سرویس و تعمیر برج خنک کننده

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده یا برج خنک کن (به انگلیسی:Cooling tower) دستگاهی است از نوع مبدل‌ها که از آن برای خنک کردن آب و سایر سیالات سیستم‌های تهویه مطبوع، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و غیره استفاده می‌گردد.
از برج خنک کننده در حوزه تاسیسات ساختمان معمولاً از سیال آب برای خنک کردن سیال موجود در چیلرهای جذبی( محلول آب و لیتیم بروماید) و چیلرهای تراکمی( گازهای مبرد) استفاده می‌شود.
از نظر ابعاد و اندازه، در مدل‌های کوچک پشت‌بامی برای چیلرهای ساختمان‌های مسکونی و هتل‌ها و برج‌ها تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل که ارتفاع‌شان به حدود دویست متر نیز می‌رسد، وجود دارند. این تجهیز در نیروگاه‌های هسته‌ای، واحدهای شیمیایی بزرگ و سایر واحدهای صنعتی استفاده می‌شود؛ و در مقابل این برج‌های خنک‌کن عظیم‌الجثه که در صنایع خاصی به کار گرفته می‌شوند، اکثریت قریب به اتفاق برج‌ها تجهیزات کوچک هستند که در کنار واحدهای مختلف صنعتی یا مسکونی برای تهویه هوا و خنک سازی سیال درون چیلرها به کار می‌رود به دلیل اهمیت این تاسیسات در فرآیند تبرید ، سرویس برج خنک کننده و تعمیر آن از اهمیت حیاتی در سیکل تبرید برخوردار است.

نحوه کار برج های خنک کننده

برج های خنک کننده از جمله مهم‌ترین قسمت‌های سیستم برودتی به شمار می رود که با وجود سادگی طراحی و ساخت، سرویس و تعمیر آن در یالا بردن بازده سرمایشی اهمیت دارد. فرآیند فعالیت برجهای خنک کننده دفع حرارت ماده مبرد در طی فرآیند تبرید است. بطور کلی سیال موجود در چیلرها پس از طی فرآیند سرمایش، گرم شده و چیلر نیازمند دفع این حرارت برای ادامه دادن سیکل برودت است. سیال خنک کن پس از عبور از اواپراتور، با توجه به تبادل حرارتی و کاستن دمای سامانه، گرم می‌شود و پس از آن با عبور از کندانسور و مجاورت با سیال دیگری که در برج خنک کن خنک شده است، دمای آن کاهش می یابد.

انواع برج های خنک کننده

برج های خنک کننده که در ابعاد متنوع با توجه به نیاز خنک سازی طراحی و ساخته می‌شوند، این حرارت را از طریق تبادل دمایی با محیط در فضای باز و روی پشت بام و توسط فن برج خنک کننده دفع میشود. برج های خنک کننده در ساختمان‌های مسکونی، برج‌ها و هتل‌ها ابعاد بسیار کوچکتری نسبت به برج های خنک کننده در پالایشگاه ها، نیروگاه ها و کارخانجات دارند و روی پشت بام ساختمان قرار گرفته و حرارت را به بیرون منتقل می‌کنند.

برج های خنک کن یا کولینگ تاورها می‌توانند به دو صورت مدار بسته یا باز، با توجه به نیاز سامانه سرمایشی، اجرا شوند. معمولاً برای واحدهای صنعتی از سیستم مدار باز و برای ساختمان‌های مسکونی از سیستم مدار بسته که اتلاف انرژی بسیار کم و صرفه‌ی اقتصادی بسیار بالاتری دارد، استفاده می‌گردد. منظور از سیست مدار بسته این است که مایع خنک کننده ( آب) در یک مدار بسته از پست بام تا کندانسور چیلر در حال گردش و خنک سازی میباشد. .

مطالعه این مقاله را نیز به شما پیشنهاد می کنیم: نگهداری چیلر جذبی و نگهداری چیلر تراکمی

اجزای برج خنک کننده

برج های خنک کننده انواع مختلفی دارند که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم اما پیش از آن می‌خواهیم به معرفی اجزای اصلی مشترک در انواع مختلف برج خنک کننده بپردازیم:

بدنه برج خنک کننده

کاربرد بدنه برج خنک کننده، هدایت کننده حرکت جریان هوا برای تماس آن با آب و همجنین جلوگیری از پاشش آب به بیرون است. بدنه برج های خنک کننده جدید بیشتر از جنس فایبرگلاس ( که موادی سبک و ضد خوردگی است) ساخته میشود.

تشتک یا حوضچه

.حوضچه و یا باسین به قسمتی از برج خنک کننده می‌گویند که برای جمع آوری آب سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم در قسمت زیرین برج خنک کن قراردارد. برای حفظ آب مناسب در تشتک ، یک شناور مسئولیت حفظ آب در تشتک را بعهده دارند.یکی از قسمتهای تعمیر برج خنک کننده ، تعمیرات مرتبط با شناور تشتک و همچنین سوراخهای کف تشتک میباشد .

فن و پره های متصل به فن

قسمتی از برج خنک کن است که فن در آن قرار دارد و باعث مکش هوا و بخار آب از داخل بدنه می‌شود. در برج های خنک کننده کوچک موجود در ساختمان‌های مسکونی (که مورد بحث ما در این مقاله هستند) هوا توسط یک فن یا پروانه به حرکت در می‌آید. فن برج خنک کننده بسته به نوع برج، در پایین و یا در بالای برج قرار دارد. نیروی لازم جهت به حرکت درآوردن فن برج خنک کننده از یک الکتروموتور تامین می‌شود.

سطوح خنک کننده (پکینگ)

مهم‌ترین جزء در برج های خنک کننده، سطحی است که تبادل حرارت در آن رخ می‌دهد. هر چه سطح تبادل حرارت بیشتر باشد، میزان حرارت منتقل شده افزایش می‌یابد. به دلیل محدویت فضا درون برج های خنک کن، سطوح خنک کننده باید دارای مساحت زیاد در حجم کم باشند. بنابراین یکی از ویژگی‌های سطوح تبادل حرارتی خوب، داشتن سطح ویژه (سطح در واحد حجم) زیاد است. به این سطوح خنک کننده در برج‌ های خنک کننده اصطلاحاً پکینگ گفته می‌شود.
پکینگ‌ها غالباً از جنس سرامیک، پی‌وی‌سی (PVC)، پلی اتیلن و پلی پروپیلن هستند. متداول‌ترین نوع پکینگ‌ها در برج های خنک کن، از نوع لانه زنبوری و از جنس پی‌وی‌سی (PVC) می‌باشند.

سیستم توزیع آب

سیستم توزیع آب در یک برج خنک کننده شامل لوله‌کشی‌ها، رایزرها، اتصالات، ساپورت‌ها، پمپ سیرکولاسیون، آب پخش کن یا اسپرینکلر و نازل‌های توزیع آب است. وظیفه تمامی این قطعات، توزیع آب بعنوان سیال خنک شونده در داخل برج خنک کننده جهت کاهش دمای آن است.

علاوه بر اجزایی که نام برده شد، بخش‌های دیگری نیز وجود دارد. برای مثال لوور (louvre) که وظیفه آن همگن سازی هوای ورودی و ممانعت از پاشش آب از داخل تشتک به بیرون است و یا تیغه‌های قطره گیر که برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آن‌ها به محیط بیرون از برج خنک کن به کار می‌روند. همچنین هر کدام از این اجزاء خود به تنهایی می‌توانند اجزای کوچکتری در خود داشته باشند.

مطالعه این مقاله را نیز به شما پیشنهاد می کنیم: راه اندازی و عیب یابی چیلر تراکمی

جنس برج های خنک کننده

برج های خنک کننده بزرگ معمولاً از جنس بتن هستند. آهن گالوانیزه، پلاستیک و فایبرگلاس از دیگر موادی هستند که در ساخت انواع برج های خنک کن از آنها استفاده می‌شود. امروزه اما فایبرگلاس گزینه بسیار بهتری برای تولید برج های خنک کننده است. استحکام بسیار بالا، سبک بودن، مقاومت در مقابل نور خورشید و مواد شیمیایی و سرعت بالای تولید از جمله دلایلی هستند که سبب شده‌اند تا برج های خنک کننده فایبرگلاس در ابعاد و اندازه‌های مختلف به طور وسیع در سرتاسر دنیا تولید و مورد استفاده قرار گیرند.

انواع برج خنک کننده (کولینک تاور)

همانطور که بالاتر اشاره کردیم، برج های خنک کن یا کولینگ تاورها می‌توانند به دو صورت مدار بسته یا باز اجرا شوند. اما علاوه بر این دو نوع برج خنک کننده، نوع دیگری به نام «برج خنک کن هیبریدی» نیز وجود دارد. در ادامه بیشتر با انواع این برج های خنک کننده آشنا می‌شویم.

۱- برج خنک کننده مدار باز

در برج خنک کننده مدار باز، آب توسط یک پمپ به بالای برج خنک کننده منتقل می‌شود و توسط نازلها بر روی پکینگ ها پاشیده می شود. در واقع این نوع از کولینگ تاورها، با ایجاد یک سطح تبادل تماس مستقیم بین هوا و آب سبب کاهش دمای آب می‌شود.
هوایی که از پایین به داخل برج وارد می‌شود، توسط مجموعه فن و الکتروموتور که در بالای برج قرار دارد، از میان پکینگ‌ها عبور کرده و به سمت بالا مکیده می‌شود و به این ترتیب، بر اثر تماس مستقیم آب و هوا، بخشی از آب تبخیر می‌شود. از آنجایی که عمل تبخیر آب، یک فرآیند گرماگیر است، گرمای موردنیاز خود را از جریان آب عبوری جذب می‌کند و به این شکل، آب خنک می‌شود.
برج خنک کن مدار باز معمولاً برای محیط‌هایی که رطوبت نسبی کمی دارند یا به اصطلاح هوا خشک است، مناسب‌تر است. عمده‌ترین ضعف این مدل برج خنک کننده، هدر رفتن بیش از حد آب بر اثر تبخیر است.

۲- برج خنک کننده مدار بسته

در برج خنک کننده مدار بسته، تماس مستقیم بین آب و هوا برقرار نمی‌شود و آب در یک چرخه کاملاً بسته و بدون تماس مستقیم با هوای محیط خنک می‌شود.
در این مدل از برج های خنک کننده، آب و یا هر سیال دیگری که قرار است در برج خنک کن خنک شود، از داخل یک کوئل حرکت می‌کند. هوا نیز توسط مجموعه فن و الکتروموتور از پایین به بالا مکیده می‌شود. در اثر برخورد هوا با سطح بیرونی کوئل، حرارت از کوئل و سپس از سیال داخل کوئل جذب می‌شود و توسط جریان هوا به محیط اطراف منتقل می‌شود. این نوع برج خنک کننده، برای خنک کردن آب با دمای بالا و یا محیط دارای هوا سرد بسیار مناسب است.

۳- برج خنک کننده هیبریدی (ترکیبی)

این نوع از برج های خنک کن، همانطور که از اسمش پیداست، از ترکیب دو برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته ساخته می‌شود.
در برج خنک کننده هیبریدی (ترکیبی)، آب یا سیال خنک شونده از داخل کوئل حرکت می‌کند و بر روی کوئل توسط مجموعه نازل آب پاشیده می‌شود. در این تماس، گرما از آب گرم کوئل به آب سردی که بر روی کوئل پاشیده می‌شود، انتقال می‌یابد. مزیت بزرگ این مدل از برج های خنک کننده، کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای محیط طی یک سیکل بدون تبخیر است که نتیجه‌ی آن، مصرف بهینه آب است.
در هنگام شب و یا روزهایی که دمای هوا پایین است (هوای محیط خنک است)، برج خنک کننده هیبریدی صرفاً بعنوان یک برج خنک کننده مدار باز کار می‌کند اما وقتی که هوا گرم است، آب بر روی کوئل پاشیده می‌شود و از هر دو نوع سیستم مدار باز و مدار بسته جهت خنک کردن سیال استفاده می‌شود. همچنین برج های خنک کننده هیبریدی رسوب گرفتگی به شدت کمتری نسبت به انواع دیگر برج های خنک کننده دارند.

مطالعه این مقاله را نیز به شما پیشنهاد می کنیم: محاسبه توان برج خنک کننده

نگهداری و تعمیر برج خنک کننده

تعمیر، نگهداری و بازدید دوره‌ای از جمله مواردی هستند که افزایش طول عمر و راندمان مناسب تجهیزات صنعتی را تضمین می‌کنند. برج های خنک کننده یا کولینگ تاورها نیز به عنوان تجهیزات صنعتی از این قاعده مستثنی نیستند. برج های خنک کننده علاوه بر استهلاک قطعات، در معرض آسیب‌هایی مانند رسوب آب، خوردگی، زنگ زدن قطعات و تشکیل جلبک قرار دارند، که این عوامل نیاز به مراقبت ویژه از برج های خنک کننده را سبب می‌شوند.
ما در شرکت دانش بنیان سرو انرژی کیا، با تکیه بر دانش فنی و تجربه متخصصان تیم خود، آماده‌ایم تا در راستای رسالت خود در تعمیر و نگهداری تاسیسات ساختمان، از برج های خنک کننده ساختمان‌های مسکونی، برج‌ها و هتل‌ها نگهداری کنیم و با بازدید دوره‌ای و تعمیر بخش‌های لازم به بهبود بازدهی تاسیسات ساختمان شما بویژه سیستم سرمایشی آن کمک کنیم.
برج های خنک کننده دائما در حال آماده کردن شرایط برای رخ دادن فرایند تبخیر و کاهش دمای آبی که قرار است در چیلرها مورد استفاده قرار بگیرد، هستند. همانطور که دیدیم، برج های خک کن اجزای بسیاری نیز دارند که این اجزا مصرفی‌اند و پس از مدتی باید تعویض شوند. همچنین هر کجا که آب هست، رسوب گرفتگی و زنگ‌زدگی نیز هست. این رسوب گرفتگی‌ها سبب کاهش شدید عملکرد کولینگ تاورها در خنک کردن آب می‌شود و پس از مدت زمان کوتاهی، دمای خروجی آب سرد افزایش می‌یابد و در نتیجه سیستم سرمایشی و چیلرها نمی‌توانند به درستی کار خود را انجام دهند.

چرا تعمیر برج خنک کننده مهم است؟

۱. برج‌های خنک‌کننده در صنعت سرمایشی که مهمترین قسمت ساختمانهای مسکونی است کاربرد دارند.
۲. تعمیر منظم این برج‌ها عمر آن‌ها را افزایش می‌دهد.
۳. نگهداری مناسب مانع از خرابی‌های ناگهانی می‌شود.
۴. تعمیرات منظم کیفیت خنک‌کنندگی را حفظ می‌کند.
۵. تعمیر برج خنک کننده به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.
۶. تعمیر منظم می‌تواند از تلفات جلوگیری کند.
۷. برای تعمیر مناسب، از مواد شیمیایی مانند NaOCl استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که این ماده هیپوکلریت سدیم است، یک ترکیب شیمیایی می‌باشد. این ماده یک عامل اکسیداسیونی قوی است و در عنوان یک ضدعفونی‌کننده، سفید‌کننده، و عامل پاک‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. هیپوکلریت سدیم عمدتاً به صورت محلول آبی تولید و فروخته می‌شود، که به آن “آب کلر” نیز گفته می‌شود. این ماده در تصفیه آب، صنایع غذایی، پزشکی و بسیاری از کاربردهای دیگر کاربرد دارد.

چرا برج های خنک کنئده نیار به تعمیر دارند؟

برج‌های خنک‌کننده با زمان ساییده می‌شوند. این سایش می‌تواند به خرابی‌های جدی منجر شود. تعمیرات منظم لازم است تا این مشکلات را حل کنیم.

فرآیند تعمیر

تعمیر برج خنک کننده شامل چند مرحله است. ابتدا، بازرسی دقیق انجام می‌شود. سپس، قطعات خراب شناسایی و تعویض می‌شوند.

ابزارهای مورد نیاز

برای تعمیر برج، ابزارهای خاصی نیاز است. این ابزارها می‌توانند از نوع مکانیکی یا الکترونیکی باشند. آچار های سایز بسیار بزرگ و همچنین ابزار های جریان سنجی و انواع آچار از ابزار های مهم در تعمیر برج خنک کننده است.

هزینه‌ها

هزینه تعمیر برج خنک کننده متفاوت است. این هزینه بستگی به مدل و اندازه برج دارد. برای مدیریت بهتر هزینه‌ها، برنامه‌ریزی دقیق لازم است.

چالش‌ها

تعمیر برج خنک کننده چالش‌های خاصی دارد. این چالش‌ها می‌توانند از نظر فنی یا مالی باشند. برای مواجهه با این چالش‌ها، تجربه و دانش فنی ضروری است.
خلاصه
تعمیر برج خنک کننده یک فرآیند پیچیده و ضروری است. با توجه به اهمیت این تجهیزات در صنعت، نیاز به تعمیرات منظم و دقیق وجود دارد.

چگونه سرویس برج خنک کننده انجام شود؟

۱. ابتدا وضعیت برج را بررسی کنید.
۲. لوله‌ها و فن‌ها و پکینگ ها را تمیز کنید.
۳. تنظیمات فن را چک کنید.
۴. سیستم خنک‌کنندگی را بازبینی کنید.
۵. در صورت نیاز، قطعات را تعویض کنید.
۶. برای سرویس منظم، برنامه‌ریزی کنید.
سرویس منظم برج‌های خنک‌کننده ضروری است. این عملیات به حفظ عملکرد برج کمک می‌کند. برج‌های خنک‌کننده نقش مهمی در صنعت دارند. بدون نگهداری مناسب، عملکرد آن‌ها کاهش می‌یابد. هزینه‌های نگهداری نیز باید مد نظر قرار گیرد.

چه مراحلی باید طی شود؟

مرحله اول، بازرسی دقیق برج است. در این مرحله، تجهیزات مانند فن‌ها، پمپ‌ها و نازل‌ها بررسی می‌شوند. مرحله دوم، تعویض قطعات معیوب یا فرسوده است. مرحله سوم، تنظیم مجدد تجهیزات است. این مراحل به بهبود عملکرد برج کمک می‌کنند.

چه تجهیزاتی نیاز است؟

برای سرویس برج خنک‌کننده، تجهیزات مختلفی نیاز است. این تجهیزات شامل ابزارهای تعمیری مختلف، مواد شیمیایی برای پاکسازی و تجهیزات اندازه‌گیری مانند دماسنج و فشارسنج است.

چالش‌ها و هزینه‌ها

هزینه‌های نگهداری باید به صورت دقیق محاسبه شوند. چالش‌های احتمالی نیز باید مد نظر باشند. برای مثال، تعویض قطعات معیوب ممکن است هزینه‌های بالایی داشته باشد.

فرصت‌ها

از سوی دیگر، سرویس منظم فرصت‌های بسیاری ایجاد می‌کند. این فرصت‌ها شامل کاهش هزینه‌ها، افزایش کارایی و افزایش عمر مفید برج‌ها است.
سخن نهایی
به طور خلاصه، سرویس منظم برج‌های خنک‌کننده اهمیت زیادی دارد. این عملیات به بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. برای کسب اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید.

فناوری‌ها و ابزارهای جدید

۱. فناوری‌های جدید به تعمیرات کمک می‌کنند.
۲. سیستم‌های هوشمند کارایی را افزایش می‌دهند.
۳. از سنسورهای دقیق برای نظارت استفاده کنید.
۴. ابزارهای جدید کار را سهل‌تر می‌کنند.
۵. تکنولوژی‌ها به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنند.
۶. فناوری‌ها عملکرد را بهینه می‌کنند.
۷. از فناوری‌های جدید برای تعمیر برج خنک کننده استفاده کنید.