برج خنک کننده هیبریدی نوعی خنک کننده آب جریان مخالف می‌باشد. بدین ترتیب که سیال مایع از بالای برج خنک کننده خشک و هوا از پایین دستگاه جریان پیدا می‌کند. برای گردش پیدا کردن هوا از لوور برج خنک کننده خشک برای مکش هوا به سمت بالا استفاده می‌شود. اگر ظرفیت برج خنک کننده هیبریدی بالاتراز ۴۰۰ تن تبرید باشد. بهتر است از دو پروانه به جای یک فن در برج خنک کننده هیبریدی استفاده کنیم. تا اینرسی (گشتاور دوم) شروع به کار فن‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش یابد و باعث شود و عمر سازه دستگاه افزایش یابد. جریان مایع باید به صورت یکنواخت بر روی کویل‌ها و فین‌ها پاشیده شود. تا مواد داخل کویل‌ها و همچنین هوای مکش شده ورودی به داخل برج خنک کننده هیبریدی خنک گردد.

برای یک‌نواختی پاشش آب داخل برج از نازل‌های مختلف، همچنین باعملکرد برج خنک کننده خشک سازگار باشد استفاده میگردد. افشانک‌ها در مدلهایی نظیر نازل مربع پاش, فوگر دوار و غیره در تجهیز صنعت تتا تولید می‌شوند. نیروی محرکه فن برج خنک کننده هیبریدی از الکتروموتور تامین می‌شود. موتورها با توجه به ظرفیت برج ،همچنین نوع کاربری آنها انتخاب میگردند. بهتر است الکتروموتورهای برج خنک کننده (زیمنس المان) در کاربرد صنعتی استفاده گردد. نیروی تولیدی دینام توسط سه مکانیزم تسمه پولی, کوپلینگ مستقیم و گیربکس به پروانه برج خنک کاری انتقال پیدا می‌کند. از برج خنک کننده هیبریدی میتوان در فصول سرد مانند زمستان تنها با تک مدار بدون پرت آب دمای سیال داخل کویل را کاهش دهیم. این عمل باعث می‌شود تا مقدار قابل توجهی در هزینه سالیانه مصرف انرژی چلوگیری شود.

 بدنه برج خنک کننده هیبریدی از چه موادی ساخته میشود؟

جنس بدنه برج خنک کننده خشک با توجه به نیاز مشتری و نوع کاربری برج از فایبرگلاس تولید می‌شود. نوع طراحی دستگاه مکعبی شکل است. امکان تولید کولینگ تاور با ظرفیت‌های بالاتر وجود دارد. برج خنک کننده هیبریدی سلولی هم نیز تولید نماییم با افزودن تعدادی سلول ظرفیت تبرید بالا میرود. فایبرگلاس از ترکیب چند مواد و الیاف ساخته شده است. برای اینکه بتوانیم برجی مستحکم بنا سازیم باید از قالبهای درجه یک و کیفیت مطلوب استفاده گردد. دو نوع الیاف بهنگام ساخت قطعات به نام سوزنی و حصیری روغنی با کبالت و اسیدهای مخصوص قوام میابد. هرچه میزان اسید بیشتر باشد سریعتر قطعه آماده میگردد. ولیکن قدرت محصول کاهش یافته و عمر مفید خود را از دست میدهد. ولذا رنگ برج خنک کننده هیبریدی به مرور زمان تغییر گرده و زرد شده.

در پایان مراحل مونتاژ برج اپوکسی به منظور دوام بیشتر در برابر تابش نور خورشید اشعه uv پاشیده میشود. این عمل کمک میکند تا زیبایی دستگاه دو چندان شود. برج خنک کننده هیبریدی گالوانیزه دارای طول کمتری بیشتر نسبت به فایبرگلاس بوده و اما دارای صدای تولیدی کمتر نسبت به آن می باشد.

عملکرد برج خنک کننده هیبریدی (خشک) چگونه است؟؟

 در عملکرد برج خنک کننده خشک تماس مستقیم بین هوا و آب (سیال خنک کننده) وجود ندارد. در برج  مدار بسته آب در یک سیکل بسته (سیرکولاسیون) جریان دارد. بنا بر این دارای تبخیر آب نمی‌باشد و نیازی به آب جبرانی (میک آپ) ندارد. (سیال) در داخل کویل‌هایی از جنس مس یا استیل (به دلیل داشتن انتقال حرارت بالا) جریان پیدا می‌کند. برای انتقال حرارت بهتر بین آب و هوا، کویل‌ها دارای فین (پره) می‌باشند. فین با داشتن سطح مقطع بالا نسبت به حجم باعث افزایش قابل توجه انتقال حرارت می‌شود. برج خنک کننده هیبریدی دارای دو مدار آب در حال گردش می‌باشد. یکی گردش در برج و دیگری در سیکل مدار خنک کن کاری. ابتدا آب گرم از بالای برج به داخل کویل وارد می‌شود با عبور هوا از روی کویل آب خنک شده و به سیستم برمی‌گردد.

نازل برج خنک کننده و مدار آب دیگر به کار رفته در برج خنک کننده خشک وظیفه پاشش آب بروی کویل و فین را به عهده دارد.این امکان زمانی به کار می‌رود که نیاز به کاهش دمای بیشتری نسبت حالت معمول استفاده از برج خنک کننده داریم. (فصل‌های گرم و مناطق گرمسیری) برج خنک کننده هیبریدی شامل لوله های کندانسور و سایر تجهیزات وابسته به برج مانند پمپ جریان, دمنده ,قطره گیر و ……. است. نحوه کار کولینگ تاور هیبریدی به این صورت است که اب خارج شده از پمپ در (کویل های مسی) توسط هوا و در صورت کاهش بیشتر دما بوسیله اب خنک می‌شود.انتقال حرارت در برج خنک کننده هیبریدی به شکل زیر اتفاق می‌افتد. ابتدا اب خارج شده از پمپ به برج خنک کننده کویل‌های مسی هدایت شده در این هنگام به دلیل رسانش بالا فلز مس و دمای نقطه شبنم قطرات اب روی کویل شکل میگیرد.

تشریح فرایند خنک کاری برج خنک کاری خشک

گردش هوا در داخل برج خنک کننده هیبریدی سبب هدایت و کانوکسیون گرما در سطح خارجی لوله کندانسور( کویل) که فیلم اب (ضخامت بسیار کم اب) روی ان را پوشانده است می شود.انتقال گرمای محسوس و غیر محسوس از سطح لوله ها به هوای به گردش در امده روی لوله کندانسور (کویل مسی) جریان دارد. از انجایی که در برج خنک کننده مداربسته انتقال حرارت به صورت محسوس و نهان صورت می گیرد لذا انتالپی و یا درجه حرارت مرطوب هوای ورودی در مقدار انتقال حرارت کولینگ تاور تبخیری تاثیر خواهد گذاشت. گرمای جریان یافته با نقصان درجه حرارت تقطیر کم شده و در یک درجه حرارت تقطیر معین با کم شدن درجه حرارت مرطوب هوای ورودی, درصد حرارت جریان یافته افزایش خواهد یافت.

برج خنک کننده هیبریدی و پمپ نزدیک هم بوده بنابراین مسیر اب در گردش کم تر خواهد بود.برج خنک کننده خشک با توجه به ویژگی هایی که دارد می تواند در ظرفیت بالا و اندازه بزرگ تولید شود.بدون نیاز به کانال هوا می باشد.برج خنک کن می تواند در فاصله زیادی از پمپ باشد زیرا اگر طول مسیر اب زیاد شود به اندازه زیاد شدن طول لوله اب در عملکرد سیکل کاهش ایجاد نخواهد کرد.همانطور که قبلا گفته شد آب در یک مدار بسته در حال گردش (سیرکولاسیون) است که این مزیتی بزرگ در صنعت محسوب می‌شود. به این دلیل که ناخالصی وارد (سیال) نمی‌شود و باعث آسیب‌های جدی  به صنایع و تجهیزات نمی‌گردد.از این رو در صنایع حساسی نظیر نفت و گاز و پتروشیمی فولاد که دارای رسوبات بیشتری هستند کاربرد فراوان دارد.

طراحی برج خنک کننده هیبریدی بر چه اساس است؟؟

 شکل برج خنک کننده هیبریدی دارای محدودیت می‌باشد. این محدودیت ناشی از به کار رفتن کویل و فین داخل برج خنک کننده است پس شکل برج به صورت مکعبی می باشد.محدودیت دمایی کولینگ تاور هبریدی به دلیل این است که با توجه به دمای خشک محیط و رطوبت هوا کار می‌کند نه دمای مرطوب(دمای مرطوب کمتر از دمای خشک است). برای مکش هوای بهتر هوا به داخل برج خنک کننده هیبریدی تا حد امکان باید ارتفاع آن بالاتر از دیگر مبدل‌های تولید حرارت قرار بگیرد و اطراف دستگاه می‌بایست تا فاصله ۳ متری بدون دیواره باشد تا با اختلاف فشار ایجاد شده در پایین و بالای برج سبب بهبود مکش هوا به داخل برج خنک کننده خشک شود.

کمبود منابع آب بزرگترین دلیل انتخاب یک برج خنک کننده هیبریدی است زیرا در برج خنک کاری با روش تبخیری سیال آب خنک میگردد و این امر موجب میشود تا مقدار قابل توجهی آب در طی فرایند خنک کاری تبخیر گردد و به شکل بخار اشباع از دهانه کولینگ تاور خرج شود کندانسور برج خنک کننده خشک مانع از این این اتفاق می شود و تا ۳درصد دبی آب درگردش را در برج خنک کن بهینه میسازد. با فرا رسیدن فصل گرم سال در کشور ما همه توجهات به سمت مصرف بهینه آب و برق جلب می شود تا جایی که این بحث به سمت مصرف کمتر اب و برق پیش میرود. بهینه سازی مصرف اب در کشور ما از اهمیت بیشتری نسب به برق(به دلیل داشتن منابع گازی فراوان) برخوردار است.

نکات مهم در برج خنک کاری هیبریدی

طبیعتا برج‌های خنک کننده هیبرید در مصرف آب صرفه جویی خواهند داشت. اما اینکه چه مقدار و چطور و چرا جای بحث زیادی دارد. گر قرار باشد که هدف از بکارگیری برج های خنک کننده هیبریدی، فقط و فقط صرفه جویی در مصرف آب باشد. باید به موارد متعددی توجه کرد که در ادامه بحث می‌شود. از جمله این نکات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. دمای خشک و تر محیط و گراف تغییرات دمای خشک و تر محیط در طول شبانه روز ودر همه ماه های سال
2. نوع صنعت و نوع کاربردی که قرار است در ان برج خنک کننده مدار بسته استفاده شود
3. کیفیت آب گردشی برج خنک کن
4. کیفیت هوای محیط
5. حجم سرمایه گذاری در مقایسه با صرفه جویی مصرف آب
6. انرژی در بازه کاری برج خنک کننده

محاسبه مقدار صرفه جویی آب سیستم آبرسانی دستگاه

محاسبه مقدار صرفه جویی آب در برج خنک کننده هیبریدی کمی پیچیده است. ولی با این حال می توان اگر از سیستم هوشمند کنترل دبی پمپ مدار باز (برج های خنک کنند هیبریدی) استفاده شود. صرفه جویی زیادی در مصرف آب خواهیم داشت. بهترین حالت برای صرفه جویی مصرف آب، استفاده از برج های خنک کننده خشک  (با طراحی ویژه جهت صرفه جویی مصرف آب) است. که به نوبه خود سیستم کنترل هوشمند پیچیده ای (جهت بهره وری بالاتر) نیاز دارد. با توجه به کمبود اب در کشور برج خنک کننده هیبریدی گزینه مناسبی برای کاهش اب مصرفی در خنک کاری می باشد.

سيستم توزيع آب كه بالاي پکینگ قرار دارد براي توزيع آب ورودي به درون برج خنک کننده هیبریدی روي سطوح تبادل حرارتي پکینگ برج خنک کننده به كار مي رود . اين سيستمها نيز به شكلهاي متفاوت به كار مي روند ، بيشترين و معمولترين آنها از انواع كانالهاي های پخش و انتقال آب كه حفره هايي در آنها تعبيه شده استفاده مي كنند و آب را روي پکینگ پخش مي کند. پخش كردن آب در اين سيتمها بصورت ريزش آب ، اسپري آب و يا چكاندن صورت مي گيرد .

اجزا برج خنک کاری خشک

گنبد روزنه دار: صفحه هايي هستند كه هوا را از محيط خارج به سمت سطوح تبادل حرارتي هدایت می کند. تشتکبه معنای حوضچه زيرين برج خنک کننده خشک كه آب خنك شده در آن جمع آوری شده. عمليات مكش و تلمبه كردن آن به سمت كندانسورها و نيز عمل زيركش كردن لجن و رسوبات در آن انجام مي شود . استراکچرچیست؟ اسكلت فلزي برج كه تمامي قسمتهاي برج خنک کننده هیبریدی روي آن نصب مي‌شوند . اين اسكلت در ضمن نگهدارنده پوشش كلي برج مي باشند.

مزایای برج خنک کننده مداربسته خشک چیست؟

برج خنک کننده خشک نسبت به برج‌های دیگر دارای مزایایی به شرح زیر هستند:

۱-) عدم نیاز به مصرف آب برای خنک نمودن سیال

۲-) عدم مشکل یخ زدگی ، رسوب گذاری و خوردگی و همچنین عدم نیاز به عملیات سختی گیری آّب

۳-) عدم نیاز به پمپ و شبکه لوله کشی آب که معمولا حجیم تر و گران تر از شبکه اوله کشی مبرد است

۴-) امکان نصب در فضای باز و دو تکه کردن واحد خنک کننده برای جلوگیری از انتقال ارتعاش و سرو صدا به داخل فضاها

۵-) هزینه کمتر نصب و راه اندازی به تست کندانسور های آبی که نیازمند برج خنک کننده هیبریدی هستند

۶-) امکان استفاده در اقلیم های گرم و مرطوب

۷-) هزینه تعمیر و نگهداری کم

۸-) عدم محدودیت استفاده برای اغلب سیستم های تراکمی

معایب برج خنک کننده هیبریدی خشک چیست؟

۱-) دمای زیاد تقطير برج خنک کننده هیبریدی 

۲-) هزینه نسبتا بیشتر برای تامین مبرد به دلیل طول لوله کشی مبرد

۳-) نیار به تامین توان بیشتر به ازای هر کیلووات ظرفت سرمایشی

۴-) سروصداي نسبتا زباد که برخی اوقات منجر به ایجاد فاصله اجباری بین محل نصب و فضاهای مورد تهویه می شود

۵-) سطح اشغال وسیع به ویژه برای واحدهای بر ظرفیت