برج خنک کننده مدار بسته

برج خنک کننده مدار بسته چیست؟

برج‌ خنک کننده مدار بسته (Closed Circuit Cooling Tower) یک مبدل حرارتی است که آب داغ را بدون تماس مستقیم با هوا خنک می کند. در این نوع برج خنک کننده، آب درون کویل (coil) جریان دارد و با پاشش آب بر روی سطح خارجی کویل ها و عبور جریان هوا که از طریق فن ها به داخل برج و از میان کویل ها عبور داده می شود، تبادل حرارتی انجام می‌شود. با انجام این فرایند آب درون برج مدار بسته خنک می شود و دوباره به سیستم تهویه مطبوع مانند چیلر باز میگردد.

در این روش جریان هوا با استفاده از اختلاف دما و چگالی هوا انجام می شود، به این صورت که هوای گرم داخل برج به دلیل چگالی کمتر به سمت بالای برج حرکت می کند و هوا خنک از بیرون وارد برج خنک کننده مدار بسته میشود. این مدل از برج‌های خنک کننده با نام‌های دیگری از جمله برج خنک کننده خشک، برج خنک کننده هوا خنک، درای کولر(Dry cooler) شناخته می‌شود.

یکی از مزیت‌های این مدل نسبت به مدل مشابه خود یعنی مدل برج خنک کننده مدار باز، این است که در کولینگ تاور مدار بسته، کویل ها سیال مورد نظر یعنی همان آب را از هوای بیرونی جدا می‌کند؛ این کار باعث می‌شود که هیچ آلاینده‌ای وارد آن نشود.

در این روش خنک سازی آب در یک مدار بسته جریان دارد و بر خلاف مدار جریان باز، مانع از هدر رفتن آب از طریق تبخیر می شود و استفاده از آب را به حداقل می رساند. در ویدیو زیر درباره برج خنک کننده مدار بسته و طرز کار آن صحبت می کند.

کاربرد برج خنک کننده مدار بسته

برج‌ خنک کننده مدار بسته به عنوان یکی از سازگارترین مدل‌ های کولینگ تاور شناخته می‌شود و برای شرایط آب و هوایی خنک ساخته شده‌ است، به این معنی که در فصل بهار، پاییز و زمستان کارایی بهتری دارند. همچنین در صورت وجود رطوبت بالا عملکرد آنها ضعیف‌ می‌شود. 

این برج‌ها در حجم‌، ظرفیت‌ و ابعاد مختلفی ساخته می‌شوند. تناژهای پایین این برج‌های خنک‌ کننده عموما برای مصارف خانگی کاربرد دارند. در عوض ظرفیت‌ های بالا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که از مهمترین آنها میتوان موارد زیر را نام برد:

• پتروشیمی
• ریخته‌گری و کوره‌های القایی
• کارخانه‌های شیمیایی
• ذوب فلزات و آلومینیوم
• هتل ها و مراکز اداری و تجاری بزرگ

عملکرد برج خنک کننده مدار بسته

در برج خنک کننده مدار بسته، آب به عنوان سیال خنک کننده درون کویل سرمایشی جریان دارد و بدون تماس مستقیم با هوا، گرمای خود را از دست می‌ دهد. این فرآیند از طریق کویل برودتی که دارای فین‌ آلومینیومی با تراکم مشخص است، انجام می‌شود. این سیستم با استفاده از کویل های مبدل حرارتی که از جنس مس یا فولاد ضد زنگ با فین‌های آلومینیومی به منظور افزایش سطح تبادل حرارت ساخته می‌شوند، عمل می‌کند.

به این صورت که آب گرم، درون کویل مبدل حرارتی به گردش درآمده و هوای محیط توسط فن‌ها از روی سطح بیرونی کویل‌ها عبور داده می‌شود.

تبادل حرارت بین آب گرم داخل کویل‌ها و هوای محیط از طریق هدایت حرارتی و جابجایی حرارتی صورت می‌گیرد. هوای گرم شده پس از عبور از کویل‌ها، توسط فن‌ بالای برج به بیرون از برج خنک‌کننده تخلیه می‌شود. به دلیل افزایش دمای محیط، یک سیستم پاشش آب برای خنک کاری آب مدار اصلی به کار گرفته می‌شود تا عملکرد برج حفظ شود.

 بیشتر بخوانید:  برج خنک کننده خانگی چیست؟

انواع برج خنک کننده مدار بسته کدام است؟

انواع کولینگ تاورهای مدار بسته به دو نوع خشک و هیبریدی تقسیم بندی می شوند. هر کدام از آنها ویژگی‌ها و شیوه کار متفاوتی دارند که در ادامه به بررسی هر کدام از آنها می پردازیم:

برج مدار بسته خشک

برج خنک کننده مدار بسته خشک دارای مکانیزم تماما هوا خنک است. این مدل از برج‌ها دو قسمت اصلی دارند که شامل سیستم هوادهی و سیستم انتقال حرارت می‌باشند. سیستم هوادهی یا همان هوارسانی وظیفه ایجاد جریان هوا را بر عهده دارند. 

قسمت دوم، یعنی همان بخش انتقال حرارات، باید سطح موثر انتقال حرارت در کویل برودتی را به منظور تماس غیر مستقیم با هوای خنک فراهم کند. کویل‌های سرمایشی در این مدل از برج‌های خنک کننده عموما از نوع فین‌دار هستند. 

برج مدار بسته هیبریدی

برج مدار بسته هیبریدی نوع دیگری از سیستم خنک کننده مدار بسته است. نوع هیبریدی در واقع ترکیبی از دو مدل برج خنک کننده خشک و مرطوب است. این سیستم عموما دارای کویل‌های سرمایشی با لوله هایی از جنس مس، استیل و گالوانیزه است.

نکته‌ای که باید به آن دقت کنید این است که ساز و کار مدل هیبریدی با تغییر فصل عوض می‌شود. به طوری که در فصل‌های گرم سال به شکل مدار بسته با سیکل پاشش آب کمکی است. از طرف دیگر مکانیزم آن در فصل‌های سرد و خنک به شکل سیستم هوادهی است. به طوری که این سیستم به تنهایی وظیفه خنک کاری آب داغ را بر عهده می‌گیرد.

 بیشتر بخوانید:  زنت چیست | راه اندازی گرمایش زنت | معایب زنت

کویل های برج خنک کننده مدار بسته

از انواع کویل‌های برج خنک کننده مدار بسته می‌توان به کویل‌های سرمایشی مسی، کویل استنلس استیل گرید 316L، کویل استنلس استیل گرید 304L، کویل گالوانیزه گرم مانیسمان، کویل گالوانیزه گرم درزدار و کویل آلومینیومی اشاره کرد. هر کدام از این کویل‌ها نقاط قوت و ضعف مشخصی دارند. در ادامه می‌توانید جزئیات بیشتری از هر کدام از این کویل‌ها بدست بیاورید:

• کویل های مسی

مس، پرکاربردترین فلز در تولید کویل‌ها است، به خصوص در سیستم‌هایی که قصد دارید حجم معینی آب را در زمان کمی خنک کنید. البته که ظرفیت کویل‌های مسی در برابر اسید بسیار کم است و سریع دچار خوردگی می‌شوند.

• کویل استنلس استیل گرید 316L

این مدل از کویل‌ها در رده‌های 10 تا 50 با ضخامت‌های گوناگون تولید می‌شوند. مقاومت بالا در برابر اسید و خوردگی باعث شده که برای سیستم‌های خنک کاری اسیدی گزینه مناسبی باشد. 

• کویل استنلس استیل گرید 304L

لوله‌های استیل 304 از مقاومت کمی در برابر اسید برخوردار هستند. این مدل بیشتر برای کاربری آب‌های نمکی و کثیف کاربرد دارد. به علاوه اینکه رسوب کمتری برای برج خنک کننده تولید می‌کند. 

• کویل گالوانیزه گرم مانیسمان

کویل مانیسمان یا بدون درز از لوله‌های فولادی 1.2 یا 3.4 اینچی ساخته می‌شود. از معایب این مدل می‌توان به رسوب، گرفتگی در مدار لوله‌ها و توانایی انتقال حرارت پایین اشاره کرد. 

• کویل گالوانیزه گرم درزدار

این مدل ارزان‌ترین و به صرفه‌ترین متریال برای کویل‌ها است. ضخامت کویل‌های درزدار گالوانیزه بین 2 الی 3 میلی‌متر است. 

• کویل آلومینیومی

از کویل‌های آلومینیومی بیشتر در تولید فین‌های برودتی کویل‌های فین دار استفاده می‌شود. این مدل در هر دو برج خنک کننده خشک و هیبریدی قابل استفاده است.

 بیشتر بخوانید:  هر تن تبرید چند کیلووات است؟

مزایا و معایب برج خنک کننده مدار بسته

برج‌های خنک کننده مدار بسته نسبت به مدل مدار باز نقاط قوت و ضعف مشخصی دارد که در این قسمت به معایب و مزایای آن اشاره می‌کنیم.

از اساسی‌ترین مزایای کولینگ تاورهای مدار بسته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برج‌های مدار بسته در مقایسه با مدل‌های دیگر مصرف آب کمتری دارد. 
• این مدل مصرف انرژی پایین‌تری دارد. 
• امکان کنترل انرژی مصرفی قسمت‌های مختلف سیستم. 
• عدم نیاز به تصفیه آب به دلیل عدم ارتباط مستقیم با هوا.
• میزان رسوب تشکیل شده در این مدل کمتر است.
• به کمک روش حفاظت کاتدی می‌توان از اکسید شدن و زنگ زدگی لوله‌ها جلوگیری کرد. 

از معایب این مدل کولینگ تاورها مدار بسته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عملکرد ضعیف در دمای محیطی
• نیازمند فضای بیشتر برای راه‌اندازی
• محدودیت در ظرفیت خنک سازی
• هزینه اولیه بالاتر برای راه اندازی و نصب

 بیشتر بخوانید:  انواع دستگاه خنک کننده اتاق خواب

چگونه برج خنک کننده مدار بسته انتخاب کنیم؟ | خرید و قیمت

برای خرید یک برج خنک کننده باید فاکتورهای متعددی را در نظر بگیرید. به طور کلی انتخاب یک کولینگ تاور کاری تخصصی است که باید توسط کارشناسان این حوزه انجام شود. از جمله فاکتورهایی که باید زمان خرید یک برج کولینگ مدار بسته به آنها دقت کنید می‌توانیم به مواردی از جمله فضای مورد نیاز، تناژ و ظرفیت سیستم تهویه، ظرفیت برج خنک کننده، برند، شرکت سازنده، کیفیت، هزینه تعمیر و نگهداری و دوام آن اشاره کنیم. 

قیمت برج‌ خنک کننده مدار بسته با توجه به کشور تولید کننده، برند، تناژ و مدل متفاوت است؛ اگر قصد خرید دارید می‌توانید با کارشناسان ما در تهویه هورسان در تماس باشید و از بروزترین مدل‌ها و قیمت‌ها مطلع شوید و مشاوره رایگان دریافت کنید. 

اجزای برج خنک کننده مدار بسته

برج‌های خنک‌ کننده دارای قطعات و اجزای مشخصی هستند که هر کدام از آنها در این سیکل خنک کنندگی وظیفه مشخصی بر عهده دارند. در جدول زیر اجزای اصلی برج خنک کننده مدار بسته با وظیفه هر جزء نوشته شده است:

مشکلات رایج برج خنک کننده مدار بسته

یکی از مشکلات رایج در برج‌های خنک کننده مدار بسته زنگ زدگی و خوردگی لوله‌های کویل است. البته که برای این موضوع هم راه چاره‌ای وجود دارد، اینکه در صورت تماس مستقیم با مایعات اسیدی، جنس کویل‌ها عوض شود. (منبع: baltimoreaircoil) اما اگر جنس کویل‌ها از مس باشد و با سیال اسیدی در تماس باشد می‌تواند خسارات جبران ناپذیری برای سیستم تهویه به همراه داشته باشد.

 بیشتر بخوانید:  چیلر چیست و انواع آن کدام است؟

سخن پایانی

بر‌ج‌های خنک کننده مدار بسته از جمله گران‌ قیمت‌ ترین سیستم‌های خنک کننده هستند که بیشتر برای صنایع بزرگ کاربرد دارند. این برج‌ها با توجه به توانایی انتقال حرارت قابل قبول و همچنین سرعت بالا در خنک کردن حجم زیاد آب انتخاب مناسبی برای صنایعی هستند که تولید گرمای زیادی دارند.

سوالات متداول کاربران (FAQ)

از متداول‌ ترین سوالاتی که کاربران در مورد برج‌ های مدار بسته می پرسند:

انواع کویل در برج‌ های مدار بسته کدام‌اند؟

از انواع کویل‌ها در برجهای خنک کننده خشک می‌توان به کویل مسی، گالوانیزه، آلومینیوم، درزدار و مانیسمان اشاره کرد.

تفاوت اصلی کولینگ تاور مدار بسته و مدار باز چیست؟

کولینگ تاورهای مدار بسته ارتباط مستقیم بین سیال آب و هوا را ندارند. در حالی که در نمونه مدار باز دو سیال آب و هوا با یکدیگر در تماس مستقیم هستند و به همین شیوه هم آب داغ خنک می‌شود.

هدف از سیستم‌های خنک کننده مدار بسته چیست؟

این نمونه از برج‌ها فرآیندهای صنعتی را بهینه‌ می‌کنند و مصرف آب و انرژی را کاهش می‌دهند. به همین خاطر برج خنک کننده صنعتی عموما از نوع مدار بسته است.