قیمت برج خنک کننده + طراحی و ساخت کولینگ تاور

 برج خنک کننده یا کولینگ تاور چیست؟

برج خنک کننده (Cooling Tower) یک نوع مبدل حرارتی خاص است که درون آن، هوا و آب باهم تماس مستقیم پیدا می کنند تا دمای آب، کاهش یابد. همچنین با تماس هوا و آب، مقداری کمی از آب، تبخیر شده و به دلیل گرماگیر بودن فرایند تبخیر، دمای آب به میزان بیشتری کاهش می یابد.

معمولاً آبی که در برج خنک کننده وجود دارد، در کندانسور گرم می شود. کندانسور در بسیاری از سیستم های حرارتی استفاده می شود اما رایج ترین کاربرد آن، چیلرهای فرایند و تهویه مطبوع هستند.

آب در کندانسور، گرمای سیال مبرد داخل چرخه ی تبرید را دریافت کرده و پس ازآن، توسط پمپ به برج خنک کننده منتقل می شود. آبی که به قسمت بالای برج خنک کننده پمپاژ شده، توسط نازل هایی روی برج اسپری می شود تا به صورت قطرات کوچک درآید.

بیشتر بخوانید : تفاوت اواپراتور و کندانسور | کارکرد و کاربرد هرکدام

علاوه بر این، با استفاده از موانعی که بر سر راه آب قرار می گیرند، سعی می شود که سرعت آب تا حد امکان کاهش یابد تا زمان بیشتری برای تبادل حرارتی بین آب و هوا وجود داشته باشد.

معماری ها و ساختارهای مختلفی برای برج های خنک کن وجود دارد اما در یکی از رایج ترین طرح ها، هوا توسط فن هایی از قسمت پایین برج وارد شده و جریان های هوا و آب در جهت مخالف هم حرکت می کنند. پس از اتمام تبادل گرمایی بین آب و هوا، آب خنک شده در پایین برج، جمع آوری شده و دوباره به کندانسور بازمی گردد تا گرمای فرایند را جذب کند.

از بین سایر روش های خنک کاری کندانسور، برج های خنک کن دارای بالاترین میزان نرخ انتقال حرارت هستند و به همین دلیل، می توانند برای چرخه هایی با ظرفیت بسیار بالا، پاسخگو باشند.

همچنین در محیط هایی با رطوبت هوای پایین، می توان انتظار بازده بالا از برج های خنک کن را داشت. در مقابل، این روش نیاز به تجهیزات اضافی بیشتری دارد. علاوه بر آن، در صورت بالا بودن رطوبت هوا، بازده برج های خنک کن به میزان زیادی افت می کند.

اجزای کولینگ تاور و طراحی آن

برج های خنک کننده معمولاً جزو دستگاه هایی هستند که هر شرکت، فناوری های به خصوص خود را روی آن پیاده کرده و محصولی منحصربه فرد تولید می کند. در مورد انواع برج خنک کننده بیشتر بدانید.

این سیستم ها به صورت کاملاً سفارشی ساخته می شوند اما تقریباً در تمام پروژه ها از بخش های یکسانی تشکیل می شوند که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

1. بادگیرها

بادگیرهای ورودی هوا بخشی از برج خنک کننده هستند که برای جلوگیری از خروج آب از برج و ورود آلودگی به آن طراحی می شوند. همچنین بادگیرها از تابش مستقیم خورشید جلوگیری کرده و مانع از گرم شدن آب می شود.

وظیفه ی اصلی بادگیرها، افزایش جریان هوا به داخل برج است. اگر نگهداری از بادگیرها به درستی انجام نشود، ورود هوا به داخل برج با مشکل رو به رو شده و کولینگ تاور به هیچ وجه نمی تواند کار کند.

2. پکینگ

پکینگ یا فیل های برج خنک کننده، مهم ترین بخش آن بوده و میزان بازده و عملکرد برج را مشخص می کنند. هر چه سطح پکینگ بزرگ تر باشد، نرخ تبادل گرمایی نیز بیشتر می شود و به همین دلیل، هدف از قرار دادن پکینگ ها، افزایش سطح تماس بین آب و هوا است.

3. سیستم توزیع آب گرم

این سیستم روی پکینگ قرار گرفته و محل جمع شدن آب گرم است. به دلیل خوردگی و تجزیه ی بخش های مختلف این سیستم در اثر دمای بالای آب، با گذشت زمان، کارایی سیستم توزیع آب گرم، کاهش یافته و پس از رسیدن به حد مشخصی، این سیستم قادر نخواهد بود که آب را به نازل ها منتقل کند.

به همین دلیل این سیستم جزو بخش هایی است که باید پس از مدت زمان مشخصی تعویض شود.

4. شیرهای شناور

شیرهای شناور برج خنک کننده باید سطح آب داخل برج را در مقدار مناسبی قرار دهند. این شیرها وظیفه ی تنظیم دبی آب را بر عهده دارند و عملکرد مناسب آن ها می تواند طول عمر برج را افزایش دهد.

شیرهای شناور به نگهداری بسیار کمی نیاز داشته و ساختار ساده ای دارند. تنظیمات این شیرها برای برج های مختلف متفاوت است و حتی اگر برج در شرایط مختلفی کار کند، این تنظیمات باید مجدداً تغییر یابند.

5. نازل ها

نازل ها وظیفه ی پخش آب و تبدیل آن به قطرات کوچک را دارند. عملکرد یک نازل، تأثیر زیادی در کارایی کلی کولینگ تاور دارد و درصورتی که نازل نتواند قطراتی با اندازه ی مناسب ایجاد کند، تبادل گرمایی بین آب و هوا به صورت درست انجام نشده و بازده برج خنک کننده به مقدار زیادی افت می کند.

6. فن

برای وارد کردن دبی هوای زیاد به داخل یک برج خنک کننده، هیچ راه حلی به جز استفاده از یک فن که توسط موتور چرخانده می شود، وجود ندارد. اغلب فن های برج های خنک کن دارای صدای زیادی هستند اما مدل هایی نیز وجود دارد که صدای کمتری تولید می کنند.

7. قطره گیرها

از دیگر اجزای اصلی برج های خنک کن، قطره گیرها هستند که قطرات آب را از جریان هوای داخل برج جدا می کنند. قطرات آب، دارای مواد شیمیایی و معدنی هستند که می توانند محیط اطراف را تحت تأثیر قرار دهند.

به همین دلیل، قطره گیرها از خارج شدن آب به بیرون برج، جلوگیری می کنند. عملکرد قطره گیرها کارایی بسیاری دارد، به نحوی که یک قطره گیر خوب می تواند تا 99.999% آب در جریان را دریافت کرده و از هدر شدن آن، جلوگیری کند.

8. گیربکس

گیربکس ها برای کاهش سرعت موتورهای محرک فن ها استفاده می شوند. گیربکس، گشتاور ورودی به موتور را چندین برابر کرده و بدین ترتیب، صرفه ی اقتصادی سیستم مکانیکی را افزایش می دهند. بدون وجود گیربکس، حجم موتورها به میزان زیادی افزایش می یابد.

9. سیستم پایپینگ

وظیفه ی سیستم پایپینگ، توزیع آب در برج خنک کننده و بازگرداندن آن به کندانسور است. اندازه و نوع لوله های سیستم پایپینگ، وابسته به نوع برج، نقشه های فنی طرح و مکان جغرافیایی منطقه است.

10. موتورها

موتورهای یک برج خنک کننده که اغلب از نوع الکتریکی هستند، وظیفه ی تأمین توان تجهیزات مکانیکی مانند فن ها و پمپ ها را دارند. این موتورها باید کارایی بالایی داشته و توانایی تحمل شرایط نامطلوب برج خنک کننده را داشته باشند.

دو نوع الکتروموتور باز و بسته در برج های خنک کن استفاده می شوند. موتورهای باز، اجازه ی عبور هوا از بدنه به داخل الکتروموتور را می دهند که باعث می شود بتوانند تبادل گرمایی بهتری داشته باشند اما در مقابل، آسیب پذیرترند.

در موتورهای بسته، هیچ هوایی نمی تواند وارد بدنه شده و این نوع، مقاومت بالاتری در برابر شرایط نامطلوب محیطی دارد.

قیمت برج خنک کننده

هزینه ی اولیه

تخمین اولیه ی قیمت یک برج خنک کننده ممکن است آسان به نظر برسد اما در عمل، این کار چالش هایی به همراه دارد. باوجوداینکه تخمین قیمت اکثر تجهیزات برج های خنک کن متناسب با ظرفیت سیستم تبرید است.

بسیاری از این تجهیزات، توان متفاوتی برای هر تن تبرید دارند؛ به عبارت دیگر، دو وسیله با کارکرد مشابه و ظرفیت خروجی برابر، توان ورودی و بازده متفاوتی دارند؛ بنابراین به طور دقیق نمی توان برای یک سیستم که به طور مثال دارای ظرفیت 100 تن تبرید است، محاسبه کرد که قیمت تجهیزات مختلف برج خنک کننده چقدر خواهند بود و کلیه ی محاسبات به صورت تقریبی هستند. در ادامه، عوامل تأثیرگذار بر هزینه ی اولیه ی یک کولینگ تاور را بررسی می کنیم.

محل نصب

محل نصب می تواند روند نصب و پیچیدگی آن را تعیین کند. به طور مثال، اگر محل نصب یک برج خنک کننده ، روی زمین انتخاب شود، فرایند نصب و برخی از سیستم های برج، ساده تر بوده و دسترسی نیز بسیار راحت تر خواهد بود اما نصب در ارتفاع بالا، نیاز به تجهیزات پیشرفته ای دارد. مثلاً در برخی از پروژه ها، برای نصب برج های خنک کن در طبقات انتهایی برج ها، از بالگرد استفاده می شود.

ظرفیت

ظرفیت برج خنک کننده ، ابعاد برج و ظرفیت تجهیزات وابسته مانند پمپ ها، نازل ها، فن ها و الکتروموتورها را تعیین می کند و مهم ترین عاملی است که قیمت کولینگ تاور را مشخص می کند.

کیفیت تجهیزات

در برج های خنک کن، تعداد زیادی از تجهیزات وجود دارد که تنها روی برج نصب می شوند و شرکت های سازنده ی برج های خنک کن، این تجهیزات را خریده و نقشی در طراحی و ساخت آن ها ندارند. نمونه ی این تجهیزات، الکتروموتورها، فن ها و پمپ ها هستند. هر چه کیفیت این تجهیزات بالاتر باشد، قیمت برج خنک کننده نیز بالاتر خواهد بود.

تعویض یا نصب برای اولین بار

تعویض برخی از برج های خنک کن به دلیل گذشت زمان طولانی و پوسیدگی و خرابی قطعات، اجتناب ناپذیر است. در صورت تعویض یک برج خنک کننده، نیاز به هزینه های اضافی مانند باز کردن تجهیزات، بررسی و تعمیر تجهیزات وابسته و صرف زمان بیشتری برای نصب برج جدید است که در نصب برای بار اول، این هزینه ها وجود ندارند.

نوع نصب

به طورکلی، برج های خنک کن پیش ساخته به عنوان سیستم هایی با بازده و کارایی بالاتر از سیستم هایی که نیاز به مونتاژ در محل نصب دارند، به حساب می آیند.

هزینه های جاری برج خنک کننده

نگهداری و تعویض قطعات

عملکرد برج خنک کننده به گونه ای است که برخی از تجهیزات و قطعات آن به مرورزمان نیاز به تعویض خواهند داشت. مدت زمان تعویض قطعات و تعداد قطعاتی که باید تعویض شوند، در طرح های مختلف، متفاوت هستند اما در صورت طراحی مناسب، کیفیت قطعات، عامل اصلی است که بازه ی تعویض را مشخص می کند.

هزینه ی انرژی

برج های خنک کن با هزینه ی اولیه ی بالاتر، بازده بالاتری داشته و درنتیجه، مصرف انرژی کمتری خواهند داشت. البته برای تمام پروژه ها، نقطه ی بهینه ای وجود دارد که باید مطابق با شرایط موجود و بررسی دقیق هزینه های اولیه و جاری، مشخص شود.

نحوه خرید برج های خنک کننده و جمع بندی

برج های خنک کن جزو تجهیزات صنعتی هستند که برای سیستم هایی با ظرفیت بالا استفاده می شوند و به صرفه بودن آن ها نیز تنها در پروژه ها متوسط و بزرگ توجیه می شود. انتخاب این سیستم ها با توجه به پیچیدگی عملکرد آن ها می تواند روند دشواری باشد که نیاز به تجربه ی فراوانی دارد.

همچنین برج های خنک کن نیاز به مراقبت و نگهداری زیادی داشته و درصورتی که سیستم مناسبی انتخاب نشود، بسیاری از تجهیزات و قطعات آن ها در معرض تنش های حرارتی و مکانیکی قرار گرفته و در بازه های زمانی کوتاه، از کار می افتند.

شرکت فراسرد با داشتن تجربه ی فراوان درزمینه ی سیستم های تبرید، آماده ی ارائه ی مشاوره برای انتخاب بهترین برج خنک کننده برای کاربرد شما است. همچنین شرکت فراسرد توانایی انجام تمام مراحل طراحی، ساخت و نصب برج های خنک کن مختص کاربرد شما را دارد تا با پیاده سازی بهینه ترین انتخاب، هزینه های جاری و اولیه ی پروژه ی شما به حداقل مقدار خود برسد.