نوعی خنک کننده آب به نام برج خنک کننده مخروطی (Coolingtower) در گروه فنی مهندسی تجهیز صنعت تتا تولید می‌شود. برج خنک کننده مخروطی چه در ظاهر و چه در کارایی دستگاه تفاوتهای چشمگیری با کولینگ تاور مکعبی دارد. سیستم‌های نیروگاهی برای خنک کاری توربینهای خود و سیال آب از برج خنک کننده مخروطی استفاده می‌کنند.  چیلرهای به کار رفته برای تهویه مطبوع نیازمند برج خنک کننده مخروطی هستند. کولینگ تاورها دارای جنس پوسته گوناگونی هستند. متریال بکار رفته در برج خنک کننده مخروطی تولید شده کمپانی T،S،T از جنس فایبرگلاس می‌باشد. فایبرگلاس را می‌توان در برج خنک کننده مداربسته به صورت مدور قالب‌ریزی نمود.  این عمل به خاطر انعطاف‌پذیری الیاف فایبر‌گلاس و رزین بکاررفته در مواد است.

مقایسه سیستم آبرسانی کولینگ تاور مخروطی و مکعبی

یکی از مهم‌ترین این تفاوت‌ها سیستم پاشش آب در دو برج خنک کننده مخروطی و مکعبی است. در کولینگ تاور مخروطی آب ورودی در برج از تشتک دستگاه به توسط فلنچ اتصال وارد می‌شود. در ادامه لوله‌ای در داخل برج به این سمت فلنچ متصل می‌گردد و تا مرکز برج ادامه می‌یابد. در مرکزینت برج خنک کننده مخروطی با زاویه ۹۰ درجه ادامه لوله انتقال آب گرم به سمت بالا می‌رود. بعد از طی نمود ۳/۴ ارتفاع برج به قطعه‌ای به نام اسپرینکلر یا آبگردان وصل می‌شود. آبگردان در برج خنک کننده مخروطی نوعی مقسم و تقسیم کننده آب است.  درعین حال گرداننده آب در قطر برج خنک کاری است. در برج خنک کننده مکعبی برخلاف مدور سیستم آبرسانی از قسمت بالای برج خنک کاری شروع می‌شود. 

این سازه ابتدا آب را به وسیله تعدادی لوله در قسمت بالای برج خنک کن قرار میگیرد. از آنجا سیال به توسط تعدادی نازل ثابت با شعاع پاشش معین سیستم آبرسانی را در برج خنک کننده مکعبی کنترل و هدایت می‌کنند.

فرایند عملکردی برج خنک کننده مخروطی مکعبی 

تقریبا می‌توان گفت که استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع در دنیای امروز تبدیل به یک ضرورت شده است. با وجود رشد بسیار زیاد در زمینه های مختلف خنک کاری، هنوز هم زمینه های کاری و تحقیقاتی در آن به وفور دیده می‌شود. برج خنک کننده مخروطی نه به عنوان سیستم تهویه مطبوع و خنک کاری بلکه جزئی از این سیستم های یاد شده هستند. همانطور که پیش از این اشاره شد، در حال حاظر اصطلاح خنک کاری به معنی گسترده وسیعی شامل کنترل دما،کنترل رطوبت و پالایش ذرات موجود است.

دو فرایند اصلی مورد نیاز برای دست یابی به بالاترین بهره وری در فرایند خنک کاری در زیر توضیح خواهیم داد:
سرمایش: فرایند کاهش انرژی حرارتی یا کاهش گرما از سیال مورد نظر در برج خنک کننده مکعبی، به هدف پایین اوردن دما
حرکت هوا: فرایند سیرکولاسیون هوا در برج خنک کننده مکعبی به منظور دست یابی به بهترین حالت انتقال انرژی حرارتی

نحوه کارکرد برج خنک کننده مخروطی

در صنعت مکانیک، برج های خنک کاری سیال موجود در دیگر سیستم ها نظیر چیلر را تا دمای مورد انتظار خنک می کنند. ابتدا سیال مورد نظر بر روی صفحات پرکننده پاشیده می شود، در این هنگام فن برج شروع به کار کرده و هوای داخل برج خنک کننده مخروطی را به گردش در می آورد. این به عمل تبخیر سیال درون کولینگ تاور مخروطی منجر می شود و دمای سیال را کاهش می دهد. وظیفه دیگر فن، اگزاست هوای گرم داخل کولینگ تاور مدور به محیط بیرون است. سیال گرم توسط لوله هایی در بالای برج توزیع شده و سپس توسط نیروی گرانش تا قسمت پایین روی پکینگ مدیا در حرکت است. طراحی سطوح پر کننده به این شکل است که سیال را به ذرات ریز تبدیل کرده و همچنین سطح بیشتری را برای تماس با هوا ایجاد می کند. 

سیال خنک کننده در تشتک یا بیسین(Basin) کولینگ تاور مخروطی جمع شده و از طریق پمپ یا سیستم ثقلی به دستگاه بر می گردد.

چرا برج خنک کننده مکعبی:

برج خنک کننده در شکل های دوار و مکعبی و همچنین هذلولی تولید می شود. دلیل طراحی برج خنک کننده مکعبی بیشتر ظرفیت بالای این نوع برج(بر اساس تناژ تبرید) و سهولت تولید و تعمیر ان است. به راحتی می توان با افزودن سلول، ظرفیت برج را افزایش داد. یکی دیگر از نکات کولینگ تاور مکعبی بر خلاف نوع دوار آن، استفاده از چند فن به جای یک می باشد. این امر به عمر برج خنک کن مکعبی کمک شایانی می کند زیرا لرزش و اتعاشات این برج به طور قابل ملاحظه ای کم می شود. 

چرایی کولینگ تاور مخروطی 

ایا به این فکر کرده ایم به چه دلیل لوله های انتقال اب را مدور می سازند؟ نکته اولی که به ذهن ما می رسد این است که اتصالات این نوع لوله ها بسیار اسان است. اگر بخواهیم از دید یک مهندس مکانیک به این قضیه نگاه کنیم داستان طور دیگری است. در علم سیالات هنگامی که جریان سیال را در داخل لوله و کانال ها بررسی می کنیم با قانون لزجت نیوتون این کار را انجام می دهیم. این قانون بیانگر تنش های ایجاد شده در زمان حرکت سیال داخل لوله می باشد. . وقتی لوله مدور باشد سبب کاهش زیاد تنش های ایجاد شده می شود. حال برج خنک کننده مخروطی را از همین حیث بررسی کنیم. وقتی برج خنک کاری مدور تولید شود تمرکز تنش در ان بسیار کم می باشد و این باعث طولانی شدن عمر برج خنک کاری مدور می شود.

محل نصب برج خنک کننده مکعبی

به دلیل شکل مکعب این برج خنک کاری امکان ازدیاد طول با ثابت نگهداشتن ارتفاع برج میسر است( دقیقا شبیه انچه که در مخازن تحت فشار استوانه ای و کروی شاهد ان هستیم) این کار برای افزایش ظرفیت برج صورت می گیرد. پس محل نصب ما می‌تواند راحت‌تر انتخاب شود. نکته دیگر برای محل نصب این است که اطراف دیواره‌های خود کولینگ تاور مکعبی باید آزاد باشد و فاصله ای حدودا ۳ متری داشته باشد تا جریان ازاد هوا اطراف برج خنک کننده مکعبی شکل بگیرد.

محل نصب برج خنک کاری مدور

در این برج خنک کاری با افزایش ظرفیت برج، شعاع و ارتفاع ان زیاد می شود. محل نصب برج خنک کننده مخروطی باید به گونه ای باشد که از طرفین آزاد باشد تا سبب گردش طبیعی هوا در اطراف خود باشد. همچنین باید تدبیری اندیشیده شود تا ساعاتی از شبانه روز در سایه قرار گیرد. مکعب بودن این نوع برج تولید ان را آسان کرده است، به طوریکه می توان علاوه بر فایبرگلاس از ورق گالوانیزه در بدنه ان استفاده کرد. دوار بودن برج باعث می شود محدودیت در انتخاب جنس بدنه داشته باشیم به طوری که می توان ان را فقط از فایبرگلاس تولید کرد.

شرایط نگهداری برج خنک کننده مخروطی

هنگامی که از روش ثقلی برای انتقال سیال از برج خنک کاری مخروطی به سایر سیستم ها استفاده می کنیم، محلول اسید خورنده(برای اسید شویی) را از ارتفاع ۱ الی ۱٫۲ متری داخل برج ریخته به طوری که بخار های تولید شده فرصت کافی برای خروج از برج را داشته باشند. بعد از پر شدن برج از اسید، ریختن محلول را متوقف می کنیم و سیستم را یک شب در حالت استراحت قرار می دهیم. اگر از روش سیرکوله اجباری استفاده کنیم، شیر مربوطه به لوله تهویه را تا موقعی که برج خنک کننده مخروطی کاملا از محلول اسیدی پر نشده است، باز گذاشته سپس شیر لوله ی تهویه را بسته و پمپ را روشن می کنیم تا محلول در برج به گردش در آید.

زمان لازم برای شستشو

زمان لازم برای تمیزکاری رسوبات برج خنک کن مخروطی ۱۲ ساعت است. در صورتیکه لوله های برج به شدت جرم گرفته باشند، بهتر است از روش گردش اجباری محلول اسید استفاده کرد. زمان شستشو را باید تا ۲۴ ساعت افزایش داد. گرم بودن محلول اسیدی شستشو موجب تسریع عملیات می شود. اما اگر فرصت کافی در اختیار باشد بهتر است از محلول اسیدی سرد استفاده شود. هنگامی که فن برج خنک کننده مخروطی شروع به کار می کند، ابتدای شروع فعالیت آن گشتاور اینرسی زیادی تولید می کند. این امر به ساختار و عملکرد برج خنک کن مکعبی لطمه می زند. به طوریکه می تواند باعث انبلانسی محور فن شود. ضربه گیر در چنین زمان هایی با دمپ کردن لرزش مانع از این اتفاق برای کولینگ تاور مخروطی می شوند.

استفاده از رطوبت گیرهای شیمیایی

وظیفه رطوبت گیر به دام انداختن بخار اب(سیال موجود) درون برج خنک کننده مخروطی می‌باشد. این عمل باعث می شود که رطوبت به فن و الکتروموتور اسیبی وارد نکند. در کولینگ تاور مخروطی که در محل نصب و مونتاژ صورت می گیرد، این احتمال وجود دارد که در موارد به خصوصی بویژه لوله کشی‌ها با شتاب انجام گرفته شده باشد. حتی لوله کشی های دقیق در اثر مرور زمان و لرزش دائمی برج های خنک کاری به مرور اب بندی خود را از دست می دهد. عواملی که به آن اشاره شد سبب می شود به اجزای داخلی برج آسیب برسد و نتایج آن را زمانی متوجه می شویم که خسارت زیادی به برج خنک کننده مکعبی وارد شده است.

با نصب رطوبت گیر های دائمی می توان به راحتی از این مشکل عبور کرد. در ضمن هزینه نصب رطوبت گیر نسبت به تعمیرات برج بسیار کم تر است که خود مشوقی برای استفاده از آن می باشد. برج خنک کننده مخروطی به سبب باز بودن سیستم، سیال در تماس مستقیم با هوا می باشد این امر تبخیر اب را زیاد می کند پس در کولینگ تاور مدور هم باید از رطوبت گیر های مناسب استفاده شود تا به لوله ها و فن و الکتروموتور آسیبی وارد نشود.

معایب برج خنک کننده مکعبی و مخروطی

بزرگ ترین عیب این نوع برج در شکل ان وجود دارد. شکل مکعبی این برج می تواند سبب ایجاد تمرکز تنش در گوشه ها و لبه ها شود. لرزش فن باعث دامن زدن به این نوع تنش می شود و سبب نابودی(Fail) شدن بدنه برج می شود. لذا باید از دمپر(لرزه گیر) در برج خنک کننده مکعبی به طور ویژه استفاده کرد. از عیوب اصلی این نوع برج، پاشش نوسانی اب بروی پکینگ‌ها می‌باشد. به طوریکه اب به طور یکنواخت در سرتاسر برج پخش نمی شود و عملیات خنک کاری به طور کامل صورت نمی گیرد. از دیگر معایب این برج محدودیت استفاده از یک فن است که قبلا شرح داده شده است.

کیفیت برتر در دانش تولید است برترین‌ها با ما کار میکنند