی خاص این چیلرها باعث شده تا بتوان شیر کنترل را بجای بخار ورودی روی کندانس خروجی تعبیه نمود که این امر باعث کوچک شدن شیر کنترل و حذف تله بخار از سیستم میگردد .

5. سیستم کنترل PLC: سیستم کنترل این چیلرها از نوع PLC و با قابلیت های بالا میباشد

6. امکان نصب تجهیزات جنبی: سه نوع سیستم جنبی برای راهبری و نگهداری ساده تر این نوع چیلرها بصورت Optional بر روی آنها قابل نصب میباشد.

سیستمهای جنبی قابل نصب به صورت Optional

1. سیستم هوشمند جهت رفع کریستال اتوماتیک : چیلرهای جذبی Single Effect بصورت استاندارد مجهز به لوله (J-tube) برای رفع کریستالهای خفیف هستند اما برای موارد جدی تر امکان تعبیه یک سیستم هوشمند پیشگیری و رفع کریستال روی چیلر وجود دارد ، این سیستم با ویژه بطور دائم وضعیت PLC استفاده از تعدادی سنسور و یک چیلر را تحت کنترل داشته و در صورت نزدیک  شدن به مرحله کریستالیزاسیون و یا شروع کریستال ، بطور اتوماتیک تمهیدات لازم برای رفع آنرا به عمل آورده و پس از رفع کریستال مجددا چیلر را به شرایط کارکرد معمولی برمیگرداند .

2. سیستم جلوگیری از بروز پدیده کریستالیزاسیون در هنگام قطع برق: از آنجا که در هنگام کار چیلر جذبی محلول در نقاط مختلفچیلر در جریان است ، هنگام خاموش شدن چیلر عملیاتی موسوم به رقیق سازی باید انجام گیرد ، این کار بطور اتوماتیک توسط سیستم کنترل چیلرهای جذبی انجام میشود ولی چنانچه برق بصورت ناگهانی قطع شود بدلیل عدم انجام این عملیات ، محلول غلیظ کم کم سرد شده و کریستاله میگردد ، لذا هنگام استارت مجدد لازم است عملیات وقت گیر و احیانا پرهزینه رفع کریستال انجام گیرد . برای اجتناب از این مسئله میتوان سیستمی به نام : PCL (Positive Concentration Limit) را به صورت Optional روی چیلرنصب کرد ، این سیستم که در برخی از معتبرترین انواع چیلر جذبی در دنیا مورد استفاده قرار میگیرد میتواند در هنگام قطع برق ، عملیات رقیق سازی را با استفاده از مبرد اضافی ذخیره شده برای این منظور و بدون نیاز به برق انجام داده و از بروز پدیده کریستال جلوگیری نماید .

3. سیستم Standby: کاهش بار در یک چیلر جذبی باعث کاهش خود به خودی غلظت محلول لیتیم بروماید میگردد ، از آنجا کهچیلر یک سیستم کاملا بسته است ، مبرد مورد نیاز برای این منظور از مخزن اواپراتور تامین میگردد . لذا معمولا در بارهای کمتر از 20 % بار نامی مبرد موجود در این مخزن تمام شده و باعث بروز پدیده کاویتاسیون در پمپ میگردد که این پدیده میتواند پمپ مبرد را از بین ببرد . لذا بطورمعمول چیلرهای جذبی نباید از بارهای کمتر از 15 % الی 200 % بار نامی خود کار کنند ، بنابراین در فصل بهار و اوایل پائیز ویا حتی در شبهای تابستان ممکن است این پدیده اتفاق بیفتد ، دراین حال اپراتور باید چیلر را خاموش نماید ، لیکن بدلیل یکنواخت و خسته کننده بودن کار اپراتورها ، آنها معمولا متوجه این مسئله نشده و این عمل را انجام نمیدهند و لذا بتدریج پمپ مبرد  از بین خواهد رفت . برای جلوگیری از این پدیده ، امکان نصب یک سیستم مراقبت میکروپرسسوری روی چیلرهای جذبی وجود دارد که این سیستم میزان بار چیلر را کنترل نموده و هنگامی که این مقدار به کمتر از 20 % بار نامی برسد، چیلر را وارد حالت  Standby کرده و با افزایش مجدد بار دوباره بطور اتوماتیک آنرا روشن مینماید ، بنابرا ین چیلر میتواند بدون هیچ اشکالی از صفر درصد الی صد در صد بار نامی کار کند. با تعبیه تجهیزات Optional بالا مقدار زیادی از بار مسئولیت اپراتور نگهدار چیلر کاسته شده و عملا نگهداری  و راهبری دستگاه بسیار ساده تر میشود ، این مسئله با توجه به کمبود اپراتورهای متخصص در این زمینه میتواند بسیار مفید باشد .

دلایل برگشت مایع به سر کمپرسور

منظور از برگشت مایع به سر کمپرسور چیلر تراکمی ،ورود مبرد مایع به خط مکش کمپرسور چیلر می باشد که این امر مخصوصا در کمپرسورهای پیستونی باعث صدمه دیدن کمپرسور می گردد .

علت اصلی برگشت مایع به کمپرسور عدم تبادل حرارت کافی در اواپراتور چیلر می باشد که می تواند دلایل مختلفی داشته باشد.مثلا اگر فلوسوییج کنترل جریان آب در اواپراتور آبی، خراب یا جمپر باشد و به هر دلیل پمپ سیرکولاسیون آب چیلد خاموش شود و یا کار نکند  ، مبرد تزریق شده به اواپراتور بدون تبادل حرارت و تغییر فاز از اواپراتور خارج شده و مبرد مایع به داخل کمپرسور رفته و کمپرسور دچار آسیب مکانیکی می گردد .

در پکیج های برودتی با کویل DX در صورت سوختن موتورفن و یا پاره شدن تسمه حجم هوای عبوری از روی کویل اواپراتور کم شده و لذا در خروجی اواپراتور مایع خواهیم داشت و این مبرد مایع با مکیده شدن توسط کمپرسور می تواند کمپرسور را دچار مشکل نماید .لذا پکیج ها و سیستم های DX  باید در مقابل این خطر محافظت شوند که معمولا با نصب یک پرشر سوییج که فشار دمش هوا و یا مکش هوای فن را کنترل می نماید این امر صورت می پذیرد .

علت دیگر برگشت مایع به کمپرسور ،سرد شدن بیش از حد کندانسور می باشد که باعث سابکول شدن بیش از حد مایع خروجی از کندانسور شده و این امر اثر تبرید در اواپراتور را افزایش داده و در ساعات ابتدایی صبح و یا پایانی شب که بار حرارتی روی اواپراتور کم می باشد می تواند ایجاد وضعیتی نماید که در خروجی اواپراتور مبرد مایع داشته باشیم.

انواع برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده :الف) برجهای خنک کننده مرطوب : WET - COOLING TOWER

برجهای خنک کننده مرطوب حرارت تلف شده به وسیله دستگاه را به وسیله مکانیزمهای زیر به محیط می دهند:

1. بوسیله افزایش حرارت هوای اطراف

2. بوسیله تبخیر بخشی ازآب در حال گردش در سیستم

3. بوسیله افزایش دمای مخزن طبیعی آب جمع آوری سرد شده

برجهای خنک کننده یک سیستم توزیع و پخش آب گرم دارند که آب را بصورت یکنواخت روی یک شبکه کاری مشبک از تخته های افقی نزدیک به هم می باشد که این شبکه ها آکنه نامیده می شوند . آکنه ها آب سرازیر شده از بالای برج را با هوایی که از میان آنها حرکت می کند کاملاً مخلوط کرده بطوریکه آب بصورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود می ریزد .

هوای بیرونی از طریق منافذی که بصورت میله های افقی در اطراف برج قرار دارند وارد می شوند . این میله ها بمنظور نگهداری آب در داخل خود بطرف پائین مایل هستند . در اثر اختلاط آب و هوا ، انتقال حرارت و انتقال جرم اتفاق افتاده و در نتیجه آب سرد می گردد . آب سرد شده در حوضچه بتنی که در انتهای برج قرار دارد جمع آوری شده و سپس بطرف کندانسور پمپ می شود . اکنون هوای مرطوب و گرم از بالای برج خارج می گردد .

برجهای خنک کننده مرطوب بصورت برجهای خنک کننده با کشش طبیعی و برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی دسته بندی می شوند .

 

ب)برجهای خنک کننده خشک DRY – COOLING TOWER:

در مکانهای که آب کافی برای برج خنک کننده مرطوب وجود ندارد ، می بایست از اتلاف بر اثرتبخیرحداکثر جلوگیری بعمل آورد ، از این نوع برج استفاده می شود .دربرجهای خنک کننده خشک ، آب در حال گردش از میان لوله های پره دار عبور کرده بطوریکه هوای سرد از روی آنها عبور می کند .بنابراین حرارت آب در حال گردش از طریق لوله ها خارج شده و جذب هوای سرد می گردد.

برجهای خنک کننده خشک می توانند با کشش طبیعی و یا با کشش مکانیکی عمل نمایند .یک افشانک هوا که با بخار کار می کند با خارج کردن هوا و سایر گازهای غیر قابل تراکم به برقراری خلا کمک می کند . برای جلوگیری از نشت هوا به داخل دستگاه پمپ گرادیان اصلی فشار در داخل برج را مثبت نگه می دارد .ممکن است قسمتی ازکار پمپ توسط  توربین هیدرولیک بازیابی گردد . این عمل پس از خروج آب از برج در مسیر آب فشانه های جتی انجام می گیرد .

فشار متراکم و درجه حرارتهایی که یک برج خنک کننده خشک بکار می برد بطور قابل ملاحظه ای بیشتر از برج مرطوب است . برای دستیابی به فشار بیشتر ، مساحت کوچکتری برای فضای بین دو تیغه آخرین مرحله در بوربین با فشار کم ضروری است . در یک برج خنک کننده خشک با کشش طبیعی ، شناوری هوای گرم شده باعث جریان یافتن هوا در سرتاسر سطوح مولد حرارتی می گردد که برای انتقال حرارت آب داغ به جریان هوا ضروری است . همچنین می توان جریان هوا را با ایجاد کشش القائی یک بادبزن افزایش داد . کشش مکانیکی استفاده شده از یک بادبزن ابعاد برج را تقلیل داده ولی باعث اتلاف انرژی بیشتری در دستگاه می گردد .

برج خنک کننده خشک فقط باعث اضافه شدن انتالپی به هوا می گردد . در نتیجه مشکلاتی از قبیل یخ زدگی که در برج خنک کننده مرطوب در شرایط خاص جوی با آن مواجه است ، ایجاد نمی شود .

ج )برجهای خنک کننده خشک-مرطوب WET-DRY COOLING TOWER :

با توضیحاتی که در مورد دو نوع برجهای قبلی داده شد مشخص می شود که برجهای مرطوب همیشه مقداری آب بصورت تبخیر ، مکش توسط هوا و نشتی مصرف می کنند .همچنین این برج دچار مشکل پراکندن ذرات آب هست .

برجهای خنک کننده خشک مشکلی بر کارکرد نیروگاه بخصوص در موقع گرم شدن هوای محیط تحمیل می کند .

در چنین مواردی برای کاهش عوارض حاصل از دو نوع برج ذکر شده از برجهای خنک کنننده خشک-مرطوب استفاده می شود .

همانطوری که از نام این نوع برجهای خنک کننده استنباط می شود یک برج خنک کننده خشک- مرطوب بوسیله ترکیبی از برجهای خشک و مرطوب عمل می کند . این سیستم دارای دو مسیر هوای موازی و دو مسیر آب سری می باشد .

قسمت بالای برج قسمت خشک می باشد که شامل لوله های پره دار است و قسمت پائین برج دارای آکنه ها است قسمت مرطوب است .

آب گرم پروسس از قسمت فوقانی برج وارد لوله های پره دار شده و ضمن عبور ماپیچ از لوله ها قسمت خشک را ترک کرده و تحت اثر نیروی جاذبه از میان آکنه ها در قسمت مرطوب به حوضچه آب سرد می ریزد .

هوای محیط بصورت دو جریان از میان قسمتهای خشک ومرطوب کشیده می شود .این دو جریان بهم پیوسته و قبل از ترک برج در داخل آن مخلئط می شود . چون اولین جریان بصورت خشک گرم شده و حتی خشک تر از هوای محیط می گردد . در حالیکه جریان دوم بطور معمول اشباع است ، بنابراین مخلوط هوای که برج را ترک می کند زیر اشباع است .

دو فایده مهم برای برجهای خشک و مرطوب وجود دارد :

1. هوای زیر اشباع خروجی ذرات آب کمتری نسبت به برج مرطوب ایجاد نموده و شرایط اقلیمی مطلوب آنها را کاملاً حذف می کند .

2. چون آب در قسمت خشک قبلاً خنک شده است بنابراین افت های ناشی از تبخیر در قسمت مرطوب کاهش یافته است و در نتیجه از مصرف آب جبرانی برای جبران تبخیر آب بطور قابل ملاحظه ای کاسته خواهد شد .

نسبت حرارت گرفته شده در قسنتهای خشک و مرطوب بوسیله دو پارامتر تنظیم می گردد . برای مثال اگر آب مشکل اصلی باشد ، برج را با قسمت خشک بزرگتری نسبت به قسمت مرطوب می سازند . بعلاوه تبخیر را می توان توسط یک کنترل کننده که جریان هوا را از میان قسمت مرطوب تنظیم می کند تغییر داد .

در آب و هوای سرد زمستان برای تقلیل اختلاف دمای ورودی و خروجی آب به برج برای معتدل ساختن دمای آب برگشتی به پروسس، عبور هوا از میان قسمت مرطوب را قطع نموده و برج را بصورت یک برج خنک کننده خشک تبدیل کرد . از طرف دیگر می توان زیر فن یک مانع بصورت یک در تعبیه کرد که می توان از آن در آب و هوای گرم که قسمت خشک برج مشکلی برای کارکرد نیروگاهی ایجاد می کند برای افزایش دمای محیط استفاده کرد .

برجهای خنک کننده خشک – مرطوب در مواردیکه امکان دسترسی به آب هست و نیز نیاز به کاهش مؤثر ذرات باشد مورد استفاده قرار می گیرد .

انواع برجهای سرد کننده آب

برجهای که برای سرد کردن آب مورد استفاده قرار می گیرند معمولاً از چوب ساخته می شوند .این چوب از نوع مخصوص است که مقاومت بسیاری در مقابل رطوبت دارد . معمولاً در اثر تماس آب با چوب احتمال روئیدن گیاهان قارچی در درون خلل و فرج چوب وجود دارد. از این رو پوشش نازکی از لاستیک نئوپرین روی چوب ایجاد می کنند تا از حمله گیاهان قارچی در امان باشد .

بر دیواره های برج علاوه بر چوب از مواد دیگری نظیر ملات ، پنبه نسوز و پلاستیکهای مختلف استفاده می شود .حتی برجهای وجود دارند که تماماً از مواد پلاستیک ساخته می شوند . آکنه های داخل برج همگی از جنس چوب بوده و به صورت قطعات باریک ونازک بر روی یکدیگر قرار داده می شود .

چوبها را می توان به انواع مختلف روی یکدیگر قرارداد .نوع بسیار متداول این است که در هر ردیف موازی با هم چیده شوند و جهت چوبها در هر ردیف عمود بر جهت آنها در ردیف بالاتر باشد .

استفاده از آکنه های پلاستیکی و حتی از جنس استیل نیز مقدور است که در آن صورت بکمک قالب ریزی آنها را بصورت شبکه های مختلف در می آورند .

برای آنکه افت فشار در طول برج به کمترین حد ممکن کاهش یابد درصد فضای خالی به حجم برج معمولاً بسیار زیاد و در حدود 90 درصد اختیار می شود . در چنین حالتی می توان انتظار داشت که فاز آب علاوه بر حرکت از روی آکنه ها بشکل قطرات مجزا در فضای خالی برج به پائین بریزد که در این صورت سطح تماس موجود بین آب وهوا علاوه بر قسمتهای مرطوب آکنه ها شامل مجموع سطوح این قطرات نیز می باشد .بنابراین خصوصیت مشترک برجهای خنک کن این است که آب توسط نیروی ثقل خود از بالا روی آکنه ها ریخته و توسط جریان هوایی که اطراف آن وجود دارد خنک می شود .

برجهای خنک کننده به دودسته عمده زیر تقسیم می شوند :

1. برجهای خنک کننده با کشش طبیعی هوا 

2. برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی هوا

که هر یک از این دو دسته به انواع زیر دسته بندی می شوند :

i. برجهای خنک کننده با جریان متقابل COUNTER FLOW 

ii. برجهای خنک کننده با جریان عرضی CROSS FLOW 

انواع برجهای خنک کننده با کشش طبیعی هوا

این نوع برجها شامل انواع کلی زیر است :

1. استخرهای خنک کننده :

استخر های خنک کننده معمولی و ساده ترین نوع دستگاههای خنک کننده می باشند و عمل خنک شدن بوسیله تماس آب با هوا در سطح استخر انجام می گیرد .قسمتی از خنک شدن بوسیله تماس آب با هوا در سطح استخر انجام گرفته وقسمتی از خنک شدن نیز بوسیله تبادل حرارت و انتقال آن به دیواره ها و کف استخر انجام می گیرد .آب از یک سوی استخر خارج شده و آب برگشتی از طرف دیگر وارد استخر می گردد.

ساختن این نوع دستگاههای خنک کننده بسیار آسان است ولی احتیاج به فضاید وسیعی داشته و مخارج بسیاری برای عمل حفاری لازم است . میزان انتقال حرارت در این نوع استخرهای خنک کننده بسیار کم بوده و راندمان پائین می باشد .

2. استخر های آبپاش :

این استخرها دارای آبپاشهایی هستند که چندین فوت بالاتر از استخر قرار گرفته اند . این استخرها دارای دیواره های روزنه دار کنبدی شکلی هستند که کار این حصارها جلوگیری از انتقال آب توسط جریان هوا می باشد .از مزایای این نوع استخرها نسبت به نوع قبلی اشغال فضای کمتر ، مخارج احداث کمتر و زمان تماس کمتر آب وهوا می باشد.

خنک کننده های تزئینی :

در برخی موارد برای سیستم های کوچک از استخرهای تزئینی استفاده می شود . از معایب این نوع خنک کننده ها تبخیر زیاد آب در محیط و احتمال حمله بیشتر قارچها و باکتریها و لجن می باشد .

از مزایای این نوع خنک کننده ها ، دامنه خنک کردن بیشتر است . از این نوع خنک کننده ها بیشتر در رستورانها و هتلهای بزرگ استفاده می شود .

برجهای جوی :

حرکت هوا در این برجها بستگی به وزش باد دارد .آب از بالای برج بطرف پائین سرازیر شده بطوریکه جریان هوا یطور افقی جریان عمودی آب را قطع می کند که در این حالت قسمتی از جریان هوا را جابجایی گرمای حاصل از آب گرم بوجود می آورد .

این نوع برجها بعلت در دسترس نبودن قطعات یدکی آنها دارای عمر نسبتاً کوتاه و گردش مجدد هوا در آنها بنحوی انجام نمی گیرد . از خصوصیات ویژه این نوع برجها بلند و کوتاه بودن ساختمان برج است . بنابراین پمپهایی با فشار زیاد برای پمپ کردن آب به بالای یرج مورد  استفاده قرار می گیرد .در ساخت این نوع برجها می بایست دقت بسیار زیادی بخرج داد تا استحکام و مقاومت آنها در برابر وزش بادهای شدید زیاد باشد .چون این نوع برجها دارای ارتفاع زیادی هستند لذا احتیاج به لنگرهای مناسبی دارند .

افت دمایی آب بستگی به سرعت و جهت حرکت باد دارد و مخارج احداث این نوع برجها زیاد است .

برج خنک کننده با کشش طبیعی :

این نوع برجها ابتدا در اروپا توسعه یافتند . نخستین برج خنک کننده با کشش طبیعی در ابتای قرن حاضر در هلند بنا شد که از چوب ساخته شده بود . بعدها جنس این برجها از چوب به استیل تغییر یافت و امروزه این نوع برجها از بتن مسلح ساخته می شوند . در ابتدا شکل آنها شبیه استوانه های بود که از وارانه کردن یک مخروط ناقص از طرف دیگر آن بدست آمد ه و لیکن امروزه شکل آنها بصورت هیپربولیکی است . این نوع برجها بیشتر در انگلستان استفاده می شوند و در ایالات متحده اولین نوع از این برج در سال 1972 ساخته شده است . یک برج خنک کننده با کشش طبیعی اساساً شامل یک پوسته خالی بشکل دودکش است که ممکن است بالغ بر 330 ft ارتفاع و 300ft قطر داشته باشد. در حالیکه در دودکش خنک کننده آکنه هایی تعبیه شده که وظیفه پخش بهتر آب را انجام می دهند و ارتفاع بستر آکنه ای به 30 ft می رسد .

در حال حاضر در بالای دودکش خنک کننده معمولاًیک حذف کننده نصب می شود تا از خروج قطره آب توسط هوا جلوگیری نماید . در غیر اینصورت قطرات آب توسط جریان هوا به بیرون منتقل شده و در صورت خروج در اطراف برج ته نشین شده و بصورت باران کثیف در می آیند .

پوسته این برجها از بتن آرمه ساخته می شود که شکل آن بصورت هذلولی تغییر یافته است . این پوسته بر روی پایه هایی که بمنظور ورود هوای آزاد ساخته شده است نگاهداشته می شوند .همچنین این پایه ها جهت داشتن مقاومت لازم در برابر نیروهای شکننده حاصل از جریان هوا در داخل پوسته بصورت شیبدار ساخته می شود .

چون این نوع از برجها از پروانه یا فن جهت جریان هوا استفاده نمی کنند می بایست عاملی برای ایجاد جریان هوا وجود داشته باشد .این عامل بصورت فشار توسط اختلاف دانسیته های هوای سرد خارج و هوای گرم و مرطوب داخل ایجاد می گردد.شکل خاص هذلولی مانند دودکش این نوع برجها به جریان یافتن بهتر هوا کمک می کند.

آب توسط پمپ به دانه های آبفشان که در بالای شبکه ای از چوب قرمز قرار گرفته است  وارد شده و ضمن پائین آمدن از روی شبکه های چوب مجدداًقطرات جدیدی تشکیل می گردد .

سپس این قطرات جدید برروی آکنه ها ریخته و این عمل تا پائین برج ادامه می یابد .

در اینجا انتقال حرارت بین هوای سرد ورودی از انتهای برج و قطرات آب سرازیرشده صورت گرفته، در نتیجه از حرارت بخاطر گرادیان بین هوا وآب پروسس از آب طرف هوا منتقل میگردد .همچنین اختلاف فشار بخار آب اشباع شده در سطح قطرات با بخارآب در هوایی که در جهت مخالف آب جریان دارد به تبادل حرارتی کمک می کند .

کار و وظیفه اصلی دودکش خنک کننده افزایش سطح جانبی بین آب گرم و هوای سرد است که این عمل بوسیله پاشیدن قطرات ریز آب در آکنه های نوع splash یا بوسیله فراهم کردن سطح بزرگی از آب بصورت یک لایه متحرک در آکنه های نوع film صورت می گیرد . همچنین مقطع هیپربولیکی استحکام بیشتری را داراست و در مقایسه با شکلهای دیگر مقاومت بیشتری در برابر جریان باد ایجاد می کند . پس بطور اساسی به مواد کمتری برای ساخت این بدنه ها احتیاج است و می توان ضخامت این دودکش ها را در قسمت میانی به 6-7 اینچ رساند .

برجهای خنک کننده با کشش طبیعی ممکن است از نوع جریان متقابل (جهت حرکت هوا و قطرات مخالف یکدیگر) و یا از نوع جریان متقاطع (جهت حرکت هوا و قطرات عمود بر یکدیگر) باشند .

در برجهای جریان متقابل آکنه ها بصورت یک سطح وسیع گسترده شده اند و در نتیجه دارای ارتفاع کمی هستند. در برجهای جریان متقاطع آکنه ها بر روی حلقه ای که در خارج از برج قرار دارد سوار شده اند .

انتخاب بین انواع مختلف از برجهای خنک کننده به عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین عوامل شرایط اقلیمی، اقتصادی و آب و هوایی می باشد 

انواع برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی هوا 

در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی ،هوا بوسیله یک یا چند باد بزن (FAN) که بطور مکانیکی عمل می نمایند بحرکت در می آید .بطوریکه در ژنراتورهای بخار ،باد بزنها که از نوع کشش اجباری هستند در سطح زیرین جهت راندن هوا بداخل برج نصب شده اند .از لحاظ تئوری این نوع برج ترجیح داده می شود ،زیرا فن با هوای خنک کننده کار می کنند و بدین جهت نیروی کمتری را تلف می کنند . بهر حال آزمایش و کار با این نوع فن ها دارای بعضی نقطه ضعف ها است که از آنجمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد :

پخش وتوزیع هوا ، نشت وتراوش ،برگشت هوای خروجی مرطوب و داغ به برج و جمع شدن شبنم و سرماریزه در ضمن کار در زمستان .

در برجهای کشش مکانیکی ،فن ها جایگزین دودکش ها در برجهای کشش طبیعی می شوند .

خصوصیات عمل سرمایش (خنک کردن) قدری متفاوت است .در شرایط آب وهوایی که رطوبت بسیار پائین است برجهای کشش طبیعی بطور رضایت بخشی عمل می کنند و در برجهای کشش مکانیکی بسیار اقتصادی تر خواهند بود .

برای واحدهای کوچک چند سلولی بدون شک برجهای کشش مکانیکی ارزانتر از برجهای کشش طبیعی است ، اما در مورد واحدهای بزرگ که تمایل به زیاد شدن هزینه های اصلی و اولیه وجود ندارد بکار بردن برجهای کشش مکانیکی هزینه توان مورد نیاز بادبزن می بایست مورد بررسی قرار گیرد .

یکی از اشکالات کاربرد برجهای کشش مکانیکی تخلیه ذرات پخش شده از برج در ارتفاع کم می باشد که ممکن است این ذرات بداخل ورودی های هوا کشیده شوند . این برگشت مجدد ذرات می تواند سبب نزول ذرات و بدی عملکرد مجموعه بزرگی از تجهیزات سلولهای برجهای کشش مکانیکی گردد .بعلاوه اگر ذرات بطرف زمین کشیده شوند ممکن است اطراف برج مه آلود شود .از مزایای اصلی این برجها می توان موارد زیر را نام برد :

1. اطمینان از بجریان انداختن هوای مورد نیاز به هر میزان و در شرایط اقلیمی و آب و هوائی

2. استفاده از پمپهای با فشار کم 

3. اشغال فضای کمتر جهت بهره برداری از این نوع دستگاههای مبرد 

4. تنظیم دقیق دمای آب 

5. سرمایه اولیه کم و هزینه ساخت ناچیز

از معایب این نوع برجها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. قدرت زیاد باد بزنها مستلزم خرج زیادتر است .

2. ایجاد سروصدا و لرزشهای فراوان حاصل از گردش پروانه ها 

3. خسارات ناشی از خرابی فن ها و فساد الوار 

شش مکانیکی خواهد بود .

قسمت های برج خنک کننده

الف) لوله ها و آکنه ها

شامل قسمتهای هستند که درجریان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث می شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج می شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگیری شود.همچنین نگهدار خوبی برای قسمتهای دیگر برج می باشد . در مورد مشخصات آکنه ها در همین فصل توضیح داده خواهد شد.

ب)حوضچه 

حوضچه در پائین برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع می گردد.به حوضچه یک جریان بنام آب تکمیلی یا آب جبرانی (MAKE UP) وارد می شود و یک جریان برای استفاده در دستگاههای تبادل حرارت از آن خارج می گردد .علاوه بر جمع آوری آب در حوضچه ،آب قبل از اینکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نیز می گردد.

حوضچه های برجهای بزرگ و مفید از بتن ساخته شده اند .عموماً این حوضچه ها طوری طراحی می شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبرانی می تواند برای چندین ساعت کار کند .

از زهکش برای برطرف کردن لجن ته نشین شده و کنترل سطح آب در حالتی که جریان موج دار که در کف قرار دارد ترک می کند و به میان سرندی که از ورود اشغال تجمع یافته به ورودی پمپ جلوگیری می کند ،می ریزد .

پ)بادبزنها 

در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی باد بزنهای نصب می شوند تا جریان هوای لازم را جهت عبور از آکنه ها تولید نماید .بادبزنها در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی کاربرد دارند . توضیح در این مورد ضرورتی ندارد و به همین مقدار اکتفا می شود .

ت) حذف کننده ها 

این وسیله از خارج شدن قطرات آب بوسیله کشش هوا از برج جلوگیری بعمل می آورد . تیغه ها معمولاًطوری نصب می شوند که با سطح افق زاویه ای در حدود 45 درجه بسازد .جنس این تیغه ها از چوب ، فلز یا پلاستیک ممکن است ساخته شده باشند .درباره کشش و حذف کننده های کشش بعداً مفصلاً توضیح داده خواهد شد .

ث) آکنه ها 

دو نوع آکنه ها که در برجهای خنک کننده ممکن است مورد استفاده قرار گیرد عبارتند از :

1. SPLASH PACKING

2. FILM PACKING

1. SPLASH PACKING :

در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیع می نماید .از آنجایکه قطرات آب همراه پیوسته بوده و وزن سنگین دارند این نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.

2. FILM PACKING :

در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می آید . به طرق گوناگون می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد 

a. GIRD PACKING 

در این نوع آکنه ها از یک سری شبکه های که معمولاً از چوب بوده و روی یکدیگر قرار گرفته اند استفاده می شود .این شبکه ها طوری نصب گردیده که همراه هر شبکه با شبکه های اطراف خود زاویه 90 درجه می سازند وباین شکل در سطوح شبکه ها پخش می گردد .

b. RANDOM PACKING

این نوع آکنه ها موادی با سطح زیاد درست شده که به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . یکی از دلایل نا مرغوب بودن این نوع آکنه ها ایجاد مقاومت زیاد در مقابل جریان هوا می باشد . این نوع آکنه ها دارای قسمتهای حلقوی است که قطر هر حلقه با طول آن برابر است . این حلقه ها از جنس های مختلفی یوده وسطح تماس آب با هوا را زیاد می کنند.

c. PLATE TYPE FILM PACKING

این نوع آکنه ها از صفحات نازک پلاستیکی چین دار ساخنه شده اند که با زاویه کمی کمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چین های روی صفحات باعث بوجود امدن سطح زیاد می گردند .

مشخصات و خصوصیات آکنه ها در بخش های آینده تشریح خواهد شد .آکنه ها باید طورب انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا برای نسبتهای بالای انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب یاشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند .آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشد. 

مشخصات و خصوصیات آکنه ها :

مشخصات و خصوصیات آکنه یک برج خنک کننده را در یک برج خنک کننده آزمایشی اندازه گیری می کنند. یک نمونه از این برج در نیروگاه برق groyden A در سال 1950 بنا شده بود و در آن زمان فکر می کردند بزرگترین نوع خود در کشور باشد . در این برج یک مقطع از آکنه با مربعی به ضلع 4 ft وعمق 8 ft را می توان زیر یک تغییر بار آب و هوا و اتلاف حرارتی برای اندازه گیری ضریب انتقال حجمی و مقاومت جریان هوا نصب و آز مایش کرد . بزرگی این برج یک مسئله اساسی است در غیر اینصورت مقدار آبی که به ظرف پائین دیواره ریزش می کند کافی است تا بر روی دقت آزمایش تاثیر بگذارد.

هر دو جریان آب وهوا توسط اوریفیس اندازه گیری می شود . جریان آب بیشتر در مقابل یک حجم اندازه گیری شده تانک ، چک خواهد شد

سرویس و راه اندازی برج خنک کننده

برج های خنک کننده

۱- تعریف
برج های خنک کننده در اصل دستگاههایی هستند که جهت بازیافت آب استفاده می شوند.

۲-دسته بندی:
برجهای خنک کننده به لحاظ نوع تماس آب و هوا به دو گروه برجهای تر(مدار باز)و برجهای خشک (مدار بسته)تقسیم میشوند .
برجها از نوع حرکت هوا به دو نوع مکش طبیعی (Natural darft ) و مکش اجباری (Mechainical darft )دسته بندی می شوند . 
تقریباً بیش از ۹۰ % برجهای خنک کننده از نوع برجهای تر (wet cooling tower ) می باشند که خود به گروههای ذیل تقسیم میگردند.

جریان متقابل (counter flow )
جریان متقاطع (cross flow )
در سالهای اخیر، بر خلاف گذشته برجهای خنک کننده از نوع جریان متقابل بعلت حجم کمتر و راندمان بهتر مقبولیت بیشتری پیدا کرده اند.

۳- عملکرد کلی برج خنک کننده :
اثر خنک کنندگی انتقال حرارت محسوس (sensible heat transfer ) آب و هوا در برجهای خنک کننده بسیار ناچیز است و تقریباً اثر خنک کنندگی تماماً از تبخیر قسمتی از آب اسپری شده در برج بدست می آید که حرارت لازم برای تبخیر را از آبهای باقیمانده در برج تأمین میکند و در نتیجه درجه حرارت آب باقیمانده تنزل می یابد . بخار حاصل از تبخیر آب نیز توسط پروانه از برج خارج میشود .

Absorber

ابزوربر (Absorber)

زمانی که بخار مبرد از اواپراتور به ابزوربر منتقل می‌شود، محلول لیتیوم برماید قوی از ژنراتور به بالای تیوب باندل ابزوربر اسپری می‌شود. لیتیوم بروماید قوی در واقع بخار مبرد را به محلول جذب می‌کند که این باعث ایجاد خلاء شدیدی در اواپراتور می‌شود. جذب بخار مبرد به محلول لیتیوم برماید همچنین باعث تولید حرارت می‌شود که توسط آب خنک‌کاری خارج می‌شود. اکنون این محلول رقیق لیتیوم برماید در پایین پوسته پایینی جمع‌آوری می‌شود و از آن‌جا به پمپ محلول جریان می‌یابد. در این‌جا سیکل سرمایشی تکمیل شده و فرآیند دوباره آغاز می‌شود.