بلاگ

کویل های سرمایشی و گرمایشی از اجزای اصلی تشکیل دهنده دستگاه هواساز صنعتی هستند که بخش عمده ای از عملکرد هواساز را برعهده دارند.

کویل‌های سرمایش و گرمایش توسط تولیدکنندگان هواساز صنعتی برای تنظیم شرایط دمایی داخل ساختمان طراحی می‌شوند و با تنظیم دمای هوا، راحتی و آسایش در فضاهای داخلی را در صورت نیاز فراهم می‌آورند. در این مقاله، به بررسی عملکرد، انواع و اهمیت کویل‌های سرد و گرم در هواساز AHU خواهیم پرداخت.

کویل هواساز چیست ؟

کویل هواساز یکی از اجزای مهم سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC (سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) است که برای تنظیم دمای هوای وارد شده به داخل ساختمان استفاده می‌شود.

کویل‌ها لوله‌هایی هستند که از مواد فلزی مانند مس یا آلومینیوم ساخته شده‌اند و از طریق آنها سیالاتی مانند آب گرم، آب سرد یا مبرد جریان می‌یابد. این سیالات باعث انتقال حرارت به هوا یا از آن می‌شوند تا دمای هوا تنظیم شود.

کویل‌های هواساز به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. کویل‌های سرمایشی (کویل سرد): این کویل‌ها برای خنک کردن هوای وارد شده به ساختمان استفاده می‌شوند. در این سیستم، آب سرد یا مبرد از داخل کویل‌ها عبور می‌کند و هوای گرم ورودی را خنک می‌کند.
2. کویل‌های گرمایشی (کویل گرم): این کویل‌ها برای گرم کردن هوای وارد شده به ساختمان استفاده می‌شوند. آب گرم یا بخار آب از داخل این کویل‌ها عبور کرده و هوای سرد ورودی را گرم می‌کند.

کویل‌ها می‌توانند بسته به نیاز سیستم تهویه و نوع سیالات استفاده‌شده در آنها به‌صورت آبی یا بخاری طراحی شوند.

انواع کویل‌های سرمایشی و گرمایشی

کویل‌های سرمایشی و گرمایشی در انواع مختلفی طراحی شده‌اند که هر کدام برای اهداف خاص و سطوح عملکردی خاصی مناسب هستند. برخی از انواع رایج این کویل‌ها عبارتند از:

کویل‌های آب سرد:

این کویل‌ها از آب سرد به عنوان واسطه برای تبادل حرارت استفاده می‌کنند. آب سرد از طریق سیم‌پیچ‌ها جریان می‌یابد و گرما را از هوای عبوری جذب می‌کند. این سیستم‌ها معمولاً در سیستم‌های تهویه مطبوع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند و انرژی را به طور مؤثری ذخیره می‌کنند.

کویل‌های انبساط مستقیم (DX):

کویل‌های DX مستقیماً از یک مبرد برای خنک کردن هوا استفاده می‌کنند. این کویل‌ها فشرده‌تر و کارآمدتر از کویل‌های آب سرد هستند و برای سیستم‌های HVAC کوچکتر مناسب می‌باشند.

کویل‌های آب گرم:

کویل‌های آب گرم برای اهداف گرمایشی طراحی شده‌اند و از آب گرم برای افزایش دمای هوای عبوری استفاده می‌کنند. این کویل‌ها از نظر انرژی کارآمد هستند و به سرعت دمای هوا را بالا می‌برند.

کویل‌های الکتریکی:

این کویل‌ها از مقاومت الکتریکی برای تولید گرما استفاده می‌کنند. کنترل آنها ساده است و برای فضاهای کوچک یا به عنوان گرمایش اضافی مناسب می‌باشند.

کویل‌های بخار:

کویل‌های بخار از بخار به عنوان منبع گرما برای گرمایش استفاده می‌کنند. این کویل‌ها گرمای سریع و مؤثر فراهم می‌کنند و معمولاً در محیط‌های صنعتی کاربرد دارند.

اهمیت کویل‌های سرمایش و گرمایش در AHU ها:

کویل‌های سرمایشی و گرمایشی در AHU ها نقش بسیار مهمی دارند، که از جمله مهم‌ترین دلایل استفاده از آنها عبارتند از:

کنترل دما:

این کویل‌ها به سیستم اجازه می‌دهند تا دمای هوای ورودی به ساختمان را به دقت کنترل کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که دمای هوا در محدوده دلخواه برای راحتی ساکنان قرار دارد.

بهره‌وری انرژی:

کویل‌های کارآمد به افزایش بهره‌وری انرژی سیستم HVAC کمک می‌کنند و دما را به صورت مؤثر تنظیم می‌کنند بدون اینکه مصرف انرژی زیاد شود، که این امر منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.

کنترل رطوبت:

کویل‌های سرمایشی به کاهش رطوبت اضافی کمک می‌کنند، که می‌تواند باعث ایجاد کپک یا ناراحتی شود. همچنین، کویل‌های گرمایشی با جلوگیری از خشک شدن بیش از حد هوا، به حفظ سطح رطوبت مطلوب در داخل ساختمان کمک می‌کنند.

راحتی در تمام طول سال:

کویل‌های سرمایشی و گرمایشی این امکان را فراهم می‌کنند که شرایط محیطی راحت و مطلوب در داخل ساختمان، بدون توجه به شرایط آب و هوایی بیرونی، در تمام طول سال حفظ شود.

کویل گرمایشی هواساز چیست؟

کویل گرمایشی هواسازبرای گرم کردن هوای ورودی به داخل ساختمان طراحی شده است. این کویل‌ها معمولاً از لوله‌های فلزی مانند مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و داخل آنها با سیالاتی مانند آب گرم یا بخار آب پر می‌شود. هدف از استفاده از این کویل‌ها، تامین هوای گرم در فضاهای مختلف ساختمان‌ها و تنظیم دمای داخلی است.

کویل‌های گرمایشی هواساز در سیستم‌های تهویه مطبوع برای بهبود راحتی محیطی در فصول سرد و یا در مناطقی با آب و هوای سرد مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این سیستم‌ها، هوای سرد از طریق کانال‌ها وارد هواساز می‌شود و با عبور از روی کویل‌های گرمایشی، دمای آن افزایش می‌یابد و هوای گرم وارد فضاهای مختلف ساختمان می‌شود.

نحوه عملکرد کویل گرمایشی هواساز

کویل گرمایشی هواساز به‌طور عمده برای گرم‌کردن هوای ورودی به ساختمان استفاده می‌شود. نحوه عملکرد آن به‌صورت زیر است:

1. ورود هوا: هوای سرد و خشک از بیرون یا از سیستم تهویه وارد دستگاه هواساز می‌شود.
2. انتقال به کویل گرمایشی: هوای ورودی به روی کویل‌های گرمایشی که معمولاً با آب گرم یا بخار آب گرم پر شده‌اند، هدایت می‌شود.
3. انتقال حرارت از کویل به هوا: هنگامی که هوای سرد از روی کویل‌های گرمایشی عبور می‌کند، حرارت موجود در کویل‌ها به هوا منتقل می‌شود. این فرایند باعث افزایش دمای هوا می‌شود.
4. افزایش دمای هوا: هوا پس از عبور از روی کویل‌ها، دمای خود را افزایش داده و به هوای گرم تبدیل می‌شود.
5. پخش هوای گرم: هوای گرم‌شده از طریق کانال‌ها یا دریچه‌ها به داخل فضاهای مختلف ساختمان ارسال می‌شود تا دمای محیط به مقدار دلخواه برسد.

در واقع، کویل گرمایشی هواساز مانند یک رادیاتور عمل می‌کند که هوای سرد را جذب کرده و آن را به هوای گرم تبدیل می‌کند تا شرایط دمایی راحت و مطلوب در داخل ساختمان فراهم شود.

کویل سرمایشی هواساز چیست؟

کویل‌های سرمایشی معمولاً در سیستم‌های بزرگ تهویه مطبوع، سرمایش صنعتی یا سیستم‌های HVAC استفاده می‌شوند و نقش مهمی در فراهم آوردن آسایش و راحتی برای ساکنان یا کاربرانی که نیاز به هوای خنک دارند، ایفا می‌کنند. این کویل‌ها در فضاهایی که نیاز به کاهش دما و رطوبت دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند و در فصول گرم به‌ویژه در مناطقی با آب و هوای مرطوب، کاربرد زیادی دارند.

کویل سرمایشی هواساز، به‌منظور کاهش دما و رطوبت هوا در داخل ساختمان به کار می‌رود. این کویل‌ها معمولاً از لوله‌های فلزی یا مسی ساخته شده‌اند که با سیالات سرد مانند آب سرد یا مبرد پر شده‌اند.

کویل سرمایشی در هواساز به‌گونه‌ای طراحی شده که هوای گرم و مرطوب وارد آن می‌شود و پس از عبور از سطح سرد کویل، دمای هوا کاهش یافته و رطوبت اضافی آن هم به‌طور طبیعی از بین می‌رود. نتیجه این فرایند، هوای خنک‌تر و خشک‌تر است که برای محیط‌های داخلی مطلوب است.

نحوه عملکرد کویل سرد هواساز

کویل سرد هواساز (AHU) به‌طور عمده برای خنک‌کردن هوای ورودی به داخل ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملکرد آن به این صورت است:

• ورود هوا: هوای گرم و مرطوب از بیرون یا سیستم تهویه وارد دستگاه هواساز می‌شود.
• انتقال به کویل سرد: هوا از روی کویل‌های سرد که معمولاً با مبرد یا آب سرد پر شده‌اند عبور می‌کند.
• انتقال گرما از هوا به کویل: وقتی هوای گرم از روی کویل‌های سرد عبور می‌کند، گرمای هوا به کویل منتقل می‌شود. این انتقال حرارت باعث خنک‌شدن هوای عبوری می‌شود.
• کاهش دما و رطوبت: هوای خنک‌شده از کویل سرد، به‌دلیل کاهش دما، می‌تواند بخار آب موجود در هوا را نیز کندانس کرده و رطوبت هوا را کاهش دهد.
• پخش هوای خنک: در نهایت، هوای خنک‌شده و خشک شده از طریق کانال‌ها یا دریچه‌ها به داخل فضاهای مختلف ساختمان ارسال می‌شود تا راحتی و آسایش ساکنان فراهم شود.

در واقع، کویل سرد هواساز مثل یک یخچال بزرگ عمل می‌کند که هوای محیط را از گرمای اضافی و رطوبت می‌زداید و به آن تازگی می‌بخشد.

وظایف کویل سرد هواساز

وظایف کویل سرد هواساز عبارتند از:

1. کاهش دمای هوا: اصلی‌ترین وظیفه کویل سرد هواساز، کاهش دمای هوای ورودی به ساختمان است تا شرایط آسایش و راحتی برای ساکنان فراهم شود.
2. کاهش رطوبت هوا: هنگام عبور هوا از روی کویل سرد، رطوبت اضافی هوا به صورت قطرات آب روی سطح کویل متراکم می‌شود، که باعث کاهش رطوبت محیط می‌گردد.
3. افزایش کیفیت هوا: با کاهش دما و رطوبت، هوای ورودی به فضای داخلی تمیزتر و مطلوب‌تر می‌شود و از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها جلوگیری می‌کند.
4. بهبود راحتی محیطی: با تنظیم دمای هوا و کاهش رطوبت، شرایطی را فراهم می‌آورد که راحتی و آسایش در فضاهای مختلف ساختمان تضمین شود.
5. تنظیم هوای ورودی به سیستم تهویه: کویل سرد هواساز به سیستم تهویه کمک می‌کند تا هوای سرد و متعادل وارد فضاهای داخلی شود، در حالی که سایر اجزای سیستم به تصفیه و پخش هوای سالم کمک می‌کنند.

انواع سیالات استفاده شده در کویل‌های هواساز

در کویل‌های هواساز از سیالات مختلفی برای انتقال حرارت استفاده می‌شود. این سیالات به‌طور عمده به دو دسته تقسیم می‌شوند:

آب و مبرد. هرکدام از این سیالات ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند. در ادامه، انواع سیالاتی که در کویل‌های هواساز استفاده می‌شوند را بررسی می‌کنیم:

آب سرد:

یکی از رایج‌ترین سیالات استفاده شده در کویل‌های هواساز است.

آب سرد معمولاً از سیستم چیلر تأمین می‌شود.

این سیال برای خنک‌کردن هوای ورودی به سیستم هواساز استفاده می‌شود و در فصول گرم برای کاهش دمای هوای ساختمان به کار می‌رود.

آب گرم:

آب گرم از سیستم‌های بویلر یا منابع گرمایشی تأمین می‌شود.

این سیال در کویل‌های گرمایشی هواساز استفاده می‌شود تا هوای سرد وارد شده به سیستم را گرم کند.

آب گرم باعث تأمین دمای مناسب در فصول سرد سال می‌شود.

مبرد (فرئون یا گازهای مشابه):

مبردها سیالاتی هستند که در سیستم‌های تبریدی به کار می‌روند و در کویل‌های سرمایشی هواساز استفاده می‌شوند.

این سیالات قابلیت جذب و انتقال حرارت را دارند و می‌توانند دمای هوا را به‌طور مؤثر کاهش دهند.

معمولاً از مبردهایی مانند فرئون (R-22، R-410A) یا مبردهای جدیدتر که کمتر آسیب به محیط زیست می‌زنند، استفاده می‌شود.

آب و گلیکول (آب ضد یخ):

در مناطقی که دما به زیر صفر درجه می‌رسد، از مخلوط آب و گلیکول برای جلوگیری از یخ‌زدگی در سیستم‌های هواساز استفاده می‌شود.

این ترکیب امکان انتقال حرارت را در دماهای پایین حفظ می‌کند و از آسیب به سیستم جلوگیری می‌کند.

سیالات خاص (مبردهای طبیعی):

برخی سیستم‌ها از مبردهای طبیعی مانند آمونیاک یا دی‌اکسیدکربن استفاده می‌کنند که به دلیل ویژگی‌های خاص خود، می‌توانند جایگزین‌های مناسبی برای مبردهای سنتی باشند.

هر کدام از این سیالات بسته به نیاز سیستم، کاربرد خاص خود را دارند و انتخاب آنها به عواملی مانند نوع سیستم، نیاز به کارایی، هزینه و شرایط محیطی بستگی دارد.

نکات نگهداری و تعمیرات کویل‌های هواساز

نگهداری و تعمیرات صحیح کویل‌های هواساز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است تا عملکرد بهینه سیستم تهویه مطبوع حفظ شود و عمر مفید آن افزایش یابد. در اینجا برخی از نکات مهم برای نگهداری و تعمیرات کویل‌های هواساز آورده شده است:

1. تمیز کردن منظم کویل‌ها

• گرد و غبار، آلودگی و ذرات می‌توانند بر عملکرد کویل‌ها تأثیر بگذارند. تمیز کردن منظم سطح کویل‌ها به بهبود انتقال حرارت کمک می‌کند.
• از برس نرم یا مکنده‌های صنعتی برای تمیز کردن آلودگی‌ها و گرد و غبار از روی لوله‌های کویل استفاده کنید.
• برای جلوگیری از انسداد لوله‌ها، شست‌وشوی منظم با آب فشار بالا یا محلول‌های مخصوص نیز توصیه می‌شود.

2. بررسی نشتی‌ها و ترک‌ها

• نشتی‌ها در کویل‌ها می‌توانند باعث کاهش کارایی سیستم و هدررفت انرژی شوند. هرگونه نشتی مبرد در سیستم‌های سرمایشی یا نشتی سیالات در کویل‌های گرمایشی باید فوراً شناسایی و تعمیر شود.
• ترک‌ها یا آسیب‌های فیزیکی به لوله‌ها و سطح کویل نیز می‌تواند منجر به عملکرد ضعیف شود.

3. کنترل دما و فشار سیالات

• بررسی دما و فشار سیالات (آب سرد، آب گرم یا مبرد) در سیستم‌های هواساز بسیار مهم است. اطمینان حاصل کنید که دمای سیال در محدوده مشخص شده قرار دارد.
• فشار سیستم باید متناسب با نوع سیال و طراحی کویل تنظیم شود.

4. بررسی و نگهداری سیستم تخلیه آب (در کویل‌های آب سرد)

• در کویل‌های آب سرد، آب جمع‌شده باید به‌طور منظم تخلیه شود تا از تجمع آب و رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها جلوگیری شود.
• بررسی و تمیز کردن سیستم تخلیه آب از اهمیت بالایی برخوردار است تا از ایجاد انسداد و آسیب به سیستم جلوگیری شود.

5. بررسی عایق‌بندی

• عایق‌های اطراف کویل‌ها باید سالم و بدون آسیب باشند تا از هدررفت انرژی جلوگیری شود. عایق‌بندی مناسب باعث جلوگیری از سرد شدن بیش از حد لوله‌ها و جلوگیری از ایجاد یخ در سیستم‌های گرمایشی می‌شود.

6. بررسی عملکرد فن‌ها و موتور

• فن‌های هواساز باید به‌طور منظم بررسی شوند تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود.
• در صورت خرابی یا عدم عملکرد مناسب موتور، باید به‌سرعت تعمیر یا تعویض شود.

7. بازرسی و تعویض فیلترها

• فیلترهای هوای هواساز باید به‌طور منظم تمیز یا تعویض شوند تا از گرفتگی مجاری هوا و کاهش عملکرد کویل‌ها جلوگیری شود.
• فیلترهای کثیف می‌توانند مانع جریان هوای مطلوب شده و باعث کاهش کارایی کویل‌ها شوند.

8. نگهداری از سیستم تهویه کلی

• نظارت بر کل سیستم تهویه مطبوع، از جمله لوله‌های متصل به کویل‌ها، برای اطمینان از عدم وجود هرگونه انسداد یا آسیب در سیستم ضروری است.
• تعمیرات یا تعویض قطعات آسیب‌دیده در زمان مناسب می‌تواند از خرابی‌های بزرگتر جلوگیری کند.

9. نگهداری در فصل‌های مختلف

• در فصول غیر از تابستان و زمستان، زمانی که سیستم کمتر استفاده می‌شود، باید کویل‌ها و سیستم تهویه به‌طور مرتب بررسی شوند تا از بروز مشکلات در زمان استفاده مجدد جلوگیری شود.

با رعایت این نکات، می‌توان عمر مفید کویل‌های هواساز را افزایش داد و عملکرد بهینه سیستم تهویه را حفظ کرد.

سخن پایانی

سخن پایانی:

کویل‌های سرد و گرم هواساز نقش حیاتی در تنظیم دمای محیط داخلی ساختمان‌ها ایفا می‌کنند. این قطعات اساسی سیستم‌های تهویه مطبوع، با کنترل دمای هوای ورودی و تنظیم آن به‌طور مؤثر، راحتی و آسایش را برای ساکنان فراهم می‌آورند.

نگهداری صحیح و انجام تعمیرات منظم می‌تواند عمر مفید کویل‌ها را افزایش دهد و از بروز مشکلات جدی جلوگیری کند. بنابراین، با مراقبت و بررسی دوره‌ای کویل‌ها، می‌توان از عملکرد بهینه سیستم‌های هواساز و تهویه مطبوع بهره‌مند شد و به حفظ شرایط راحت و سالم در فضای داخلی ساختمان کمک کرد.

همچنین بخوانید: تنظیمات هواساز برای تابستان و زمستان

هم چیلرهای هواخنک و هم برج‌های خنک‌کننده هدف یکسانی دارند: خنک‌سازی. به‌طور خاص، آن‌ها گرما را از سیستم‌ها حذف می‌کنند. با این حال، روش‌های آن‌ها برای انجام این کار متفاوت است. چیلر گرما را از ماده خنک‌کننده جذب کرده و آن را به محیط اطراف آزاد می‌کند. در مقابل، برج خنک‌کننده گرما را از آبی که از کندانسور یا مبدل حرارتی سیستم عبور می‌کند، می‌گیرد. انتخاب سیستم مناسب بستگی به نوع ساختار ساختمان، فضای موجود و میزان سرمایشی که نیاز دارید دارد.

چیلر یکی از دستگاه‌های تهویه مطبوع است که برای خنک‌سازی محیط مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با تولید آب سرد و انتقال آن به سیستم‌های تهویه مطبوع مانند هواسازها و فن‌کویل‌ها، دمای محیط را کاهش می‌دهد. در مقابل، برج خنک‌کننده دستگاهی است که عملکرد چیلر را تکمیل می‌کند. برج خنک‌کننده وظیفه دارد آب گرم تولید شده توسط چیلر را با استفاده از فرآیند تبخیر سرد کرده و آن را دوباره به سیستم برگرداند.

به این ترتیب، برج خنک‌کننده در واقع به حفظ عملکرد بهینه چیلر کمک می‌کند و باعث می‌شود چیلر بتواند به‌طور مداوم به تولید آب سرد ادامه دهد. بنابراین، بررسی تفاوت چیلر و برج خنک‌کننده از نظر فنی چندان دقیق نیست، زیرا این دو دستگاه برای تکمیل یکدیگر طراحی شده‌اند. با این حال، در ادامه به تفاوت‌های کاربردی و عملکردی این دو دستگاه بیشتر خواهیم پرداخت.

چیلر چیست؟

چیلر یک دستگاه سرمایشی است که برای تولید آب سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه به‌طور عمده در سیستم‌های تهویه مطبوع، صنایع و کارخانه‌ها کاربرد دارد و با استفاده از سیکل تبرید، گرمای موجود در آب را کاهش می‌دهد.

چیلرها در انواع مختلفی از جمله چیلرهای تراکمی و جذبی تولید می‌شوند و می‌توانند به‌طور مستقل یا در کنار دیگر تجهیزات سرمایشی عمل کنند. این دستگاه‌ها برای ایجاد شرایط مناسب دمایی در فضاهای بزرگ و یا حفظ دمای مناسب در فرآیندهای صنعتی ضروری هستند.

چیلر چگونه کار می کند؟

چیلر با استفاده از یک فرآیند خاص به نام سیکل تبرید کار می‌کند تا آب را سرد کند. به زبان ساده، چیلر گاز مبرد (که شبیه به یک ماده خاص است) را داخل سیستم به گردش درمی‌آورد تا گرما را از آب بگیرد و آن را سرد کند. این روند در چند مرحله اتفاق می‌افتد:

• کمپرسور: گاز مبرد را فشرده کرده و آن را داغ و پر فشار می‌کند.
• خنک‌سازی گاز: گاز داغ به یک قسمت به نام کندانسور می‌رود و در آنجا گرمای خود را از دست می‌دهد و به مایع تبدیل می‌شود.
• کاهش فشار: این مایع از یک شیر عبور می‌کند که فشار آن را کم می‌کند و باعث سرد شدن آن می‌شود.
• جذب گرما: مایع سرد وارد قسمت دیگری به نام اواپراتور می‌شود و با گرفتن گرما از آب یا هوا، دوباره به گاز تبدیل می‌شود.
• چرخه دوباره: گاز دوباره به کمپرسور برمی‌گردد و این چرخه ادامه پیدا می‌کند تا آب سرد تولید شود.

در نتیجه، چیلر به‌طور مداوم آب را سرد می‌کند و آن را برای استفاده در سیستم‌های تهویه یا سایر نیازها آماده می‌کند.

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک‌کننده دستگاهی است که برای کاهش دمای آب گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آب که دمای بالایی دارد، معمولا از سیستم‌های سرمایشی مانند چیلرها یا دیگر دستگاه‌های تهویه مطبوع برمی‌گردد.

برج خنک‌کننده با گرفتن گرما از آب آن را به دمای پایین‌تری می‌رساند.

برج‌های خنک‌کننده انواع مختلفی دارند:

• برج خنک‌کننده مدار باز: در این نوع برج، آب مستقیماً با هوا در تماس قرار می‌گیرد و تبخیر از سطح آب انجام می‌شود.
• برج خنک‌کننده مدار بسته: در این نوع برج، آب داخل یک مدار بسته به جریان می‌افتد و از طریق لوله‌ها با هوای بیرون در تماس قرار می‌گیرد، بدون اینکه آب وارد جریان هوا شود.
• برج خنک‌کننده هیبریدی: ترکیبی از سیستم مدار باز و بسته است که برای بهینه‌سازی مصرف آب و انرژی طراحی شده است.

انتخاب نوع برج خنک‌کننده بستگی به نیاز سیستم، میزان مصرف آب و شرایط محیطی دارد.

برج خنک کننده چگونه کار می کند؟

برج خنک‌کننده مدار باز: در این نوع برج، آب گرم به داخل برج می‌رود و روی سطح‌های خاصی پخش می‌شود. در همین حال، هوا از طریق فن‌ها وارد برج می‌شود و با تماس با آب، گرمای آن را می‌گیرد و به تبخیر کمک می‌کند. بخشی از آب تبخیر شده به هوا می‌رود و بقیه آب سرد شده به سیستم باز می‌گردد. این فرایند باعث کاهش دمای آب می‌شود.

برج خنک‌کننده مدار بسته: در این نوع برج، آب گرم داخل لوله‌هایی که درون یک کویل یا سطح بسته قرار دارند، به جریان درمی‌آید. هوا از بیرون وارد برج می‌شود و از کنار لوله‌ها عبور می‌کند. گرما از آب به هوا منتقل می‌شود بدون اینکه آب با هوا تماس مستقیم داشته باشد. این روش از تبخیر جلوگیری می‌کند و آب به صورت بسته و بدون تماس با هوا سرد می‌شود.

تفاوت چیلر و برج خنک‌کننده

چیلر برای تولید آب سرد استفاده می‌شود و گرما را از آب می‌گیرد، در حالی که برج خنک‌کننده برای کاهش دمای آب گرم برگشتی از چیلر یا سیستم‌های مشابه عمل می‌کند. چیلر مستقیماً به فرآیند سرمایش می‌پردازد، اما برج خنک‌کننده با تبخیر آب، گرما را از سیستم خارج می‌کند.

تفاوت چیلر و برج خنک‌کننده از نظر نحوه عملکرد

چیلر از یک سیکل تبرید برای تولید آب سرد استفاده می‌کند. در این فرآیند، گاز مبرد فشرده می‌شود، سپس گرما از آن گرفته شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع سرد وارد اواپراتور می‌شود تا گرما را از آب یا هوا جذب کرده و آن را سرد کند. در مقابل، برج خنک‌کننده از فرآیند تبخیر برای کاهش دمای آب گرم استفاده می‌کند. آب گرم به داخل برج وارد شده و در تماس با هوا تبخیر می‌شود، که باعث کاهش دمای آن و برگشت آن به سیستم می‌شود.

تفاوت چیلر و برج خنک‌کننده از نظر مصرف آب و انرژی

چیلرها به انرژی الکتریکی زیادی برای فشرده‌سازی گاز مبرد و ایجاد سرمایش نیاز دارند. علاوه بر این، بسته به نوع چیلر (آب‌خنک یا هواخنک)، ممکن است نیاز به مصرف آب برای خنک‌سازی کمپرسور داشته باشند. در مقابل، برج‌های خنک‌کننده برای کاهش دما به مصرف آب بیشتری نیاز دارند، زیرا بخش زیادی از آب در فرآیند تبخیر به هوا منتقل می‌شود. در عین حال، برج‌های خنک‌کننده معمولا مصرف انرژی کمتری نسبت به چیلرها دارند زیرا از فرآیند تبخیر طبیعی برای دفع گرما استفاده می‌کنند.

البته میزان مصرف آب در برج خنک کننده بسته به نوع آن (مدار باز و مدار بسته) متفاوت است.

تفاوت چیلر با برج خنک کننده از نظر کاربرد

چیلرها معمولاً در سیستم‌های تهویه مطبوع برای تولید آب سرد و خنک کردن فضاهای بزرگ مانند ساختمان‌ها، بیمارستان‌ها و کارخانه‌ها به کار می‌روند. این دستگاه‌ها در صنایع مختلف برای خنک‌سازی تجهیزات حساس نیز استفاده می‌شوند. از طرف دیگر، برج‌های خنک‌کننده عمدتاً برای کاهش دمای آب گرم برگشتی از چیلرها یا دیگر سیستم‌های صنعتی کاربرد دارند. این برج‌ها معمولاً در نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع بزرگ استفاده می‌شوند تا دمای آب را برای بازگشت به سیستم سرمایشی کاهش دهند.

تفاوت چیلر و برج خنک‌کننده از نظر هزینه

چیلرها معمولاً هزینه اولیه بالاتری دارند زیرا ساختار پیچیده‌تری دارند و نیاز به سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی پیشرفته‌تری دارند. علاوه بر این، هزینه نگهداری آن‌ها نیز نسبتاً بالاست. در مقابل، برج‌های خنک‌کننده هزینه اولیه کمتری دارند و نگهداری آن‌ها نیز ارزان‌تر است. با این حال، برج‌های خنک‌کننده به مصرف آب بیشتری نیاز دارند که ممکن است هزینه‌های بلندمدت بیشتری را ایجاد کند، به‌ویژه در مناطقی که منابع آبی محدود است.

مقایسه مزایا و معایب چیلر و برج خنک کننده

مزایا و معایب چیلر

مزایا:

1. کنترل دقیق دما: چیلرها می‌توانند دمای آب را به‌طور دقیق و قابل تنظیم کنترل کنند که برای سیستم‌های سرمایشی نیازمند دقت بالا مناسب است.
2. عملکرد مستقل: چیلرها به‌طور مستقل عمل کرده و می‌توانند به‌تنهایی آب سرد تولید کنند، بدون اینکه به دستگاه‌های دیگری مانند برج خنک‌کننده وابسته باشند.
3. کاربرد در شرایط مختلف: چیلرها در مکان‌های مختلف، از جمله ساختمان‌های بزرگ، صنایع و کارخانه‌ها، برای سرمایش هوا یا تجهیزات به‌کار می‌روند.

معایب:

1. مصرف انرژی بالا: چیلرها به انرژی الکتریکی زیادی برای عملکرد خود نیاز دارند که می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های انرژی شود.
2. هزینه اولیه بالا: نصب و راه‌اندازی چیلرها هزینه بالایی دارد، به‌ویژه برای مدل‌های بزرگ‌تر یا پیچیده‌تر.
3. نیاز به نگهداری زیاد: چیلرها نیاز به نگهداری منظم دارند تا کارایی بالای خود را حفظ کنند.

مزایا و معایب برج خنک‌کننده

مزایا:

1. صرفه‌جویی در مصرف انرژی: برج‌های خنک‌کننده معمولاً به انرژی کمتری نسبت به چیلرها نیاز دارند زیرا از فرآیند طبیعی تبخیر برای کاهش دما استفاده می‌کنند.
2. هزینه اولیه کمتر: نصب برج خنک‌کننده معمولاً هزینه کمتری نسبت به چیلرها دارد و می‌تواند گزینه‌ای مقرون به صرفه برای سیستم‌های بزرگ باشد.
3. کمک به کاهش دمای سیستم: برج‌های خنک‌کننده به‌ویژه در سیستم‌های بزرگ که نیاز به دفع گرما دارند، مؤثر هستند و می‌توانند به بهبود کارایی کل سیستم کمک کنند.

معایب:

1. مصرف آب زیاد: برج‌های خنک‌کننده برای کارکرد خود به مقدار زیادی آب نیاز دارند، که می‌تواند در مناطقی با منابع آب محدود یا در مناطق خشک مشکل‌ساز باشد.
2. خطرات محیطی: فرآیند تبخیر آب در برج‌های خنک‌کننده ممکن است باعث ایجاد رطوبت و مشکلات بهداشتی مانند رشد قارچ‌ها یا باکتری‌ها در سیستم شود.
3. نیاز به فضای زیاد: برج‌های خنک‌کننده به فضای زیادی برای نصب و عملکرد بهینه نیاز دارند، که ممکن است در محیط‌های محدود یا فضاهای شهری یک مشکل باشد.

سخن پایانی

کاربرد چیلر و برج خنک‌کننده تفاوت‌های زیادی دارند. چیلرها به‌طور مستقیم برای تولید آب سرد استفاده می‌شوند و به‌عنوان دستگاه اصلی در سیستم‌های تهویه مطبوع عمل می‌کنند.

این دستگاه‌ها با استفاده از سیکل تبرید، آب را سرد کرده و آن را برای خنک‌سازی محیط یا تجهیزات به کار می‌برند. در مقابل، برج خنک‌کننده به‌عنوان یک مکمل برای سیستم‌های سرمایشی مانند چیلرها عمل می‌کند.

این برج‌ها به کاهش دمای آب گرم برگشتی از چیلر کمک می‌کنند تا عملکرد سیستم سرمایشی بهینه شود. به عبارت دیگر، برج خنک‌کننده دمای آب را پایین می‌آورد تا آب سرد شده دوباره به سیستم بازگردد و فرآیند سرمایش به‌طور مداوم ادامه یابد. بنابراین، برج خنک‌کننده به تکمیل عملکرد چیلرها و دیگر سیستم‌های تهویه مطبوع کمک کرده و باعث افزایش کارایی و بهره‌وری این سیستم‌ها می‌شود.

در مقاله پیشین، به بررسی تفاوت‌های برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته پرداختیم؛ دو نوع رایج از برجهای خنک کننده که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. حالا در این مقاله قصد داریم به سراغ برج خنک‌کننده هیبریدی برویم و ببینیم برج خنک‌کننده هیبریدی چیست و نحوه عمالکرد آن چگونه است.

پیش از ورود به جزئیات، بهتر است بدانید که برج خنک‌کننده هیبریدی ترکیبی هوشمندانه از مدل‌های مدار باز و مدار بسته است. این نوع برج تلاش می‌کند تا با ادغام مزایای هر دو سیستم، هم راندمان بالا و هم مصرف بهینه آب و انرژی را به کاربران ارائه دهد. حالا بیایید با ساختار و عملکرد آن بیشتر آشنا شویم.

برج خنک‌کننده هیبریدی چیست؟

برج خنک‌کننده هیبریدی نوعی سیستم خنک‌کننده صنعتی است که ترکیبی از برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته محسوب می‌شود. این برج به‌گونه‌ای طراحی شده که از دو روش خنک‌سازی تبخیری (مرطوب) و خنک‌سازی خشک به‌صورت هم‌زمان یا مجزا استفاده کند.

این ویژگی باعث می‌شود که در مقایسه با برج مدار باز مصرف آب کمتری داشته باشد و نسبت به برج مدار بسته برق کمتری مصرف کند، در نتیجه از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی بهینه‌تر است.

در این سیستم، هنگام افزایش دمای محیط، خنک‌سازی تبخیری فعال می‌شود تا بازده برج بالا برود، اما در دماهای پایین‌تر، سیستم خشک به‌تنهایی یا به‌صورت ترکیبی عمل می‌کند تا مصرف آب کاهش یابد. به همین دلیل، برج‌های خنک‌کننده هیبریدی بیشتر در نیروگاه‌ها، صنایع پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و کارخانه‌های بزرگ صنعتی استفاده می‌شوند، جایی که کاهش هزینه‌های عملیاتی، صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش بهره‌وری انرژی اهمیت زیادی دارد.

چرا به آن “هیبریدی” می‌گویند ؟

واژه «هیبریدی» به معنی ترکیبی یا دوگانه‌سوز است و در مورد برج خنک‌کننده هیبریدی، به این دلیل استفاده می‌شود که این نوع برج‌ها به‌صورت هم‌زمان از دو روش خنک‌سازی خشک و مرطوب بهره می‌برند.

در واقع، برج هیبریدی طوری طراحی شده که در شرایطی از گردش هوا (خنک‌سازی خشک) استفاده کند و در مواقعی که دما بالا می‌رود، از پاشش آب (خنک‌سازی مرطوب) برای کاهش بیشتر دما کمک بگیرد.

مزایای برج خنک‌کننده هیبریدی

مزیت	توضیح
کاهش مصرف آب	در شرایط مساعد از خنک‌سازی خشک استفاده می‌شود که نیاز به تبخیر آب را کاهش می‌دهد.
کاهش مصرف برق	نسبت به برج‌های مدار بسته انرژی کمتری برای پمپاژ و خنک‌سازی نیاز دارد.
افزایش بهره‌وری انرژی	ترکیب دو روش خنک‌سازی باعث بهینه‌سازی مصرف انرژی و عملکرد پایدارتر می‌شود.
کاهش انتشار بخار	به دلیل عملکرد خشک در برخی شرایط، بخار آب کمتری در محیط منتشر می‌شود.
عملکرد پایدار در تمام فصول	قابلیت تنظیم بین دو حالت مرطوب و خشک باعث می‌شود برج در هر شرایط آب و هوایی کارآمد باشد.
کاهش رسوب‌گذاری و خوردگی	به دلیل کاهش تبخیر آب نسبت به برج‌های مدار باز، رسوب و خوردگی تجهیزات کمتر اتفاق می‌افتد.
سازگاری با محیط زیست	مصرف کمتر آب و انرژی به کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند.

معایب برج خنک کننده هیبریدی

معایب	توضیح
هزینه اولیه بالا	طراحی و ساخت برج‌های هیبریدی نسبت به برج‌های معمولی گران‌تر است.
پیچیدگی سیستم	وجود دو مکانیزم خنک‌سازی نیازمند کنترل دقیق‌تر و نگهداری تخصصی‌تری است.
نیاز به فضای بیشتر	به دلیل ترکیب دو سیستم، این برج‌ها نسبت به مدل‌های ساده‌تر ابعاد بزرگ‌تری دارند.
هزینه‌های نگهداری بالاتر	به دلیل وجود تجهیزات اضافی، هزینه‌های تعمیر و نگهداری بیشتر از برج‌های سنتی است.
مصرف انرژی متغیر	در روزهای گرم‌تر، سیستم مرطوب فعال شده و مصرف انرژی افزایش پیدا می‌کند.

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک‌کننده هیبریدی یک سیستم هوشمند و مدرن است که با ترکیب دو روش «خشک» و «مرطوب» عملیات خنک‌سازی را انجام می‌دهد. در روزهای عادی یا هوای خنک، این برج از روش خشک استفاده می‌کند، یعنی بدون مصرف زیاد آب، فقط با جریان هوا دمای سیالات را پایین می‌آورد. اما وقتی هوا گرم‌تر می‌شود و خنک‌سازی به قدرت بیشتری نیاز دارد، سیستم مرطوب وارد عمل می‌شود و با پاشش آب روی لوله‌ها، راندمان سرمایش را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

مزیت اصلی این برج‌ها در انعطاف‌پذیری و صرفه‌جویی فوق‌العاده در مصرف آب و انرژی است. یعنی وقتی نیاز باشد، از آب استفاده می‌کند و وقتی نیازی نیست، فقط با هوا کارش را انجام می‌دهد. این قابلیت باعث می‌شود برج خنک‌کننده هیبریدی هم در مناطق خشک عملکرد خوبی داشته باشد، هم در مناطق مرطوب، و در عین حال هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.

کاربرد برج خنک کننده هیبریدی

برج خنک‌کننده هیبریدی بیشتر در صنایع بزرگ، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی، بیمارستان‌ها و ساختمان‌های بزرگ تجاری یا اداری مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به‌ویژه در مکان‌هایی که هم محدودیت منابع آبی وجود دارد و هم راندمان بالا در خنک‌سازی مورد نیاز است.

این برج‌ها برای پروژه‌هایی مناسب‌اند که نیاز به عملکرد پایدار در تمام طول سال دارند، بدون اینکه وابستگی کامل به شرایط آب‌وهوایی یا منابع آبی داشته باشند.

استفاده از برج هیبریدی معمولاً زمانی به برج‌های مدار باز یا بسته ترجیح داده می‌شود که شرایط زیر برقرار باشد:

1. محدودیت مصرف آب: در مناطقی که منابع آبی محدود یا گران هستند (مثل مناطق خشک یا کویری)، برج‌های مرطوب به دلیل مصرف بالای آب مقرون‌به‌صرفه نیستند؛ اما برج هیبریدی با مصرف کنترل‌شده آب، گزینه بهتری‌ست.
2. نیاز به کاهش انتشار بخار و رسوب‌گذاری: در برخی فضاهای شهری یا صنعتی که انتشار بخار از برج‌ها می‌تواند مشکل‌ساز شود (مثلاً در اطراف ساختمان‌های حساس یا خطوط تولید دقیق)، بخش خشک برج هیبریدی به کمک می‌آید.
3. تغییرات فصلی شدید: در مکان‌هایی با نوسان زیاد دمایی بین تابستان و زمستان، برج هیبریدی می‌تواند در تابستان با سیستم مرطوب کار کند و در زمستان تنها با سیستم خشک، بدون نیاز به آب یا تخلیه.
4. نگرانی‌های زیست‌محیطی: در پروژه‌هایی که حفظ محیط‌زیست اولویت دارد، استفاده کمتر از آب و کاهش پخش آئروسل‌ها (ذرات آب در هوا) از برج‌های هیبریدی باعث می‌شود نسبت به مدار باز یا بسته ترجیح داده شوند.

به‌طور خلاصه، برج هیبریدی انتخابی هوشمند برای پروژه‌هایی است که بین مصرف بهینه آب، راندمان بالا، و شرایط محیطی متغیر، نیاز به تعادل دارند.

اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده هیبریدی

ر اینجا جدول اجزای اصلی تشکیل‌دهنده یک برج خنک‌کننده هیبریدی رو آماده کردم. این اجزا ترکیبی از بخش‌های مربوط به سیستم خشک و مرطوب هستند:

نام قطعه / بخش	شرح عملکرد
فن (فن‌های محوری یا سانتریفیوژ)	گردش هوا برای تبادل حرارت و خروج هوای گرم
پکینگ برج خنک کننده (پرکن‌ها)	افزایش سطح تماس بین آب و هوا جهت تبخیر مؤثر در بخش مرطوب
کویل حرارتی (لوله‌های انتقال حرارت)	برای خنک‌سازی خشک سیال، بدون تماس مستقیم با هوا
نازل‌های پاشش آب	پاشش آب روی کویل‌ها یا پکینگ‌ها برای خنک‌سازی در حالت مرطوب
تشتک جمع‌آوری آب (Basin)	جمع‌آوری آب پاشیده‌شده برای بازگرداندن به چرخه سیستم
پمپ گردش آب	انتقال مجدد آب از تشتک به نازل‌ها
دمپر یا دریچه تنظیم جریان هوا	کنترل حجم هوا در گردش برای بهینه‌سازی عملکرد خشک یا مرطوب
سیستم کنترل دما و رطوبت	تعیین حالت عملکرد (خشک، مرطوب یا ترکیبی) به صورت اتوماتیک
سیستم تخلیه و فیلتر آب	حذف ذرات معلق و املاح برای حفظ کیفیت آب و جلوگیری از رسوب‌گذاری
بدنه و سازه اصلی برج	ساختار مقاوم که اجزای مختلف را در خود جای می‌دهد و در برابر خوردگی مقاوم است

انواع برج های خنک کننده هیبریدی

برج‌های خنک‌کننده هیبریدی بسته به طراحی، نحوه ترکیب سیستم خشک و مرطوب و نوع کاربرد، در چند دسته‌بندی کلی قرار می‌گیرند. در ادامه، مهم‌ترین انواع برج خنک‌کننده هیبریدی را به زبان ساده توضیح می‌دهیم:

1. برج هیبریدی با مدار خشک-مرطوب سری (Sequential Mode)

در این نوع، سیال ابتدا از بخش خشک عبور می‌کند و اگر دمای آن به اندازه کافی کاهش نیابد، وارد بخش مرطوب می‌شود تا خنک‌سازی تکمیل شود.

• ویژگی: مصرف بهینه آب: فقط وقتی نیاز باشد از سیستم مرطوب استفاده می‌شود.
• کاربرد: مناسب برای مناطقی با دمای متغیر و محدودیت مصرف آب.

2. برج هیبریدی با مدار خشک-مرطوب موازی (Parallel Mode)

در این مدل، بخش‌های خشک و مرطوب به‌طور هم‌زمان فعال‌اند و سیال از هر دو بخش عبور می‌کند تا دما سریع‌تر کاهش یابد.

• ویژگی: خنک‌کاری قدرتمندتر اما با مصرف آب بیشتر نسبت به مدل سری.
• کاربرد: مناسب برای کاربردهای صنعتی سنگین یا شرایط دمایی شدید.

3. برج هیبریدی با کندانسور تبخیری یکپارچه

این نوع برج‌ها یک کندانسور تبخیری دارند که هم نقش بخش خشک را ایفا می‌کند و هم در صورت نیاز، قابلیت مرطوب شدن و افزایش راندمان را دارد.

• ویژگی: طراحی فشرده، مناسب برای فضاهای محدود.
• کاربرد: سردخانه‌ها، چیلرهای صنعتی، بیمارستان‌ها و مجتمع‌های اداری بزرگ.

بیشتر بخوانید: تفاوت چیلر و برج خنک کننده

4. برج هیبریدی با کنترل هوشمند (Smart Hybrid)

این برج‌ها به سیستم‌های کنترل اتوماتیک مجهز هستند که با توجه به دما، رطوبت محیط، و میزان مصرف آب و انرژی، بهینه‌ترین حالت عملکردی را انتخاب می‌کنند.

• ویژگی: هوشمند، اقتصادی و سازگار با شرایط محیطی مختلف.
• کاربرد: ساختمان‌های سبز، پروژه‌های با اهداف صرفه‌جویی در انرژی و آب.

مقایسه برج هیبریدی با دیگر انواع

ویژگی‌ها	برج مدار باز	برج مدار بسته	برج هیبریدی
مصرف آب برج خنک کننده	زیاد	کم	متعادل و هوشمند
راندمان خنک‌سازی	بالا	متوسط	بالا در حالت ترکیبی
رسوب‌گذاری	زیاد	کم	کنترل‌شده
نیاز به تعمیرات	متوسط تا زیاد	کم	متوسط
مناسب برای مناطق خشک	نه چندان مناسب	مناسب	بسیار مناسب
هزینه اولیه	پایین	بالا	نسبتاً بالا ولی به‌صرفه

نتیجه: برج هیبریدی مزایای برج مدار بسته را با قدرت خنک‌کنندگی برج مدار باز ترکیب می‌کند و گزینه‌ای عالی برای پروژه‌هایی است که به تعادل بین عملکرد، مصرف آب، و هزینه‌های نگهداری نیاز دارند.

برج هیبریدی برای مناطق خشک بهتر است یا مرطوب؟

برج خنک‌کننده هیبریدی مخصوصاً برای مناطق خشک و نیمه‌خشک طراحی شده است؛ جایی که آب کمیاب یا گران است و مصرف آن باید مدیریت شود. در چنین مناطقی، بخش خشک برج در بیشتر روزهای سال وظیفه خنک‌سازی را بدون مصرف آب انجام می‌دهد و تنها در روزهای بسیار گرم، سیستم مرطوب وارد عمل می‌شود.

اما در مناطق مرطوب هم عملکرد این برج مناسب است، چون امکان کنترل دقیق میزان تبخیر وجود دارد و از تشکیل رسوب و افت راندمان جلوگیری می‌شود. در کل، انعطاف‌پذیری بالا و سازگاری با شرایط متغیر آب‌وهوایی، برج هیبریدی را به گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و همه‌فن‌حریف تبدیل کرده است.

سخن پایانی

برج خنک‌کننده هیبریدی، نسل جدیدی از سیستم‌های سرمایشی است که با ترکیب هوشمندانه‌ی ویژگی‌های برج‌های مدار باز و بسته، راه‌حلی بهینه برای چالش‌های مصرف آب، انرژی و کارایی در شرایط اقلیمی مختلف ارائه می‌دهد. این برج‌ها با توانایی عملکرد در دو حالت خشک و مرطوب، گزینه‌ای مطمئن برای صنایع، نیروگاه‌ها و ساختمان‌های بزرگ هستند؛ به‌ویژه زمانی که پایداری، راندمان بالا و صرفه‌جویی اهمیت دارد.

اگر در حال انتخاب یک سیستم خنک‌کننده برای پروژه‌تان هستید، برج هیبریدی می‌تواند آینده‌نگرترین انتخاب شما باشد؛ فقط کافی‌ست نیازها و شرایط محیطی‌تان را به‌درستی بشناسید.

سوالات متداول

تولید کنندگان برج های خنک کننده در ایران با هدف کاهش قیمت‌ها و متناسب سازی برج های خنک کننده با شرایط اقلیمی و استانداردهای حاکم بر صنایع ایرانی، اقدام به تولید انواع برج خنک کننده نموده اند. در این مقاله چند سازنده برج خنک کننده صنعتی در ایران را به شما معرفی می کنیم. همچنین شرکت های تولید کننده برج خنک کننده که در عرصه بین المللی فعالیت دارند نیز معرفی شده اند.

لیست تولید کنندگان برج خنک کننده در ایران

شرکت ساراول

یکی از شرکت های سازنده برج خنک کننده شرکت ساراول است. برج خنک کننده، پکیج، چیلر، فن کویل، هواساز صنعتی، یونیت هیتر و غیره برخی از محصولاتی هستند که توسط شرکت ساراوا تولید می شوند.

شرکت مهندسی ساراول در سال 1338 توسط مهندس هدایت‌الله دهش تأسیس شد و در ابتدا خدمات مهندسی و نصب سیستم‌های تهویه مطبوع را ارائه می‌داد. در سال 1340، کارخانه ساراول در سعادت‌آباد آغاز به کار کرد و ابتدا مخازن آب و گازوئیل تولید می‌کرد. با گذشت زمان، تولید دیگ‌های آب گرم فولادی، فن کویل، چیلر، پکیج و برج‌های خنک‌کننده به محصولات این شرکت افزوده شد. این شرکت به عنوان نخستین تولیدکننده تجهیزات تهویه مطبوع در ایران و خاورمیانه شناخته می‌شود.

شرکت کارا فناور اطلس پارسی

شرکت کارا فناور اطلس پارسی یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برج‌های خنک‌کننده در ایران است که انواع برج‌های خنک‌کننده مدار بسته، مدار باز، فایبرگلاس، برج خنک کننده هیبریدی و ابارا را تولید می‌کند. این شرکت همچنین در زمینه طراحی، مشاوره، ساخت، مونتاژ و نصب برج‌های خنک‌کننده فعالیت دارد. خدمات این شرکت شامل طراحی و مهندسی ساخت، فروش قطعات و تجهیزات برج‌های خنک‌کننده، و ارائه مشاوره برای محاسبات طراحی و ساخت انواع برج‌ها می‌باشد.

شرکت مهتاب گستر

این شرکت نیز یکی دیگر از ارائه دهندگان برج های خنک کننده در کشور است. محصولات اصلی این شرکت در 4 دسته اصلی شامل برج خنک کننده و تجهیزات آن از جمله پکینگ برج خنک کننده، تجهیزات گرمایشی (هواساز، یونیت هیتر، جت هیتر و غیره)، تجهیزات سرمایشی (انواع یخساز صنعتی، چیلر) دسته بندی شده اند.

شرکت هلدینگ صنایع برتر

هلدینگ برتر در سال 1367 با هدف بهینه‌سازی مصرف منابع آب تأسیس شد. این هلدینگ در زمینه مشاوره، طراحی، نظارت و اجرای سیستم‌های تبرید، تصفیه آب و فاضلاب فعالیت می‌کند. استفاده از دانش فنی متخصصان و اساتید این حوزه، سبب دستیابی به اهداف مختلفی از جمله طراحی و ساخت سیستم‌های تصفیه آب، برج‌های خنک‌کننده فایبرگلاس و بتنی، سپتیک تانک پلی‌اتیلن و سیستم‌های تصفیه فاضلاب در بخش‌های بهداشتی و صنعتی شده است.

شرکت پرتو آبگردان

شرکت پرتو آبگردان یک شرکت سازنده برج خنک کننده صنعتی در ایران است.

شرکت پرتوآبگردان، با 37 سال تجربه در طراحی و تولید برج‌های خنک‌کننده فایبرگلاس در آمریکا و خاورمیانه تحت برند Aqua-Loop، از سال 1372 فعالیت خود را در ایران آغاز کرد. محصولات اصلی این شرکت شامل برج‌های خنک‌کننده، چیلرهای تراکمی، سیستم‌های تصفیه آب، مخازن و لوله‌های فایبرگلاس، و قطعات خاص فایبرگلاس است.

شرکت ناب زیست و سازآب

شرکت ناب زیست یکی دیگر از تولید کنندگان برج های خنک کننده در ایران است و در زمینه تولید محصولات و تجهیزات تهویه مطبوع از جمله برج خنک کننده فعالیت دارد. از دیگر محصولات این شرکت می توان تجهیزات تصفیه فاضلاب، تجهیزات تهویه مطبوع، تجهیزات تصفیه آب، تجهیزات آشپزخانه صنعتی، مخازن نگهداری و حمل سیالات، خرید مواد شیمیایی و تجهیزات گرمایشی صنعتی را ا

شرکت آریا بنیز

گروه آریا بنیز به‌عنوان نخستین تولیدکننده ایرانی، برج‌های خنک‌کننده هیبرید را با بومی‌سازی و بهره‌گیری از تکنولوژی داخلی تولید کرده است. این برج‌ها در دو نوع برج خنک کننده مدار باز و بسته طراحی شده و با بهره‌وری بالا، مصرف آب کم و کاهش هزینه‌های عملیاتی، راه‌حل‌هایی پایدار برای صنایع مختلف ارائه می‌دهند. همچنین، آریا بنیز انواع دیگر برج‌های خنک‌کننده شامل مدار باز، مدار بسته و پکیج را نیز با کارایی بالا تولید می‌کند که برای شرایط محیطی مختلف مناسب هستند.

معتبرترین شرکت های تولید کننده برج خنک کننده در دنیا

SPX Cooling Technologies (آمریکا)

SPX Cooling Technologies یکی از بزرگ‌ترین و شناخته‌شده‌ترین شرکت های تولید کننده برج خنک کننده است. این شرکت با برندهایی مانند Marley به تولید برج‌های خنک‌کننده صنعتی و تجاری پرداخته و به عنوان یکی از پیشگامان در این صنعت در سطح جهانی شناخته می‌شود.

SPX به دلیل نوآوری در طراحی برج‌های خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته، و همچنین توجه ویژه به کارایی انرژی و کاهش مصرف آب، محبوبیت زیادی در صنایع مختلف دارد.

Baltimore Aircoil Company (آمریکا)

Baltimore Aircoil یکی دیگر از برندهای برجسته در صنعت برج‌های خنک‌کننده است که به طراحی و ساخت سیستم‌های خنک‌کننده به ویژه برج‌های خنک‌کننده صنعتی و تجاری می‌پردازد.

این شرکت یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برج‌های خنک‌کننده و سیستم‌های تهویه مطبوع در آمریکاست و محصولات آن در صنایع مختلف از جمله انرژی، تولید، و فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌شود.

Evapco (آمریکا)

Evapco یکی از پیشگامان صنعت برج‌های خنک‌کننده و تجهیزات سرمایشی صنعتی است. این شرکت در زمینه تولید برج‌های خنک‌کننده با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته و انرژی کارآمد شناخته شده است. Evapco همچنین به طراحی و تولید کندانسورهای بخار و سیستم‌های سرمایشی برای صنایع مختلف از جمله نیروگاه‌ها، صنایع پتروشیمی و کارخانه‌های صنعتی می‌پردازد.

Hamon Cooling (بلژیک)

Hamon Cooling یک شرکت بلژیکی است که در زمینه طراحی و تولید برج‌های خنک‌کننده پیشرفته برای صنایع مختلف فعالیت دارد. این شرکت به ویژه در تولید برج‌های خنک‌کننده نیروگاهی و صنعتی شناخته شده است و از فناوری‌های نوآورانه برای بهبود عملکرد برج‌ها و کاهش مصرف انرژی استفاده می‌کند. Hamon Cooling در سطح بین‌المللی پروژه‌های برجسته‌ای در زمینه خنک‌سازی و مدیریت حرارت انجام داده است.

Koch-Glitsch (آلمان)

Koch-Glitsch یکی از شرکت‌های معتبر جهانی است که در زمینه طراحی و تولید برج‌های خنک‌کننده و تجهیزات مربوط به فرآیندهای حرارتی فعالیت می‌کند. این شرکت با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، برج‌های خنک‌کننده‌ای با عملکرد بالا و هزینه‌های عملیاتی پایین تولید می‌کند. Koch-Glitsch به صنایع مختلف از جمله نفت، گاز، پتروشیمی و صنایع شیمیایی خدمات می‌دهد.

Mitsubishi Heavy Industries (ژاپن)

شرکت Mitsubishi Heavy Industries در زمینه تولید برج‌های خنک‌کننده صنعتی برای نیروگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و سایر صنایع بزرگ بسیار شناخته شده است. این شرکت با استفاده از فناوری‌های روز دنیا و طراحی‌های کارآمد، برج‌های خنک‌کننده‌ای تولید می‌کند که به حفظ محیط زیست و کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند. محصولات این شرکت به‌ویژه در صنایع انرژی و نیروگاه‌ها کاربرد زیادی دارند.

Turbotec Products, Inc. (آمریکا)

Turbotec Products یکی از شرکت‌های معروف آمریکایی است که به تولید برج‌های خنک‌کننده صنعتی و سیستم‌های سرمایشی می‌پردازد. این شرکت به‌طور ویژه در طراحی و تولید برج‌های خنک‌کننده برای کاربردهای خاص صنعتی شناخته شده است و محصولات آن به‌ویژه در صنایع با نیازهای فنی خاص مانند نفت و گاز استفاده می‌شود.

EBARA (ژاپن)

شرکت EBARA از دیگر تولیدکنندگان برج‌های خنک‌کننده در ژاپن است که محصولات خود را به صنایع مختلف از جمله نیروگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و صنایع تولیدی عرضه می‌کند. EBARA با طراحی برج‌های خنک‌کننده با ظرفیت بالا (ظرفیت برج خنک کننده چیست) و کارایی انرژی بالا، در حال تبدیل شدن به یک نام معتبر در صنعت جهانی برج‌های خنک‌کننده است.

Marely (آمریکا)

Marely که زیرمجموعه‌ای از SPX Cooling Technologies است، یکی از برندهای معتبر و قدیمی در زمینه تولید برج‌های خنک‌کننده است. این شرکت برج‌های خنک‌کننده‌ای با سیستم‌های پیشرفته برای صنایع مختلف از جمله نیروگاه‌ها، صنایع نفت و گاز و سیستم‌های تهویه مطبوع طراحی می‌کند.

CTI (Cooling Technology Institute)

CTI یک موسسه معتبر بین‌المللی است که به تحقیق و توسعه در زمینه فناوری برج‌های خنک‌کننده پرداخته و استانداردهایی را برای طراحی و عملکرد برج‌های خنک‌کننده ارائه می‌دهد. این موسسه همچنین به آموزش و ارائه راهکارهای بهینه‌سازی برای صنایع مختلف کمک می‌کند.

LENGTH

شرکت LENGTH یکی از تولیدکنندگان برج‌های خنک‌کننده با سیستم‌های پیشرفته و طراحی‌های نوآورانه است که محصولات آن به ویژه در صنایع بزرگ و پروژه‌های نیروگاهی کاربرد دارند. این شرکت برج‌های خنک‌کننده با ویژگی‌هایی مانند افزایش کارایی انرژی و کاهش مصرف آب تولید می‌کند.

CTS (Cooling Tower Solutions)

CTS یکی از شرکت‌های معتبر جهانی است که در زمینه طراحی و ساخت برج‌های خنک‌کننده صنعتی و تجاری فعالیت می‌کند. این شرکت در تولید سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و سفارشی برای صنایع مختلف، به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ و پیچیده شناخته شده است.

DELTA COOLING

DELTA COOLING یکی از برندهای شناخته‌شده در صنعت برج‌های خنک‌کننده است که با ارائه محصولات با کیفیت و کارایی بالا در زمینه‌های مختلف صنعتی از جمله نیروگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و کارخانه‌های تولیدی فعالیت می‌کند. این شرکت تمرکز ویژه‌ای بر بهبود عملکرد برج‌های خنک‌کننده و کاهش مصرف انرژی دارد.

برج خنک کننده را می‌توان به 3 دسته بندی کلی مدار باز، مدار بسته و هیبریدی (ترکیبی) تقسیم بندی نمود. اما برج خنک کننده مدار باز (Open Circuit Cooling Tower) چه تفاوتی با برج خنک کننده مدار بسته (Closed Circuit Cooling Tower) دارد؟ بررسی تفاوت های برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته از جنبه های مختلف شامل قیمت، راندمان، میزان مصرف آب و برق و دیگر موارد را در ادامه بخوانید.

برج خنک کننده مدار باز چیست ؟

برج خنک‌کننده مدار باز (به انگلیسی: Open Circuit Cooling Tower) سیستمی است که برای کاهش دمای آب یا سیالات صنعتی استفاده می‌شود. در این سیستم، آب گرم از دستگاه‌های صنعتی به برج منتقل شده و پس از تماس با هوا، تبخیر شده و حرارت آن کاهش می‌یابد. این برج‌ها در صنایع مختلفی مانند نیروگاه‌ها و صنایع پتروشیمی برای حفظ دمای مناسب تجهیزات استفاده می‌شوند.

دیگر نام ها:

• برج خنک کننده تر
• برج خنک کننده مرطوب
• برج خنک کننده تبخیری

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار باز

تصور کنید یک لیوان چای داغ دارید و می‌خواهید آن را خنک کنید. اگر آن را در هوای آزاد بگذارید، کم‌کم بخار می‌شود و حرارتش کاهش می‌یابد. برج خنک‌کننده مدار باز هم دقیقا همین کار را انجام می‌دهد، اما برای آب سیستم‌های صنعتی!

در این سیستم، آب گرم از دستگاه‌های صنعتی یا تهویه هوا جمع‌آوری شده و به بالای برج پمپ می‌شود. سپس از طریق نازل‌ها، آب روی یک سری صفحات (پکینگ‌ برج خنک کننده) پاشیده می‌شود تا سطح تماس آن با هوا بیشتر شود.

یک فن قوی، هوا را از پایین برج به بالا می‌کشد و این جریان هوا باعث می‌شود که بخشی از آب تبخیر شده و گرما را با خود ببرد. در نتیجه، آب خنک شده به پایین برج می‌ریزد و دوباره به سیستم برمی‌گردد تا فرآیند خنک‌سازی را ادامه دهد.

برج خنک کننده مدار بسته چیست ؟

برج خنک‌کننده مدار بسته سیستمی است که در آن آب یا سیال فرآیندی بدون تماس مستقیم با هوا خنک می‌شود. این نوع برج از یک مبدل حرارتی برای انتقال گرما به هوای محیط استفاده می‌کند. هدف اصلی آن حفظ کیفیت سیال و کاهش هدررفت آب است. به همین دلیل، در صنایعی که نیاز به سیال تمیز دارند، کاربرد گسترده‌ای دارد.

دیگر نام ها:

• برج خنک کننده خشک

نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار بسته

برج خنک‌کننده مدار بسته یا برج خشک، برای کاهش دمای آب بدون مصرف آب اضافی طراحی شده است. در این سیستم، آب گرم از طریق پمپ وارد کویل‌های مسی شده و در مسیر رفت و برگشتی جریان می‌یابد. برای بهبود انتقال حرارت، این کویل‌ها با ورقه‌های آلومینیومی نازک (فین‌ها) پوشانده شده‌اند.

در این مرحله فن‌های قوی هوا را از بیرون مکش کرده و روی سطح کویل‌ها می‌دمند. برخورد هوا با کویل‌ها باعث جذب گرمای آب و کاهش دمای آن در خروجی سیستم می‌شود. چون آب و هوا در این سیستم تماس مستقیمی ندارند، تبخیری رخ نمی‌دهد و مصرف آب آن صفر است. این ویژگی، برج خشک را به گزینه‌ای ایده‌آل برای مناطق کم‌آب و سیستم‌های صنعتی حساس به رسوب و آلودگی تبدیل می‌کند.

مهمترین تفاوت های برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر قیمت

برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به دلیل نیاز به تجهیزاتی مانند کویل‌های تبادل حرارت، پمپ آب اضافی و سیستم‌های پیچیده‌تر معمولاً هزینه اولیه بالاتری دارند. این سیستم‌ها به دلیل استفاده از کویل‌های بسته و فن‌های بیشتر برای خنک‌سازی، نیاز به اجزای بیشتری دارند که باعث افزایش هزینه نصب و نگهداری می‌شود.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار باز به دلیل طراحی ساده‌تر و نیاز کمتر به تجهیزات اضافی مانند پمپ‌های بیشتر یا کویل‌های پیچیده، هزینه کمتری دارند. این سیستم‌ها معمولاً به آب و هوا برای تبادل حرارت وابسته هستند و نیازی به تجهیزات اضافی با پیچیدگی‌های برج مدار بسته ندارند.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر راندمان حرارتی

برج‌های خنک‌کننده مدار باز معمولاً دارای راندمان حرارتی بالاتری هستند، زیرا در این سیستم‌ها آب مستقیماً با هوا در تماس است و فرآیند تبخیر به عنوان روش اصلی دفع حرارت عمل می‌کند. این تبخیر به سرعت دمای آب را کاهش می‌دهد، به‌ویژه در شرایطی که رطوبت محیط کم باشد و امکان تبخیر بیشتری وجود داشته باشد.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار بسته راندمان حرارتی کمتری دارند زیرا در این برج‌ها آب با هوا تماس مستقیم ندارد و گرما از طریق لوله‌های بسته به هوای بیرونی منتقل می‌شود. این نوع برج‌ها برای سیستم‌هایی که نیاز به کنترل دقیق دما و مصرف کم آب دارند، مناسب‌ترند، اما در مقایسه با برج‌های مدار باز، راندمان حرارتی کمتری دارند.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر مصرف آب

یکی از مشخصات مهم برج های خنک کننده میزان مصرف آب در برج خنک کننده است. قطعا برج‌های خنک‌کننده مدار باز مصرف آب بیشتری دارند، زیرا در این سیستم‌ها، آب به طور مستقیم با هوا در تماس است و بخشی از آن تبخیر می‌شود. این فرآیند تبخیر باعث می‌شود که برای جبران آب تبخیر شده، نیاز به تأمین مجدد آب باشد.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به دلیل اینکه آب در لوله‌های بسته جریان دارد و هیچ تبخیری صورت نمی‌گیرد، مصرف آب کمتر و یا در حد صفر دارند. این برج‌ها به‌طور معمول فقط برای جبران تبخیرهای جزئی در سیستم نیاز به مقدار کمی آب دارند و در نتیجه، هدررفت آب در این سیستم‌ها کمتر است.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر مصرف برق

برج‌های خنک‌کننده مدار باز معمولاً مصرف برق کمتری دارند، زیرا این سیستم‌ها از آب و هوا برای تبادل حرارت استفاده می‌کنند و نیاز به تجهیزات پیچیده‌تری مانند کویل‌های تبادل حرارت یا پمپ‌های اضافی ندارند. فقط فن‌های ساده برای گردش هوا و تبادل حرارت به کار گرفته می‌شوند که مصرف برق آن‌ها نسبت به برج‌های مدار بسته کمتر است.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به دلیل نیاز به پمپ‌های اضافی برای گردش سیال و فن‌های بزرگتر برای به جریان انداختن هوا و تبادل حرارت از طریق لوله‌های بسته، مصرف برق بیشتری دارند. این سیستم‌ها معمولاً برای انتقال گرما به تجهیزات اضافی و سیستم‌های پیچیده‌تر نیاز دارند که این امر به مصرف انرژی افزوده می‌کند.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر هزینه‌های نگهداری

برج‌های خنک‌کننده مدار باز معمولاً به دلیل رسوب‌گذاری بیشتر و نیاز به گندزدایی مرتب، هزینه‌های نگهداری بالاتری دارند. در این سیستم‌ها، آب مستقیماً با هوا در تماس است و به دلیل تبخیر، مواد معدنی و رسوبات می‌توانند در داخل سیستم تجمع کنند. این تجمع رسوب نیاز به پاک‌سازی و تعمیرات بیشتر دارد و معمولا به افزودن مواد شیمیایی برای جلوگیری از خوردگی و رسوب‌گذاری نیاز است.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به دلیل اینکه آب و هوا هیچ‌گونه تماس مستقیمی ندارند و سیستم در داخل لوله‌های بسته جریان دارد، رسوب‌گذاری و نیاز به گندزدایی کمتری دارند. این ویژگی باعث می‌شود که هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در برج‌های مدار بسته به طور قابل توجهی کمتر باشد، زیرا نیاز به تمیزکاری و افزودن مواد شیمیایی کاهش می‌یابد.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر گستردگی کاربرد

برج‌های خنک‌کننده مدار باز معمولا برای مناطق با رطوبت کم مناسب هستند. در این مناطق، تبخیر آب به راحتی انجام می‌شود و برج‌های مدار باز می‌توانند با راندمان بالا به خنک‌سازی بپردازند، زیرا تبادل مستقیم آب با هوا به کاهش دما کمک می‌کند.

از طرف دیگر، برج‌های خنک‌کننده مدار بسته در مناطق با رطوبت بالا یا محیط‌های خاص که نیاز به سیالات خاص دارند، کاربرد بیشتری دارند. این سیستم‌ها به دلیل عدم تماس مستقیم آب با هوا، از تبخیر جلوگیری می‌کنند و برای استفاده در صنایع خاص، مناطق با محدودیت منابع آبی یا سیستم‌های حساس مناسب‌تر هستند.

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر میزان آلودگی

برج خنک‌کننده مدار بسته (خشک) در مقایسه با برج مدار باز (تبخیری)، آلودگی، رسوب‌گذاری و خوردگی کمتری دارد. این به دلیل آن است که در برج‌های مدار باز، آب گرم مستقیماً با هوا در تماس است و این تماس باعث ایجاد یک محیط مرطوب و گرم می‌شود که شرایط مناسبی برای رشد باکتری‌ها و آلودگی‌های میکروبی فراهم می‌آورد.

علاوه بر این، در برج‌های مدار باز، آب در گردش باید به‌طور دوره‌ای تعویض و گندزدایی شود و برای جلوگیری از رسوب و آلودگی، باید مواد شیمیایی به آن افزوده گردد. در حالی که در برج خنک‌کننده مدار بسته، این مشکلات به میزان قابل توجهی کاهش یافته و نیاز به گندزدایی و افزودن مواد شیمیایی کمتر است. این ویژگی، برج مدار بسته را به انتخاب بهتری برای محیط‌هایی با نیاز به کاهش آلودگی و نگهداری ساده‌تر تبدیل می‌کند.

تفاوت از نظر ابعاد

برج‌های خنک‌کننده مدار بسته به دلیل نیاز به سیال در لوله‌های بسته و فرآیند خنک‌سازی با هوای بیرونی معمولاً ابعاد بزرگ‌تری دارند و فضای بیشتری برای انتقال حرارت و گردش هوا نیاز دارند. این برج‌ها برای فضاهای محدود و سیالات خاص مناسب هستند.

در مقابل، برج‌های مدار باز به دلیل راندمان بالاتر و تبادل مستقیم آب با هوا معمولاً ابعاد کوچکتری دارند و به عنوان مثال یک برج خنک کننده مدارباز نسبت به یک برج خنک کننده مدار بسته با ظرفیت مشابه به فضای کمتری نیاز دارد. این برج‌ها بیشتر در ظرفیت‌های ۱۰ تا ۱۰۰۰ تن استفاده می‌شوند و فضای کمتری اشغال می‌کنند.

در نهایت، برج‌های مدار بسته برای فضاهای محدود و کاربردهای خاص مناسب‌ترند، در حالی که برج‌های مدار باز برای ظرفیت‌های بزرگتر و فضای کمتر عملکرد بهتری دارند.

بیشتر بخوانید: ظرفیت برج خنک کننده چیست

تفاوت برج خنک‌کننده مدار باز و مدار بسته از نظر نوع سیال خنک‌شونده

برج خنک‌کننده مدار بسته این امکان را فراهم می‌کند که علاوه بر آب گرم، انواع سیالات دیگر مانند مبردها (گاز فریون) یا سایر مایعات صنعتی که نیاز به خنک‌سازی دارند، درون لوله‌های بسته (کویل‌ها) جریان یابند و توسط هوای دمیده شده از فن‌ها خنک شوند. این انعطاف‌پذیری یکی از مزایای مهم برج‌های مدار بسته است.

در مقابل، برج‌های خنک‌کننده مدار باز فقط قادر به خنک کردن آب گرم هستند، زیرا در این سیستم، آب به‌طور مستقیم با هوا در تماس است و فرآیند تبخیر نقش کلیدی در دفع حرارت دارد. به همین دلیل، برج‌های مدار بسته برای کاربردهایی که نیاز به خنک‌سازی سیالات خاص دارند، گزینه‌ای بهتر محسوب می‌شوند.

مزایای برج خنک کننده مدار باز نسبت به برج خنک کننده مدار بسته

مزایا
هزینه اولیه کمتر
راندمان حرارتی بالاتر
نیاز به فضای کمتر
مصرف انرژی کمتر
هزینه‌های نگهداری پایین‌تر
نصب و راه‌اندازی سریع‌تر
عملکرد مناسب در مناطق مرطوب
مناسب برای صنایع مختلف

مزایای برج خنک کننده مدار بسته نسبت به برج خنک کننده مدار باز

مزایای برج خنک‌کننده مدار بسته
مصرف آب کمتر (در برخی مدل‌ها نزدیک به صفر)
کاهش رسوب‌گذاری و جلوگیری از خوردگی
عدم تماس مستقیم آب با هوا، کاهش آلودگی و رشد باکتری
کاهش نیاز به مواد شیمیایی برای تصفیه آب
مناسب برای مناطق با محدودیت منابع آبی
افزایش طول عمر تجهیزات به دلیل کاهش رسوب و زنگ‌زدگی
کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات

کدام نوع برج خنک کننده برای کاربردهای مختلف مناسب‌تر است؟

انتخاب بین برج خنک‌کننده مدار باز (تبخیری) و برج خنک‌کننده مدار بسته (خشک) به نوع کاربرد، شرایط محیطی، هزینه‌های عملیاتی و نیازهای سیستم خنک‌سازی بستگی دارد. در ادامه، بررسی می‌کنیم که کدام نوع برج برای چه کاربردهایی مناسب‌تر است:

نوع برج خنک‌کننده	مناسب برای کاربردهای	ویژگی‌های کلیدی
مدار باز (تبخیری)	نیروگاه‌ها، صنایع پتروشیمی، کارخانجات فولاد، تأسیسات تهویه مطبوع بزرگ	راندمان بالا در خنک‌کنندگی، هزینه اولیه پایین، اما مصرف آب و نگهداری بالا
مدار بسته (خشک)	مناطق کم‌آب، صنایع دارویی و غذایی، مراکز داده، چیلرهای صنعتی	عدم تماس آب با هوا، کاهش رسوب و آلودگی، مصرف آب تقریباً صفر، هزینه اولیه بالاتر
هیبریدی (ترکیبی از مدار باز و بسته)	صنایعی که به راندمان بالا نیاز دارند اما مصرف آب باید کنترل شود	تلفیق مزایای هر دو نوع، کاهش مصرف آب و افزایش کارایی

کدام برج برای شما بهتر است؟

✅ اگر مصرف آب و هزینه نگهداری پایین برایتان مهم است → برج مدار بسته (خشک) گزینه بهتری است.
✅ اگر اولویت شما راندمان بالای خنک‌کنندگی است و مصرف آب محدودیتی ندارد → برج مدار باز (تبخیری) مناسب‌تر است.
✅ اگر به دنبال تعادلی بین مصرف آب و راندمان هستید → برج خنک کننده هیبریدی انتخاب ایده‌آلی خواهد بود.

برج‌های خنک‌کننده به عنوان یکی از ارکان کلیدی در مدیریت حرارت تأسیسات صنعتی با استفاده از آب، گرمای تولیدشده را دفع می‌کند تا این تاسیسات بتوانند عملکرد پایداری داشته باشند.

در این سیستم‌ها، آب گرمای اضافی را جذب کرده و سپس از طریق فرآیند تبخیر یا تبادل حرارت به محیط منتقل می‌شود.

با توجه به اینکه برج‌های خنک‌کننده عمدتا بر پایه تبخیر آب کار می‌کنند، میزان مصرف آب در این سیستم‌ها قابل توجه است. بسته به نوع برج، شرایط عملیاتی، ظرفیت برج خنک‌کننده و عوامل محیطی، میزان آب مصرفی برج خنک‌کننده می‌تواند از چند هزار تا چند میلیون لیتر در روز متغیر باشد

در این مقاله، به بررسی میزان مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده پرداخته و عوامل مؤثر بر آن را تحلیل خواهیم کرد.

میزان مصرف آب برج خنک کننده چقدر است؟

پیش از آنکه به نحوه محاسبه میزان مصرف آب در برج خنک‌کننده بپردازیم، ابتدا بررسی کنیم که آب در این سیستم چگونه از دست می‌رود.

در یک برج خنک‌کننده، آب از طریق روش‌های مختلفی کاهش می‌یابد. تبخیر، پرتاب قطرات به بیرون و بلودان (تخلیه آب) سه عامل اصلی در کاهش حجم آب برج خنک‌کننده محسوب می‌شوند.

میزان مصرف آب برج خنک کننده به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله ظرفیت برج، شرایط محیطی (مانند دما و رطوبت)، نوع برج (مرطوب، خشک یا هیبریدی) و نوع فرآیند خنک‌سازی.

میزان مصرف آب برج خنک کننده:

مقدار مصرف آب در برج خنک کننده با ظرفیت کم (مثلاً ۱۰۰ تن):

• مصرف آب می‌تواند حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ گالن در دقیقه (تقریباً ۷۵۰ تا ۱۱۳۵ لیتر در دقیقه) باشد.
• در این حالت، میزان مصرف آب در طول روز ممکن است حدود ۱۰۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰۰ گالن (حدود ۳۷۵۰۰۰ تا ۵۶۵۰۰۰ لیتر) باشد.

میزان آب مصرفی برج خنک کننده با ظرفیت متوسط (مثلاً ۱۰۰۰ تن):

• مصرف آب به طور معمول بین ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ گالن در دقیقه (حدود ۷۵۰۰ تا ۱۱۳۰۰ لیتر در دقیقه) خواهد بود.
• مصرف روزانه آب در این برج‌ها می‌تواند بین ۱۰۰۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰۰۰ گالن (۳۷۵۰۰۰۰ تا ۵۶۵۰۰۰۰ لیتر) باشد.

مصرف آب در برج های خنک کننده بزرگ (مثلاً ۵۰۰۰ تن یا بیشتر):

• مصرف آب در این برج‌ها ممکن است بین ۱۰ هزار تا ۱۵ هزار گالن در دقیقه (حدود ۳۷۵۰۰۰ تا ۵۶۵۰۰۰ لیتر در دقیقه) باشد.
• در این حالت، مصرف روزانه می‌تواند به بیش از ۵ میلیون گالن (حدود ۱۸۹۰۰۰۰۰ لیتر) برسد.

نکات مهم در مصرف آب برج‌های خنک کننده:

1. تبخیر: بخش عمده‌ای از مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده به تبخیر آب مربوط می‌شود. مقدار آب تبخیر شده بستگی به میزان گرمای جذب شده و شرایط محیطی دارد.
2. سرریز و پساب: مقدار کمی از آب نیز از طریق سرریز برج یا پساب به محیط اطراف هدایت می‌شود. معمولاً برای جبران تبخیر، آب تازه به برج وارد می‌شود.
3. آب جبرانی: معمولاً برای جبران تبخیر و سرریز، باید آب تازه به برج اضافه شود، که به میزان استفاده از برج بستگی دارد.

در کل، مصرف آب برج‌های خنک‌کننده معمولاً در ظرفیت‌های بزرگ‌تر بسیار بیشتر از برج‌های کوچک‌تر است و این میزان می‌تواند بسته به شرایط محیطی تغییر کند.

میزان تبخیر آب در برج خنک کننده به چه عواملی بستگی دارد؟

همان طور که گفتیم میزان تبخیر آب در برج خنک کننده به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

1. دمای هوای ورودی (هوای محیط): هرچه دمای هوای ورودی به برج خنک کننده بیشتر باشد، تبخیر آب بیشتر خواهد بود. افزایش دمای هوا باعث افزایش توان جذب گرما از آب شده و میزان تبخیر را بالا می‌برد.
2. رطوبت نسبی هوا: رطوبت نسبی هوای ورودی نقش مهمی در میزان تبخیر دارد. در صورتی که رطوبت هوا بالا باشد، ظرفیت تبخیر آب کاهش می‌یابد زیرا هوا به اندازه کافی ظرفیت جذب بخار آب جدید را ندارد.
3. دمای آب ورودی: دمای آب ورودی به برج خنک کننده نیز تأثیر زیادی در تبخیر دارد. هرچه دمای آب بیشتر باشد، تبخیر به دلیل اختلاف دما بین آب و هوا افزایش می‌یابد.
4. سرعت باد (یا جریان هوا): سرعت بالای باد یا جریان هوای ورودی باعث افزایش تماس بین آب و هوا می‌شود، که این امر موجب افزایش تبخیر می‌گردد.
5. سطح تماس آب و هوا: در برج‌های خنک کننده‌ای که سطح تماس بیشتری بین آب و هوا دارند (مثلاً برج‌های خنک کننده با پکینگ‌های مناسب)، تبخیر آب به طور موثرتری انجام می‌شود.
6. ضریب انتقال حرارت: هرچه ضریب انتقال حرارت بیشتر باشد (که به ویژگی‌های ساختاری برج، نوع پکینگ و طراحی آن بستگی دارد)، انتقال حرارت بین آب و هوا بهتر انجام شده و تبخیر افزایش می‌یابد.
7. نوع برج خنک کننده: نوع برج خنک کننده (مانند برج‌های خشک، مرطوب یا هیبریدی) تأثیر زیادی بر میزان تبخیر دارد. در برج‌های مرطوب، تبخیر نقش اصلی را ایفا می‌کند، در حالی که در برج‌های خشک تبخیر کمتر است و گرمای آب بیشتر از طریق تماس مستقیم با هوا انتقال می‌یابد.
8. آب مصرفی: ویژگی‌های آب مصرفی (مانند سختی و املاح موجود در آب) نیز می‌تواند بر میزان تبخیر تأثیر بگذارد. وجود املاح بیشتر ممکن است باعث کاهش کارایی تبخیر شود.

تمام این عوامل در کنار هم تأثیر زیادی بر عملکرد برج خنک کننده دارند و میزان تبخیر آب را تعیین می‌کنند.

آیا ظرفیت برج خنک کننده بر میزان مصرف آب توسط آن تاثیر میگذارد؟

بله، ظرفیت برج خنک کننده نیز تأثیر مهمی بر میزان تبخیر دارد. ظرفیت برج خنک کننده به میزان گرمایی که برج قادر است از آب جذب کند، اشاره دارد و به عوامل مختلفی مانند تعداد جریان‌های هوا، میزان آب ورودی، طراحی و اندازه برج بستگی دارد.

در این زمینه، تأثیر ظرفیت برج خنک کننده بر تبخیر به صورت زیر است:

1. ظرفیت بالاتر، تبخیر بیشتر: در برج‌های خنک کننده با ظرفیت بزرگتر، معمولاً حجم بیشتری از آب از داخل برج عبور می‌کند. این به معنای این است که تعداد بیشتری از مولکول‌های آب برای تبخیر در دسترس خواهند بود. به عبارت دیگر، با افزایش ظرفیت برج، میزان تبخیر آب برای دفع مقدار بیشتری از گرما افزایش می‌یابد.
2. اندازه برج و سطح تماس: برج‌هایی با ظرفیت بالاتر معمولاً دارای سطح تماس بیشتری بین آب و هوا هستند. این سطح بیشتر باعث می‌شود که تبخیر به طور مؤثرتری انجام شود، زیرا تماس بیشتری بین آب و جریان هوا وجود دارد که گرما به راحتی از آب به هوا منتقل می‌شود.
3. نرخ جریان هوا و آب: ظرفیت برج خنک کننده به نوعی با نرخ جریان هوا و آب نیز مرتبط است. در برج‌های بزرگتر، سرعت جریان آب و هوای بیشتری برای جبران بار حرارتی بالاتر وجود دارد که می‌تواند منجر به تبخیر بیشتر شود.

در مجموع، ظرفیت برج خنک کننده تأثیر مستقیمی بر میزان تبخیر آب دارد، زیرا برج‌های بزرگتر قادرند حرارت بیشتری را از آب جذب کنند و تبخیر را افزایش دهند.

محاسبه مصرف آب برج خنک کننده

برای محاسبه مصرف آب در برج خنک‌کننده، می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

فرمول محاسبه مصرف آب برج خنک‌کننده:

میزان مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده را می‌توان با در نظر گرفتن سه مؤلفه اصلی محاسبه کرد:

1. تبخیر (Evaporation – E)
2. پرتاب قطرات (Drift – D)
3. بلودان یا تخلیه آب (Blowdown – B)

برای محاسبه کل آب جبرانی (Make-up Water – MU) مورد نیاز برج خنک‌کننده، از رابطه زیر استفاده می‌شود:

MU=E+D+B

که در آن:

• MU: میزان کل آب جبرانی مورد نیاز برج خنک‌کننده (لیتر در ساعت یا گالن در دقیقه)
• E: میزان آب از دست رفته بر اثر تبخیر
• D: میزان آب از دست رفته بر اثر پرتاب قطرات به بیرون
• B: میزان آب از دست رفته بر اثر بلودان (تخلیه آب برای کنترل غلظت املاح)

با جایگذاری این مقادیر فرمول زیر حاصل می شود:

توضیح پارامترها:

• MU = میزان کل آب جبرانی برج خنک‌کننده (m³/h)
• R = دبی آب در گردش (m³/h)
• ΔT = اختلاف دمای آب ورودی و خروجی (°C)
• Drift Factor = ضریب پرتاب قطرات (معمولاً بین 0.001 تا 0.002)
• COC = ضریب تغلیظ آب (Cycles of Concentration)

راهکارهای کاهش مصرف آب برج خنک کننده

کاهش مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده یک هدف مهم در راستای صرفه‌جویی منابع طبیعی و کاهش هزینه‌ها است. برای دستیابی به این هدف، چندین راهکار وجود دارد که می‌تواند به کاهش مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده کمک کند. در ادامه، مهم‌ترین راهکارها برای کاهش مصرف آب برج‌های خنک‌کننده آورده شده است:

۱. استفاده از سیستم‌های بازیابی آب (Recycle)

• چرخش آب (Closed-Loop Systems): استفاده از سیستم‌های بسته که در آن آب پس از تبخیر و کندانس شدن دوباره به برج برگشت داده می‌شود، می‌تواند مصرف آب را کاهش دهد. در این سیستم‌ها، آب به جای تبخیر کامل و دفع به محیط، دوباره به گردش درمی‌آید.
• تصفیه و استفاده مجدد: تصفیه آب استفاده‌شده و برگشت آن به سیستم می‌تواند از مصرف بیش از حد آب جلوگیری کند.

۲. کاهش دمای آب ورودی

• دمای پایین‌تر آب ورودی به برج خنک‌کننده منجر به کاهش میزان تبخیر آب می‌شود. با بهینه‌سازی دمای آب ورودی و کاهش نیاز به کاهش دما در برج، می‌توان از تبخیر اضافی جلوگیری کرد.
• در بسیاری از موارد، استفاده از سیستم‌های پیش‌خنک‌کننده یا ترکیب با دیگر روش‌های خنک‌سازی مانند چیلرها یا سیستم‌های سرمایشی می‌تواند به کاهش دمای آب ورودی کمک کند.

۳. افزایش رطوبت‌زدایی یا کاهش رطوبت هوا

• در برج‌های خنک‌کننده، اگر رطوبت هوا بالا باشد، ظرفیت تبخیر کاهش می‌یابد. به این ترتیب، با استفاده از سیستم‌هایی که میزان رطوبت هوا را کاهش می‌دهند یا هوای خشک‌تری به برج وارد می‌کنند، می‌توان تبخیر را کاهش داد و مصرف آب را کاهش داد.

۴. کنترل دقیق میزان جریان آب

• تنظیم دقیق جریان آب و هوای واردشده به برج می‌تواند به کاهش مصرف آب کمک کند. استفاده از سیستم‌های هوشمند برای نظارت بر دما، رطوبت و جریان آب به منظور بهینه‌سازی عملکرد برج می‌تواند موجب صرفه‌جویی در مصرف آب شود.
• استفاده از سیستم‌های متغیر جریان (Variable Flow Systems) برای تنظیم میزان آب ورودی بسته به شرایط دما و بار حرارتی، می‌تواند کمک کند که آب تنها به اندازه مورد نیاز مصرف شود.

۵. استفاده از برج‌های خنک‌کننده هیبریدی

• برج‌های خنک‌کننده هیبریدی ترکیبی از سیستم‌های خشک و مرطوب هستند که در شرایط مختلف می‌توانند از تبخیر آب کمتر استفاده کنند. در این سیستم‌ها، در زمان‌هایی که هوا مرطوب است یا دمای محیط پایین است، از بخش خشک سیستم استفاده می‌شود که تبخیر کمتری دارد.

۶. استفاده از فناوری‌های نوین و مواد پیشرفته

• استفاده از پکینگ‌ها و فیلترهای بهینه می‌تواند تماس بهینه‌تری بین آب و هوا ایجاد کند و باعث شود که فرآیند تبخیر به شکل بهتری انجام شود و آب کمتری مصرف شود.
• استفاده از نانوفیلتراسیون و فناوری‌های تصفیه پیشرفته برای جلوگیری از رسوب و تجمع مواد در آب برج نیز می‌تواند عمر سیستم و کارایی آن را افزایش دهد و از مصرف آب اضافی جلوگیری کند.

۷. مراقبت و نگهداری منظم

• نگهداری و تمیزکاری دوره‌ای برج‌های خنک‌کننده به کاهش رسوبات، آلودگی‌ها و سایر مواد غیرضروری که ممکن است کارایی برج را کاهش دهند، کمک می‌کند. این کار باعث می‌شود که سیستم بتواند بهینه عمل کرده و مصرف آب کاهش یابد.

۸. کنترل تبخیر از طریق استفاده از پوشش‌های محافظ

• پوشش‌های مخصوص برای برج‌های خنک‌کننده می‌توانند تبخیر آب از سطح برج را کاهش دهند. این پوشش‌ها می‌توانند در برابر تابش مستقیم خورشید و دمای بالا محافظت کنند و تبخیر را کاهش دهند.

۹. محدود کردن میزان سرریز آب

• کاهش میزان سرریز آب برج به کمک سیستم‌های کنترلی دقیق می‌تواند مصرف آب را کاهش دهد. سرریز معمولاً زمانی رخ می‌دهد که میزان تبخیر به درستی کنترل نمی‌شود یا برج به دلیل مشکلات فنی مجبور به سرریز کردن آب می‌شود.

۱۰. استفاده از برج‌های خنک‌کننده خشک

• برج‌های خنک‌کننده خشک که در آن‌ها آب تبخیر نمی‌شود و گرما از طریق انتقال حرارت به هوا حذف می‌شود، می‌توانند برای مناطقی که آب کمیاب است یا در شرایط خاص کاربرد داشته باشند.

تفاوت برج خنک‌کننده مرطوب (مدار باز) و برج مدار بسته از نظر میزان مصرف آب

تفاوت برج‌های خنک‌کننده مرطوب (مدار باز) و مدار بسته از نظر میزان مصرف آب به نحوه عملکرد و نوع انتقال حرارت در این سیستم‌ها بستگی دارد. در اینجا به تفاوت‌ها از نظر مصرف آب پرداخته شده است:

1. برج خنک‌کننده مرطوب (مدار باز)

• در برج‌های مرطوب (مدار باز)، آب از طریق تبخیر و تماس مستقیم با هوا خنک می‌شود.
• بخشی از آب در این فرآیند تبخیر می‌شود و از سیستم خارج می‌شود.
• برای جبران این تبخیر، آب تازه باید وارد سیستم شود.
• میزان مصرف آب در برج‌های مرطوب به شدت به شرایط محیطی (دما، رطوبت، بار حرارتی) و میزان تبخیر بستگی دارد. به طور معمول، مصرف آب در برج‌های مرطوب زیاد است زیرا به طور مداوم باید آب تازه به سیستم اضافه شود تا تبخیر جبران گردد.

نکات مربوط به مصرف آب در برج مرطوب (مدار باز):

• تبخیر آب: بخش عمده‌ای از مصرف آب به تبخیر مربوط می‌شود.
• سرریز: آب اضافی به صورت سرریز ممکن است به سیستم بازگردد.
• مصرف آب در برج‌های مرطوب می‌تواند به ازای هر گیگاهرتز بار حرارتی به ۵۰۰-۱۰۰۰ گالن (۱,۹۰۰-۳,۸۰۰ لیتر) در ساعت برسد.

2. برج خنک‌کننده مدار بسته

• در برج‌های مدار بسته، آب مستقیماً با هوا در تماس قرار نمی‌گیرد. در عوض، آب در داخل لوله‌ها یا مبدل‌های حرارتی جریان می‌یابد.
• گرما از آب به هوا منتقل می‌شود، اما هیچ تبخیری در فرآیند خنک‌سازی صورت نمی‌گیرد.
• مصرف آب در برج‌های مدار بسته بسیار کمتر از برج‌های مرطوب است زیرا آب تبخیر نمی‌شود. در این برج‌ها تنها برای جبران نشت یا مصرف جزئی آب استفاده می‌شود.

نکات مربوط به مصرف آب در برج مدار بسته:

• عدم تبخیر: چون در این سیستم تبخیر وجود ندارد، مصرف آب در این برج‌ها به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
• نگهداری: مقدار کمی از آب ممکن است به دلیل نشت یا تعویض آب برای تمیزکاری یا تصفیه از دست برود، اما همچنان مصرف آب بسیار کمتر از برج‌های مرطوب است.
• صرفه‌جویی در مصرف آب: به دلیل استفاده نکردن از تبخیر، مصرف آب به حداقل می‌رسد و نیاز به آب تازه به مقدار بسیار کمی است.

خلاصه:

• برج خنک‌کننده مرطوب (مدار باز) به دلیل تبخیر آب، میزان مصرف آب بالاتری دارد. بخشی از آب در اثر تبخیر از دست می‌رود و باید با آب جدید جبران شود.
• برج خنک‌کننده مدار بسته مصرف آب بسیار کمتری دارد زیرا آب در سیستم از طریق مبدل‌های حرارتی خنک می‌شود و تبخیر وجود ندارد. مصرف آب در این نوع برج‌ها بیشتر به میزان نشت یا نگهداری مربوط است، نه به تبخیر.

بیشتر بخوانید: تفاوت های برج خنک کننده مدار باز و برج خنک کننده مدار بسته

سخن پایانی

محاسبه میزان تبخیر آب در برج خنک‌کننده نقش مهمی در تعیین میزان آب جبرانی (make-up) دارد. به عبارت دیگر، معمولاً حدود 80 درصد از حجم آب مصرفی در برج خنک‌کننده به تبخیر اختصاص دارد. میزان تبخیر در برج خنک‌کننده ثابت نیست و بسته به زمان و شرایط آب و هوایی، تغییر می‌کند.

پکینگ یکی از اجزای کلیدی در برج خنک‌کننده است که نقش مهمی در بهبود عملکرد و افزایش راندمان آن دارد. عملکرد صحیح پکینگ تأثیر مستقیمی بر کارایی سیستم خنک‌کنندگی دارد. اما پکینگ برج های خنک کننده دقیقاً چیست، چگونه عمل می‌کند و انواع آن کدامند؟

پکینگ کولینگ تاور چیست ؟

Cooling Tower Filling یا پکینگ برج خنک‌کننده که به آن پرکننده برج خنک کن نیز گفته می‌شود، بخشی از برج است که کمک می‌کند آب و هوا بیشتر با هم تماس داشته باشند تا آب بهتر خنک شود. این پکینگ‌ها معمولا از صفحات پلاستیکی (PVC یا PP) یا سازه‌های مشبک ساخته شده‌اند که آب روی آن‌ها پخش می‌شود و هنگام عبور هوا، گرمای خود را از دست می‌دهد.

به زبان ساده، Filling مثل یک رادیاتور عمل می‌کند که باعث می‌شود آب داخل برج سریع‌تر و بهتر خنک شود!

ظرفیت برج خنک‌کننده تا حد زیادی به نوع و کیفیت پکینگ کولینگ تاور بستگی دارد، زیرا پکینگ با افزایش سطح تماس بین آب و هوا، راندمان خنک‌کنندگی را بهینه می‌کند.

انواع پکینگ برج خنک کننده

انواع پکینگ در برج خنک‌کننده بر اساس ساختار، جنس و مکانیزم خنک‌کنندگی دسته‌بندی می‌شوند. از نظر ساختار، پکینگ‌ها به دو نوع فیلمی (Film Fill) و اسپلش (Splash Fill) تقسیم می‌شوند. همچنین از نظر جنس، پکینگ‌ها می‌توانند از PVC، پلی‌پروپیلن (PP)، چوب، سرامیک و فلز ساخته شوند، و بر اساس مکانیزم عملکرد، در مدل‌های لانه زنبوری، رندوم اسپلش، گرید اسپلش و مشبک طبقه‌بندی می‌شوند.

پکینگ فیلم برج خنک کننده (Film Fill)

این نوع پکینگ با ایجاد یک لایه نازک از آب بر روی سطح خود، تبادل حرارتی را افزایش می‌دهد. پکینگ‌های فیلمی معمولاً از جنس PVC یا PP ساخته شده و در برج‌های خنک‌کننده با راندمان بالا استفاده می‌شوند.

پکینگ اسپلش برج خنک کننده (Splash Fill)

در این پکینگ، آب هنگام عبور از پکینگ روی سطوح متعددی پاشیده می‌شود و در تماس با هوا، خنک می‌شود. این نوع پکینگ برای آب‌هایی با سختی بالا مناسب است، زیرا کمتر دچار گرفتگی و رسوب می‌شود.

پکینگ لانه زنبوری برج خنک کننده (Honeycomb Fill)

پکینگ‌های لانه زنبوری دارای ساختاری منظم و متراکم هستند که جریان آب و هوا را بهینه می‌کنند. این طراحی باعث افزایش سطح تبادل حرارتی و بهبود راندمان برج خنک‌کننده می‌شود.

پکینگ PVC

پکینگ‌های PVC به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی و مواد شیمیایی به‌طور گسترده در برج‌های خنک‌کننده استفاده می‌شوند. این پکینگ‌ها در انواع فیلمی و اسپلش موجود هستند و طول عمر بالایی دارند.

پکینگ PP (پلی‌پروپیلن)

پکینگ‌های PP مقاومت بالاتری در برابر حرارت و مواد شیمیایی نسبت به PVC دارند و معمولاً در محیط‌های صنعتی با دمای بالاتر و شرایط سخت‌تر استفاده می‌شوند.

پکینگ گرید اسپلش (Grid Splash Fill)

این نوع پکینگ دارای ساختاری مشبک است که موجب پخش یکنواخت آب و افزایش سطح تماس با هوا می‌شود. پکینگ‌های گرید اسپلش برای برج‌هایی با آلودگی و رسوب بالا مناسب هستند.

پکینگ شانه تخم‌مرغی (Egg Crate Fill Packing)

پکینگ شانه تخم‌مرغی یکی دیگر از انواع پکینگ‌های برج خنک‌کننده است که به دلیل ساختار باز و شبکه‌ای خود، امکان عبور بهتر جریان هوا و آب را فراهم می‌کند. این نوع پکینگ به نام Egg Crate Fill Packing شناخته می‌شود و به دلیل طراحی منحصر‌به‌فرد خود، مقاومت بالایی در برابر رسوب‌گیری و گرفتگی دارد.

پکینگ شانه تخم‌مرغی معمولاً از PVC یا پلی‌پروپیلن (PP) ساخته شده و به دلیل شکل خاص خود، در محیط‌هایی با سطح آلودگی بالا و ذرات معلق زیاد عملکرد بهتری دارد. این پکینگ باعث پراکندگی یکنواخت آب شده و تبادل حرارتی را بهبود می‌بخشد.

پکینگ چوبی (Wooden Fill)

پکینگ‌های چوبی از جنس چوب‌هایی مانند سرو یا راش ساخته می‌شوند و معمولاً در برج‌های خنک‌کننده قدیمی یا کاربردهای خاص استفاده می‌شوند. این پکینگ‌ها دوام بالایی دارند اما در مقایسه با پکینگ‌های مدرن راندمان کمتری دارند.

پکینگ مشبک (Net Fill)

پکینگ‌های مشبک از جنس پلیمرهای مقاوم ساخته شده و ساختاری باز و متخلخل دارند که امکان جریان آزاد هوا و آب را فراهم می‌کند. این پکینگ‌ها برای شرایطی که احتمال رسوب‌گذاری بالا است، مناسب هستند.

پکینگ رندوم اسپلش (Random Splash Fill)

این پکینگ‌ها از قطعات کوچک و پراکنده ساخته شده‌اند که باعث شکستن جریان آب به قطرات کوچک‌تر و افزایش سطح تماس آب و هوا می‌شوند. در برج‌های خنک‌کننده صنعتی با آلودگی زیاد کاربرد دارند.

پکینگ سرامیکی (Ceramic Fill)

پکینگ‌های سرامیکی دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت، خوردگی و مواد شیمیایی هستند و معمولاً در محیط‌های صنعتی خاص مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها استفاده می‌شوند. این پکینگ‌ها به دلیل وزن بالا و هزینه زیاد کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقایسه انواع پکینگ در برج خنک‌کننده

• پکینگ فیلمی (Film Fill) برای حداکثر راندمان حرارتی مناسب است اما ممکن است در محیط‌های آلوده دچار گرفتگی شود.
• پکینگ اسپلش (Splash Fill) و پکینگ گرید اسپلش (Grid Splash Fill) در محیط‌های آلوده با کمترین گرفتگی و بیشترین جریان هوا کاربرد دارند.
• پکینگ لانه زنبوری (Honeycomb Fill) به دلیل ساختار فشرده، راندمان بالایی دارد اما ممکن است مستعد رسوب‌گیری باشد.
• پکینگ شانه تخم‌مرغی (Egg Crate Fill) برای عبور بهتر جریان هوا و مقاومت در برابر رسوب ایده‌آل است.
• پکینگ رندوم اسپلش (Random Splash Fill) برای شکستن قطرات آب و توزیع مناسب آن در محیط‌های پرگردوغبار مناسب است.
• پکینگ مشبک (Net Fill) به دلیل ساختار باز، مقاومت بالایی در برابر گرفتگی دارد و برای سیستم‌های صنعتی آلوده توصیه می‌شود.
• پکینگ چوبی (Wooden Fill) و پکینگ سرامیکی (Ceramic Fill) کمتر رایج هستند اما در برخی محیط‌های خاص مانند پالایشگاه‌ها و صنایع شیمیایی کاربرد دارند.

انتخاب پکینگ مناسب باید بر اساس شرایط عملیاتی، سطح آلودگی محیط، میزان راندمان موردنظر و هزینه نگهداری انجام شود. در ادامه بیشتر توضیح می دهیم:

راهنمای انتخاب بهترین پکینگ برج خنک کننده

هنگام انتخاب پکینگ مناسب برای برج خنک‌کننده، باید به چند ویژگی مهم توجه کرد تا بالاترین راندمان خنک‌کنندگی، کمترین هزینه نگهداری و طول عمر بالاتر را تضمین کند. در ادامه، مهم‌ترین فاکتورها را بررسی می‌کنیم:

مقاومت در برابر حرارت

• پکینگ باید تحمل دمای آب ورودی را داشته باشد تا در اثر حرارت دچار تغییر شکل یا آسیب نشود.
• برای محیط‌های با دمای بالا، پکینگ‌های مقاوم‌تر مانند پلی‌پروپیلن (PP) گزینه بهتری هستند.

مقاومت در برابر مواد شیمیایی و خوردگی

• در صورت استفاده از آب‌های صنعتی حاوی مواد شیمیایی یا خورنده، پکینگ باید مقاوم باشد.
• پکینگ‌هایی از جنس PP یا سرامیک برای این شرایط عملکرد بهتری دارند.

میزان سطح تماس با هوا

• هرچه سطح تماس پکینگ با هوا و آب بیشتر باشد، تبادل حرارتی بهتر و خنک‌کنندگی مؤثرتری ایجاد می‌شود.
• طراحی پکینگ باید به‌گونه‌ای باشد که هوای کافی درون آن جریان یابد و مانع انسداد نشود.

مقاومت در برابر رسوب و آلودگی

• در مناطقی که آب دارای سختی بالا یا ذرات معلق زیاد است، پکینگ باید ضدگرفتگی باشد.
• برخی پکینگ‌ها در شرایط نامناسب زود دچار رسوب و گرفتگی می‌شوند و نیاز به شستشوی مداوم دارند.

دوام و طول عمر پکینگ

• پکینگ‌های با کیفیت و جنس مقاوم باید در برابر تغییرات دما، رطوبت، ضربه و شرایط محیطی پایدار بمانند.
• استفاده از پکینگ‌های با جنس PVC یا PP با کیفیت بالا، ماندگاری بیشتری در طول زمان ایجاد می‌کند.

سازگاری با نوع برج خنک‌کننده

• برج‌های مختلف (مدار باز، مدار بسته، برج هیبریدی) نیاز به پکینگ‌های متفاوت دارند.
• قبل از انتخاب، باید بررسی کرد که پکینگ متناسب با طراحی و عملکرد برج موردنظر باشد.

هزینه و قابلیت تعویض یا تعمیر

• علاوه بر هزینه اولیه پکینگ، باید هزینه‌های نگهداری و تعویض آن نیز در نظر گرفته شود.
• پکینگ‌هایی که نصب و تعویض آسان‌تری دارند، گزینه بهتری برای کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری هستند.

برای انتخاب پکینگ برج خنک‌کننده، باید به تحمل دما، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، سطح تماس، میزان گرفتگی، دوام، سازگاری با برج و هزینه‌های نگهداری توجه کرد. انتخاب صحیح پکینگ باعث افزایش راندمان، کاهش هزینه‌های عملیاتی و طول عمر بیشتر برج خنک‌کننده خواهد شد.

تعویض پکینگ برج خنک کننده

پکینگ در برج خنک‌کننده با گذشت زمان و به دلیل رسوب‌گیری، خوردگی، فرسودگی و کاهش راندمان تبادل حرارتی نیاز به تعویض پیدا می‌کند. کاهش عملکرد خنک‌کنندگی، افزایش مصرف انرژی، گرفتگی مسیرهای عبور آب و کاهش جریان هوا از نشانه‌های اصلی زمان تعویض پکینگ هستند. تعویض به‌موقع پکینگ باعث افزایش بازدهی سیستم، کاهش هزینه‌های عملیاتی و جلوگیری از آسیب به سایر بخش‌های برج خنک‌کننده می‌شود.

برای تعویض پکینگ، ابتدا باید نوع مناسب آن با توجه به شرایط عملیاتی انتخاب شود. در محیط‌های آلوده و مستعد رسوب، پکینگ اسپلش یا گرید اسپلش عملکرد بهتری دارد، در حالی که برای دستیابی به حداکثر راندمان حرارتی، پکینگ فیلمی یا لانه زنبوری گزینه مناسبی است.

فرآیند تعویض شامل تخلیه آب، جداسازی پکینگ‌های قدیمی، نظافت محفظه داخلی برج، نصب پکینگ جدید و بررسی عملکرد سیستم است. انتخاب پکینگ با جنس مناسب مانند PVC، پلی‌پروپیلن (PP) یا سرامیک می‌تواند عمر مفید برج خنک‌کننده را افزایش داده و از هزینه‌های مکرر نگهداری جلوگیری کند.

تولیدکنندگان پکینگ کولینگ تاور

در ایران، شرکت‌های متعددی به تولید پکینگ‌های برج خنک‌کننده (کولینگ تاور) مشغول هستند. در ادامه، فهرستی از برخی از این تولیدکنندگان ارائه می‌شود:​

شرکت صنعت آفرین سامیار: اصفهان

بزرگ‌ترین تولیدکننده پکینگ‌های برج‌های تقطیر و خنک‌کننده در ایران. 

---

شرکت فیدار پلیمر کیان مهر: ساوه

تولیدکننده انواع پکینگ‌های برج خنک‌کننده در اشکال و ابعاد مختلف از جنس PVC و PP.

---

شرکت آذین تهویه: تهران

پیشرو در تولید و تأمین پکینگ‌های برج خنک‌کننده پی وی سی و سایر قطعات مرتبط. 

---

شرکت مهتاب گستر: تهران

تولیدکننده انواع پکینگ‌های برج خنک‌کننده با کیفیت بالا. 

---

شرکت دما گستر: تهران

سازنده انواع برج‌های خنک‌کننده و پکینگ‌های مرتبط. 

---

شرکت بادران تهویه صنعت: تهران

تولیدکننده انواع برج‌های خنک‌کننده و قطعات جانبی مانند پکینگ‌ها. 

---

شرکت صنایع تولیدی آبساران: شهریار

تولید انواع پکینگ‌های PVC، مصنوعات فایبرگلاس و مخازن صنعتی. 

جمع بندی

اگر بخواهیم با مثال بگوییم پکینگ برج خنک کننده چیست می توانیم پکینگ را به یک اسفنج بزرگ تشبیه کرد که آب را از خود عبور داده و آن را به ذرات کوچک‌تری تقسیم می‌کند تا تبادل حرارتی با هوا بهتر انجام شود. همچنین، می‌توان آن را به یک آبشار مصنوعی با سطح‌های پلکانی تشبیه کرد که باعث پخش شدن آب در مسیرهای مختلف شده و سطح تماس آن با هوا را افزایش می‌دهد، در نتیجه گرمای آب سریع‌تر دفع می‌شود.

سوالات متداول در مورد پکینگ برج خنک کننده

یکی از عوامل مهم در انتخاب برج خنک‌کننده، توجه به ظرفیت آن است. در این مقاله، فرمول محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده و پارامترهای مؤثر بر آن مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین، می‌توانید برای تعیین ظرفیت برج خنک‌کننده از ماشین‌حساب آنلاین ارائه‌شده در این مقاله استفاده کنید.

منظور از ظرفیت برج خنک کننده چیست ؟

ظرفیت برج خنک‌کننده (Cooling Tower Capacity) به میزان گرمایی گفته می‌شود که یک برج خنک‌کننده می‌تواند در یک بازه زمانی مشخص از آب خارج کند. این مقدار معمولاً بر حسب تن تبرید (RT – Refrigeration Ton) یا کیلووات (kW) بیان می‌شود.

به‌عنوان مثال، اگر یک برج خنک‌کننده 100 تن تبرید ظرفیت داشته باشد، یعنی می‌تواند 100 تن گرما را در طول یک ساعت از آب خارج کند. برای درک بهتر، فرض کنید یک سیستم تهویه مطبوع در یک مرکز تجاری نیاز به دفع 500 تن تبرید گرما دارد؛ در این صورت باید از برجی با ظرفیت مناسب، مثلاً دو برج 250 تن تبریدی یا یک برج 500 تن تبریدی استفاده شود.

تعیین ظرفیت برج خنک کننده چگونه است ؟

فرمول محاسبه ظرفیت برج خنک کننده

ظرفیت یک برج خنک‌کننده را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

Q=m×Cp×ΔT

که در آن:

• Q: ظرفیت حرارتی برج خنک‌کننده (BTU/hr یا kW)
• m: دبی جرمی آب در گردش (kg/s یا gpm)
• Cp: ظرفیت گرمایی ویژه آب (برای آب معمولاً 4.186 kJ/kg.°C یا 1 BTU/lb.°F)
• ΔT: اختلاف دمای ورودی و خروجی آب (°C یا °F)

روش محاسبه در واحدهای عملیاتی:

اگر بخواهیم ظرفیت برج خنک‌کننده را بر حسب تن تبرید (TR) محاسبه کنیم، از این فرمول استفاده می‌کنیم:

Cooling Tower Capacity (TR)=(GPM×ΔT)\24

که در آن:

• GPM: دبی آب بر حسب گالن در دقیقه (Gallons per Minute)
• ΔT: اختلاف دمای آب ورودی و خروجی بر حسب °F
• 24: ضریبی برای تبدیل به تن تبرید (چون 1 TR = 12000 BTU/hr و 1 گالن آب ≈ 8.33 lb)

مثال:

فرض کنیم یک برج خنک‌کننده دارای دبی آب 500 GPM و اختلاف دمای 10°F باشد:

Cooling Capacity=(500×10)\24=208.3TR

یعنی این برج خنک‌کننده می‌تواند حدود 208 تن تبرید را تأمین کند.

ماشین حساب محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده

دبی آب (GPM):


اختلاف دما (°F):


محاسبه

چرا محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده اهمیت دارد؟

ظرفیت برج خنک‌کننده یکی از عوامل کلیدی در عملکرد بهینه سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی و تجاری است. همان طور که گفته شد این ظرفیت به توانایی برج در انتقال گرما اشاره دارد و بر حسب تن تبرید (TR) اندازه‌گیری می‌شود. دانستن ظرفیت برج خنک‌کننده از چندین جنبه اهمیت دارد که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود.

1. انتخاب صحیح برج خنک‌کننده

هر برج خنک‌کننده دارای حداکثر ظرفیتی برای دفع گرما است. اگر از برجی با ظرفیت کمتر از میزان مورد نیاز استفاده شود، برج قادر به خنک‌سازی مؤثر نخواهد بود و ممکن است دمای سیستم به سطح نامطلوبی برسد. این موضوع می‌تواند باعث کاهش بازده تجهیزات صنعتی و حتی خرابی‌های زودرس در سیستم‌های حساس شود.

از طرف دیگر، انتخاب برجی که بیش از حد بزرگ باشد، می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های نصب، مصرف انرژی و فضای اشغال‌شده شود. بنابراین، برای بهینه‌سازی هزینه‌ها و عملکرد، محاسبه دقیق ظرفیت برج امری ضروری است.

2. پیشگیری از فشار بیش از حد روی برج خنک‌کننده

اگر یک برج خنک‌کننده مجبور باشد بیش از ظرفیت خود گرما را دفع کند، فشار زیادی به سیستم وارد می‌شود. این امر می‌تواند باعث کاهش کارایی برج، افزایش استهلاک قطعات و کاهش طول عمر مفید دستگاه شود. بنابراین، دانستن ظرفیت دقیق کمک می‌کند تا از چنین مشکلاتی جلوگیری شود و عملکرد سیستم در سطح بهینه باقی بماند.

3. محاسبه و بهینه‌سازی مصرف انرژی و هزینه‌ها

یکی از مهم‌ترین مزایای دانستن ظرفیت برج خنک‌کننده، امکان مدیریت و بهینه‌سازی مصرف انرژی است. یک برج خنک‌کننده با ظرفیت مناسب می‌تواند بهره‌وری انرژی را افزایش داده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد. به علاوه، تنظیم ظرفیت برج خنک‌کننده متناسب با نیازهای واقعی سیستم می‌تواند به کاهش مصرف آب و برق کمک کند.

همچنین بخوانید: میزان مصرف آب برج خنک کننده چقدر است

4. جلوگیری از اشتباهات پرهزینه در طراحی و خرید

محاسبه نادرست ظرفیت می‌تواند منجر به تصمیمات اشتباه در طراحی سیستم شود. به عنوان مثال، اگر برج خنک‌کننده انتخاب‌شده ظرفیت کافی نداشته باشد، ممکن است نیاز به اضافه کردن برج‌های جدید یا اصلاح سیستم موجود باشد که هزینه‌های زیادی را به همراه دارد. به همین دلیل، متخصصان توصیه می‌کنند که قبل از خرید یا نصب برج خنک‌کننده، ظرفیت موردنیاز را به دقت محاسبه کنید.

نتیجه‌گیری

درک و محاسبه ظرفیت برج خنک‌کننده یکی از ضروری‌ترین مراحل در طراحی و بهره‌برداری از این سیستم‌ها است. این اطلاعات نه تنها به انتخاب بهینه‌ترین برج خنک‌کننده کمک می‌کند، بلکه باعث کاهش هزینه‌ها، افزایش عمر تجهیزات و بهبود بهره‌وری انرژی نیز می‌شود. بنابراین، توصیه می‌شود برای تعیین دقیق ظرفیت موردنیاز، از فرمول‌های محاسباتی و مشاوره با متخصصان این حوزه استفاده کنید.

برج خنک کننده یا کولینگ تاور Cooling tower از جمله تجهیزات مهم در صنایع مختلف است که به کمک آن‌ می‌توان دمای آب را کاهش داد. برج‌های خنک‌کننده به طور ویژه در نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد دارند و به افزایش کارایی سیستم‌های صنعتی کمک می‌کنند. عملکرد اصلی برج خنک‌کننده بر اساس تبادل حرارت است؛ به طوری که آب گرم به داخل برج وارد شده و با هوای اطراف تماس پیدا می‌کند تا دمای آن کاهش یابد.

در این فرایند، بخشی از آب تبخیر می‌شود و حرارت اضافی از بین می‌رود. به عبارت ساده‌تر، برج‌های خنک‌کننده مثل یک دستگاه تهویه برای آب عمل می‌کنند و آن را سردتر می‌کنند.

در این مقاله قصد داریم نحوه عملکرد برج‌های خنک‌کننده را به طور ساده توضیح دهیم و انواع مختلف آن‌ها را معرفی کنیم تا با توجه به نیازهای صنعتی، انتخاب مناسبی صورت گیرد.

برج خنک کننده (کولینگ تاور) چیست ؟

برج خنک‌کننده یا Cooling Tower دستگاهی است که برای کاهش دمای آب در سیستم‌های صنعتی به کار می‌رود. به زبان ساده، عملکرد این برج مانند خنک شدن بدن انسان از طریق تعریق است؛ همان‌طور که عرق روی پوست تبخیر می‌شود و بدن را خنک می‌کند، برج خنک‌کننده نیز با استفاده از تبخیر بخشی از آب، گرمای اضافی را دفع کرده و دمای آن را کاهش می‌دهد.

اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده

اجزای برج خنک‌کننده بسته به نوع و طراحی آن ممکن است تفاوت‌هایی داشته باشد، اما اجزای اصلی آن به طور کلی شامل موارد زیر است:

اجزا	توضیحات
فن	هوای گرم و مرطوب را از داخل برج خارج می‌کند.
پکینگ	سطح تماس بیشتری بین آب و هوا ایجاد می‌کند.
نازل	آب را به ذرات ریز تبدیل کرده و پاشش می‌کند.
الکتروموتور	انرژی لازم برای عملکرد فن و پمپ‌ها را تأمین می‌کند.
حوضچه جمع‌آوری	آب سرد پس از تبخیر در آن جمع‌آوری می‌شود.
پمپ‌ها	آب را از سیستم‌های صنعتی یا منابع دیگر به برج پمپاژ می‌کنند.
دریچه‌های ورودی هوا	هوا را وارد برج کرده تا فرآیند تبخیر تسریع شود.
سیستم توزیع آب	آب را به طور یکنواخت در برج توزیع می‌کند.

کاربرد برج خنک کننده

برج خنک‌کننده یکی از اجزای حیاتی در بسیاری از سیستم‌های تبرید صنعتی و تجاری است و نقش مهمی در حفظ کارایی و بهره‌وری فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کند. این دستگاه به طور عمده برای کاهش دمای آب در سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می‌شود، به‌ویژه در صنایعی که نیاز به خنک‌سازی مستمر دارند. برای مثال، در نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های پتروشیمی، کارخانه‌های فولاد، فرآوری گاز طبیعی و کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی، برج خنک‌کننده به عنوان یک جزء اساسی برای حذف گرما از سیستم‌های آب خنک‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در سطح تجاری، برج‌های خنک‌کننده می‌توانند برای ایجاد خنک‌کننده راحت در ساختمان‌های بزرگ مانند فرودگاه‌ها، بیمارستان‌ها، مدارس و هتل‌ها استفاده شوند. در این موارد، برج‌های خنک‌کننده به سیستم‌های تهویه مطبوع کمک می‌کنند تا دمای محیط را در سطح مطلوب حفظ کنند.

در مجموع، برج‌های خنک‌کننده صنعتی و تجاری با فراهم کردن حذف گرمای اضافی، به بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی و راحتی محیط‌های تجاری کمک می‌کنند و از نقص‌های عملکردی و آسیب‌های ناشی از گرما جلوگیری می‌کنند.

مشخصات فنی برج خنک‌کننده

مشخصه	توضیحات
ظرفیت حرارتی برج خنک کننده	بر حسب تن تبرید (TR) یا کیلووات (kW)
دبی آب در گردش	بر حسب GPM (گالن بر دقیقه) یا m³/hr
اختلاف دمای ورودی و خروجی	بر حسب °C یا °F
دمای مرطوب محیط	مقدار طراحی (°C یا °F) برای عملکرد بهینه
جنس بدنه	فایبرگلاس، گالوانیزه، فولاد ضد زنگ
نوع برج	مدار باز، مدار بسته، جریان متقاطع، جریان مخالف
نوع فن	محوری (Axial) یا سانتریفیوژ (Centrifugal)
توان مصرفی موتور	بر حسب کیلووات (kW) یا اسب بخار (HP)
سطح تبادل حرارت	نوع و جنس فیلینگ‌ها (PVC، PP و…)
نحوه توزیع آب	نازل‌های ثابت، چرخشی، ثقلی
مصرف آب برج خنک کننده	بر حسب لیتر در ساعت (L/hr) یا GPM
ابعاد کلی	طول، عرض و ارتفاع برج (متر)
وزن برج	وزن خشک و وزن عملیاتی (kg)
میزان صدا	دسی‌بل (dB) در فواصل مختلف
راندمان حرارتی	درصد عملکرد نسبت به ظرفیت اسمی

نحوه عملکرد برج خنک کننده چگونه است؟

اما برج خنک کننده چگونه کار میکند؟ اساس کار برج خنک‌کننده براساس سرمایش تبخیری است.

نحوه عملکرد برج خنک کننده به شرح زیر است:

1. ورود آب گرم: آب گرم از فرآیند صنعتی یا سیستم تهویه مطبوع وارد برج خنک کننده می‌شود. این آب معمولاً حرارت زیادی دارد که باید کاهش یابد.
2. پاشش آب: آب گرم از طریق نازل‌ها یا سیستم‌های پاشش به صورت قطرات ریز در فضای برج پاشیده می‌شود. این کار باعث افزایش سطح تماس آب با هوای داخل برج می‌شود.
3. تبخیر آب: هوای جریان یافته در برج خنک کننده، از طریق تماس با قطرات آب، بخشی از این آب را تبخیر می‌کند. در این فرآیند، انرژی حرارتی موجود در آب گرم از دست رفته و دمای آب کاهش می‌یابد.
4. خروج هوای گرم: هوای گرم و مرطوبی که در اثر تبخیر آب به دست می‌آید از طریق خروجی‌های برج به بیرون هدایت می‌شود. این هوا معمولاً با استفاده از فن‌ها به سمت بالا کشیده می‌شود.
5. آب سرد شده: پس از تبخیر بخشی از آب، دمای باقی‌مانده کاهش یافته و آب سرد شده به بخش‌های مختلف سیستم صنعتی یا تهویه مطبوع باز می‌گردد تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

این فرآیند به گونه‌ای طراحی شده که بهینه‌ترین عملکرد را برای کاهش دمای آب داشته باشد و در عین حال کمترین مصرف انرژی را ایجاد کند.

در شکل زیر دیاگرام نحوه عملکرد برج‌های خنک کننده را مشاهده می‌کنید:

انواع کولینگ تاور صنعتی

برج های خنک کننده از نظر نوع جریان هوای جاری به 2 نوع برج خنک کننده مدار باز و برج خنک کننده مدار بسته تقسیم می‌شوند. همچنین برج‌های خنک کننده از نظر شکل ظاهری به برج خنک کننده مربعی و برج خنک کننده گرد تقسیم می‌شوند.

اسامی انواع برج های خنک کننده در زیر آمده است:

1. برج‌ خنک‌کننده کراس‌فلو (Crossflow cooling tower)
2. برج‌ خنک‌کننده کانترفلو (Counterflow cooling tower)
3. برج خنک کننده کوره القایی (Induced draft cooling tower)
4. برج‌ خنک‌کننده جریان اجباری (Forced draft cooling tower)
5. برج خنک‌کننده فن دار (مکانیکی) (Mechanical draft cooling tower)
6. برج خنک کننده جریان طبیعی (Natural draught cooling tower)
7. برج‌ خنک‌کننده خشک (Dry cooling tower)
8. برج‌ خنک‌کننده هیبریدی یا ترکیبی (Hybrid cooling tower)
9. برج‌ خنک‌کننده مدار بسته (Closed circuit cooling tower)
10. برج‌ خنک‌کننده از پیش مونتاژ شده (Factory assembled cooling tower)
11. برج‌ خنک‌کننده مدار باز (Open circuit tower)

کاربرد برج خنک کننده در صنعت تهویه مطبوع صنعتی چیست؟

برج‌های خنک‌کننده در صنعت تهویه مطبوع صنعتی کاربردهای متعددی دارند که به بهبود کارایی سیستم‌های سرمایشی و کاهش مصرف انرژی کمک می‌کنند. در اینجا به چند کاربرد اصلی برج خنک‌کننده در این صنعت اشاره می‌کنیم:

1. خنک‌سازی آب در سیستم‌های چیلر: در سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی، آب سرد تولید شده توسط چیلرها برای خنک‌سازی هوای داخل ساختمان‌ها یا کارخانه‌ها استفاده می‌شود. برج خنک‌کننده وظیفه کاهش دمای این آب را بر عهده دارد، به‌طوری‌که پس از عبور از برج خنک‌کننده، دوباره به سیستم چیلر باز می‌گردد تا فرآیند سرمایش ادامه یابد.
2. کاهش دمای مبرد در سیستم‌های تبرید: در سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی، برج‌های خنک‌کننده برای خنک‌سازی مبردهای استفاده‌شده در سیستم‌های تبرید کاربرد دارند. آب سرد تولید شده توسط برج خنک‌کننده به سیستم تبرید منتقل می‌شود تا دمای مبرد کاهش یابد و بتواند کارایی خود را حفظ کند.
3. افزایش کارایی سیستم‌های تهویه مطبوع: یکی از مهم‌ترین وظایف برج‌های خنک‌کننده در این صنعت، بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های تهویه مطبوع است. با کاهش دمای آب ورودی به سیستم، مصرف انرژی برای سرمایش کاهش می‌یابد و در نتیجه سیستم تهویه مطبوع با کارایی بیشتری عمل می‌کند.
4. کنترل دمای محیط در ساختمان‌های صنعتی و تجاری: در ساختمان‌های بزرگ صنعتی، تجاری یا بیمارستان‌ها، برج‌های خنک‌کننده نقش مهمی در حفظ دمای مطلوب در فضاهای داخلی ایفا می‌کنند. این برج‌ها آب گرم را خنک کرده و آن را برای استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع به سیستم باز می‌گردانند.
5. کاهش مصرف انرژی: برج‌های خنک‌کننده با استفاده از فرایند تبخیر طبیعی یا مکانیکی برای کاهش دمای آب، مصرف انرژی را در سیستم‌های تهویه مطبوع کاهش می‌دهند. این امر نه‌تنها هزینه‌های انرژی را به حداقل می‌رساند بلکه به افزایش بهره‌وری و کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند.

در نهایت، برج‌های خنک‌کننده یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی هستند که موجب بهبود عملکرد سیستم‌های سرمایشی، کاهش مصرف انرژی و حفظ شرایط دمایی بهینه در فضاهای مختلف می‌شوند.

همچنین بخوانید: شرکت های سازنده برج خنک کننده

دستگاه هواساز صنعتی به کمک کویل‌های سرد و گرم هواساز قادر به تنظیم دمای محیط در 4 فصل سال می باشد. اما چگونه می‌توان تنظیمات هواساز را به‌درستی برای تابستان و زمستان تغییر داد؟ در این مقاله، به بررسی نحوه تنظیم هواساز برای زمستان و تابستان پرداخته و توضیح خواهیم داد که نحوه تبدیل سرمایش به گرمایش هواساز و برعکس چگونه است.

هواساز صنعتی: دستگاهی چندفصله با قابلیت کارکرد تابستانی و زمستانی

هواساز صنعتی یک دستگاه تهویه چندفصله است که به‌طور کلی برای تأمین هوای مطبوع در فصول مختلف سال طراحی شده است. این دستگاه می‌تواند به‌طور همزمان در تابستان و زمستان به‌طور مؤثر عمل کند و نیازهای تهویه، سرمایش و گرمایش فضاهای مختلف را برآورده سازد. هواساز از سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی مختلف بهره می‌برد و قادر است به‌طور خودکار یا دستی به حالت تابستانی یا زمستانی تغییر کند.

در فصل تابستان، هواساز باید به گونه‌ای تنظیم شود که هوای خنک به فضای داخلی وارد کند و رطوبت هوا را کاهش دهد. در مقابل، در فصل زمستان، این دستگاه باید توانایی گرم کردن هوا را داشته باشد و دمای محیط را به مقدار دلخواه رسانده و در عین حال تهویه مناسب را فراهم کند. برای انجام این تغییرات، باید برخی تنظیمات و پارامترها در هواساز تغییر کنند.

اما تنظیم هواساز برای زمستان و تنظیم هواساز برای تابستان چگونه است؟ در ادامه توضیح میدهیم:

نحوه تنظیم هواساز برای زمستان (تبدیل سرمایش به گرمایش)

برای تبدیل هواساز از حالت سرمایش به گرمایش در فصل زمستان، ابتدا باید سیستم گرمایشی دستگاه فعال شود. یکی از رایج‌ترین سیستم‌های گرمایشی در هواسازها، کویل‌های آب گرم است. این کویل‌ها از یک سیستم گرمایشی مرکزی استفاده می‌کنند که آب گرم را از یک دیگ بخار یا سیستم مرکزی گرمایش تأمین می‌کند.

هواساز با عبور هوای سرد از این کویل‌ها، آن را گرم کرده و به فضای داخلی منتقل می‌کند. برای تنظیم هواساز برای گرمایش، ابتدا باید سیستم سرمایشی (چیلر یا کویل آب سرد) غیرفعال شده و سیستم گرمایشی (کویل آب گرم) به مدار وارد شود.

در این حالت، دمای هوای خروجی باید به گونه‌ای تنظیم شود که فضای داخلی را به دمای مطلوب رسانده و راحتی ساکنین را تأمین کند. علاوه بر این، برای استفاده بهینه از انرژی، می‌توان از سیستم‌های بازیابی حرارت استفاده کرد که هوای گرم شده را بازیابی کرده و از آن برای گرم کردن هوای ورودی استفاده می‌کنند.

با این تنظیمات، هواساز به‌طور مؤثر دمای محیط را افزایش می‌دهد و در عین حال تهویه مطلوب و هوای تازه را وارد فضای داخلی می‌کند. این تغییرات معمولاً به‌صورت خودکار با استفاده از سیستم‌های کنترل دما و ترموستات‌ها انجام می‌شود، به طوری که هواساز به‌طور خودکار به حالت گرمایشی تغییر وضعیت می‌دهد.

مراحل تغییر تنظیمات هواساز برای تبدیل به حالت گرمایشی

تغییر مدار کویل‌ها:

یکی از مهم‌ترین مراحل برای تغییر هواساز از سرمایش به گرمایش، تغییر سیستم کویل‌ها است. در حالت سرمایش، هواساز از کویل‌های آب سرد برای خنک کردن هوا استفاده می‌کند. اما در حالت گرمایش، باید کویل‌های آب گرم به سیستم وصل شوند.

این کار معمولاً با تغییر در مسیر جریان سیال انجام می‌شود. در بیشتر هواسازها، این تغییرات به‌طور خودکار توسط یک سیستم کنترل یا شیرهای سه‌طرفه که جریان آب را به سمت کویل‌های گرم هدایت می‌کنند، انجام می‌شود.

تنظیم دمای هوا:

پس از تغییر به کویل‌های آب گرم، باید دمای هوای خروجی هواساز تنظیم شود تا دمای مناسب برای فضای داخلی فراهم گردد. سیستم ترموستات هواساز این تنظیمات را انجام می‌دهد. با فعال شدن کویل‌های آب گرم، دمای هوای خروجی معمولاً بین ۲۰ تا ۲۲ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌شود تا فضای داخلی به دمای مطلوب برسد.

تغییر جهت جریان هوا:

در برخی سیستم‌ها، جهت جریان هوا نیز باید تغییر کند. در سیستم‌های سرمایشی، ممکن است جریان هوا از طریق یک مسیر خاص عبور کند که مخصوص تهویه سرد است. در حالت گرمایش، این مسیر جریان هوا باید به گونه‌ای تنظیم شود که هوای گرم از کویل‌ها عبور کرده و به فضای داخلی منتقل شود.

غیرفعال کردن سیستم‌های سرمایشی:

در این مرحله، تمام سیستم‌های سرمایشی باید غیرفعال شوند. به عنوان مثال، اگر دستگاه دارای چیلر برای سرمایش باشد، باید این سیستم از مدار خارج شود. این کار معمولاً به‌صورت خودکار توسط سیستم‌های کنترل دمای هواساز انجام می‌شود تا از هدررفت انرژی و استفاده همزمان از دو سیستم جلوگیری شود.

تمام این تغییرات معمولاً توسط سیستم‌های کنترل هوشمند یا ترموستات‌ها انجام می‌شود و کاربر یا تکنسین فقط باید از طریق پنل کنترل دستگاه مطمئن شود که همه تنظیمات به درستی اعمال شده‌اند. در بعضی از سیستم‌ها، تغییر از سرمایش به گرمایش به‌طور خودکار و در پاسخ به تغییر دما و نیاز به گرمایش در فضا انجام می‌شود.

نحوه تنظیم هواساز برای تابستان (تبدیل گرمایش به سرمایش)

برای تبدیل هواساز از حالت گرمایش به سرمایش در فصل تابستان، برخی تنظیمات باید تغییر کند تا هوای داخلی به دمای خنک و مناسب تبدیل شود. ابتدا باید سیستم گرمایشی (کویل‌های آب گرم یا هیتر) غیرفعال شود و سیستم سرمایشی فعال گردد.

در حالت سرمایش، هواساز از کویل‌های آب سرد یا چیلرها برای خنک کردن هوا استفاده می‌کند. این تغییرات معمولاً به‌طور خودکار توسط سیستم کنترل دما یا ترموستات‌های هواساز انجام می‌شود.

در فصل تابستان، هواساز باید دمای خروجی را به‌گونه‌ای تنظیم کند که فضای داخلی را خنک نگه دارد. معمولاً دمای هوای خروجی در تابستان باید در حدود ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتی‌گراد تنظیم شود.

در این حالت، هواساز از سیستم‌های سرمایشی مانند چیلرها یا کویل‌های آب سرد برای خنک کردن هوا استفاده می‌کند. علاوه بر این، سیستم رطوبت‌زدای هواساز (در صورت وجود) باید فعال شود تا رطوبت هوا کاهش یابد و هوای داخل فضا خشک و خنک باقی بماند.

همچنین در برخی سیستم‌ها، جهت جریان هوا باید تغییر کند تا هوای سرد به‌طور مؤثر در تمام فضا توزیع شود. این تغییرات ممکن است به‌صورت دستی یا خودکار انجام شود، اما در بیشتر سیستم‌ها این تغییرات به‌طور خودکار توسط سیستم‌های کنترل و سنسورها انجام می‌شود تا انرژی بهینه مصرف شود و تهویه مناسبی برای فصل تابستان فراهم گردد.

ظرفیت هوادهی هواساز در تابستان و زمستان متفاوت است؟

بله، ظرفیت هوادهی هواساز در تابستان و زمستان معمولاً متفاوت است. این تفاوت به عوامل مختلفی مانند نیاز به سرمایش یا گرمایش و شرایط محیطی وابسته است. در اینجا توضیحاتی در مورد این تفاوت‌ها آورده شده است:

1. ظرفیت هوادهی در تابستان (سرمایش):

• در فصل تابستان، هواساز به منظور کاهش دمای محیط و تامین هوای خنک برای فضا طراحی می‌شود. در این حالت، وظیفه هواساز تهویه هوای گرم و مرطوب از محیط و تأمین هوای خنک است.
• برای انجام این کار، ظرفیت هوادهی معمولاً باید بیشتر باشد تا هوای سرد به سرعت و به مقدار کافی در فضا توزیع شود. در نتیجه، هواساز در تابستان باید جریان هوای بیشتری را برای خنک کردن محیط فراهم کند.

2. ظرفیت هوادهی در زمستان (گرمایش):

• در فصل زمستان، هواساز به منظور گرم کردن فضا و ایجاد راحتی بیشتر در محیط عمل می‌کند. در این حالت، هواساز هوای گرم را از طریق سیستم گرمایشی مانند کویل‌های گرمایشی به محیط منتقل می‌کند.
• در این زمان، نیاز به هوای گرم است، اما جریان هوای کمتری نسبت به حالت سرمایش لازم است. زیرا هوای گرم به راحتی در فضا پخش می‌شود و نیازی به ظرفیت هوادهی بالا برای ایجاد راحتی وجود ندارد. در این حالت، ظرفیت هوادهی هواساز ممکن است کاهش یابد، چرا که هدف تامین گرما است نه خنک کردن محیط.