نحوه کار برج خنک کننده جریان مخالف (کانترفلو)
به‌مانند دیگرمدلها، کولینگ تاور جریان مخالف آبهای داغ را بوسیله‌ی لوله‌کشی ورودی به درون خود وارد میکند. سپس آب از طریق افشانکهایی که شبیه به سردوش حمام هستند، به روی سطوح پرکننده (پکینگ) پاشیده میشود. ریزش آب از سمت بالا به پایین می باشد. فنهایی نیز در زیر برج خنک کننده قرار گرفته اند که هوای خنک محیط اطراف را به دستگاه وارد می‌آورند. ذکر این نکته الزامیست که:
خرید برج خنک کننده: پس از برخورد چندین باره و مستقیم آب و جریان هوای ورودی و ایجاد عملیات تبخیر، آبها خنک میشوند و گرمایشان به هوا منتقل میشود. نهایتاَ آبهای خنک شده در بیسین (Basin) یا همان حوضچه پایینی آب جمع‌آوری خواهند شد. ریزش آبهای خنک کننده به تشتک (بیسین) براساس نیروی جاذبه سطح پایینتر، صورت میگیرد. بدلایلی همچون:
طراحی برج خنک کننده مدار بسته جریان مخالف در ابعاد جمع و جورتری صورت می پذیرد. (در قیاس با برجهای جریان متقاطع یا کراس فلو)
مزایای برج خنک کننده جریان مخالف
برخی از ویژگیهای فنی، ساختاری و عملکردی انواع برج خنک کن جریان مخالف به شرح زیر می باشد:
طراحی برج خنک کننده جریان مخالف
طراحی برج خنک کننده جریان مخالف یا کانترفلو، بر مبنای اصل کلی: «برخورد خلاف جهت (ضد جریان القایی) آب و جریانهای هوا» استوار است. بمنظور ایجاد شرایط برخورد مخالف جریانها، فنهایی در بخش پایینی دستگاه (دریچه لوور) تعبیه میگردد. هوا از بخش زیرین کولینگ تاور کانترفلو وارد سیستم شده و با آبهایی که از نازلهای بالایی ریخته میشود، برخورد مستقیمی میکنند.
البته برخورد ضدجریان (خلاف جهت) در طراحی برج خنک کننده جریان مخالف، اشکالات خاصی را نیز بوجود می‌آورد. یکی از این مشکلات، شدت یافت برخورد قطرات با هوا و دریفت سیالات است. بطوریکه قطرات بیشتری به جهات مختلف پرتاب و مصرف آب بیشتر میشود. به‌همین جهت است که لزوم نصب قطره گیر یا شبنم گیر در این دستگاه‌ها، بیش از سایر مدلها احساس خواهد شد. شبنم گیر در بخشهای فوقانی (نزدیک نازلها) نصب میگردد. نکته‌ی مهم اینجاست که:
انواع برج خنک کننده جریان مخالف
انواع برج خنک کننده جریان مخالف را میتوان بسته به:
به دسته های مختلفی تقسیم بندی نمود. فرم این دستگاه‌ها در برج های کانترفلو، غالباَ یا بصورت گرد (مخروطی) و یا مکعبی طراحی میگردد. همچنین بایستی بدانید که چه در سیستم های مدارباز (مرطوب) و چه در (خشک)، اساس برخورد جریان آب و جریان هوا، بصورت مخالف بر هم است. ازهمین رو به بررسی خلاصه وار هریک از این مدلها خواهیم پرداخت.
-
برجهای کانترفلو گرد (مخروطی)
سابقاَ بیشتر از مدلهای گرد برای ساخت کولینگ تاور استفاده میشد. بدلیل فرم خاص دایره ای، گردش هوای خنک در این برجها با بازدهی خوبی صورت می پذیرد. به‌همین دلیل عمدتاَ از برج خنک کننده جریان مخالف مخروطی برای هوادهی و خنکسازی آب انواع چیلر جذبی و مدلهای تراکمی استفاده میشود. البته همین فرم مخروطی تجهیزات کانترفلو، موجب پرتی فضایی و کاهش ظرفیت کلی دستگاه میشود. بطوریکه برای مصارف پرظرفیت صنعتی، معمولاَ مورد استفاده قرار نمی گیرند.
بسیاری از کارفرمایان سراسر کشور بدلیل قیمت پایین کولینگ تاور جریان مخالف، به سراغ خرید این تجهیزات میروند.
نتایج تمامی بررسی ها نشان میدهد که انواع برج خنک کننده جریان مخالف مکعبی، شدیداَ کارآمدتر و بهینه‌تر از مدلهای مخروطی عمل میکنند. چه بلحاظ کنترل دور موتور و قدرت استحکام بدنه و چه بلحاظ بازدهی کلی و مصرف کمتر آب. همچنین سیستم های کولینگ کانترفلو مکعبی یک دستگاه کاملاَ صنعتی محسوب میشود و در انواع ظرفیتهای بالا قابلیت تولید دارند.
نوع ساختار اتصالاتی دستگاه نیز به گونه ایست که برخلاف مدلهای مخروطی از اتصالات تسمه و بولی استفاده نمیکنند. بنابراین از استحکام بدنه ای به مراتب قدرتمندتری بهره می برند. سیستم توزیع سیال (آب) در تجهیزات خنکساز کانترفلو به شکل ثابت می باشد. همچنین به مانند تمامی مدلهای این نوع سیستم، آب و جریان هوای مکش‌شده، خلاف جهت هم با یکدیگر برخورد دارند.
پرت فضایی دستگاه های خنک کن مکعبی نیز (با توجه به ساختار راست اضلاع آن)، بسیار کمتر از سیستم های مخروطی است.
همانطور که میدانید اساس خنکسازی برجهای مداربسته، بر شیوه غیرتبخیری استوار است. بطوریکه آب داغ در یک کویل و مجرای بسته جریان دارد؛ و هوای خنک مکیده شده توسط فنها، با وزش به سطح خارجی لوله های کویل، به خنک کاری سیالات می پردازند. تمامی این شرایط عملکردی کلی، در برج خنک کننده جریان مخالف مداربسته نیز ثابت است. با این تفاوت که جریان هوای سرد، مخالف با جهت جریان آبهای درون کویل به لوله وزیده میشود.
بدلیل تبادل گرمایی غیرتبخیری، همواره میزان هدررفت آب در سیستم کولینگ مداربسته کمتر است. چراکه در فرآیند تبخیر، مقداری از آب در قالب لایه های بخار، از سیستم خارج میشود. بنابراین درصد تزریق آب جبرانی به تشتک برجهای مداربسته جریان مخالف، بسیار کمتر است.
انواع برج خنک کننده کانترفلو هیبریدی، از ساختار ترکیبی سیستمهای مداربسته و مدارباز تشکیل یافته اند. دررابطه با برج خنک کننده جریان مخالف هیبریدی میتوان به نکات اساسی زیر اشاره داشت:
مقایسه برج خنک کن جریان مخالف و جریان متقاطع
مقایسه برج خنک کننده جریان مخالف و جریان متقاطع، همواره یکی از خواسته های مهم کارفرمایان از کارشناسان این حوزه می باشد. بحث مقایسه کولینگ تاور کانترفلو و کراس فلو را میتوان از ابعاد مختلفی دنبال نمود. برخی از مهمترین پارامترهای مقایسه‌ای این تجهیزات به شرح زیر می باشد:
برج های جریان مخالف بطورکلی در اندازه کوچکتری طراحی میشوند. فلذا اشغال فضا با نصب این مدلها، کمتر است.
پرت و مصرف آب در مدلهای کانترفلو (جریان مخالف) بیشتر است.
درون برجهای کراس فلو یک فضای بزرگ به جهت بازرسی و تعمیر، تعبیه میشود. بنابراین سهولت دسترسی تعمیراتی در مدلهای کراس فلو بیشتر است.
روانی سیستم توزیع آب در برج خنک کننده جریان مخالف مقداری کمتر است. زیرا پس از واردشدن پرفشار آب به داخل لوله‌های این نوع سیستم، گردش سیال پرفشار بایستی تنها با استفاده از پمپ تأمین شود. این درحالیست که در طراحی کولینگ تاور جریان متقاطع، نازلهایی در کف سینی کار گذاشته میشود. این نازلها وظیف دارند سیال را با استفاده از فشار استاتیکی موجود در درون سینی‌ها به گردش دربیاورند.
مکش هوا در برجهای کانترفلو بصورت 4 طرفه صورت می‌پذیرد. بنابراین قابل انتظار است که راندمان خنک کاری بسیار بالایی را ارائه دهند.
اجزا و قطعات برج خنک کننده جریان مخالف
برج خنک کننده ضد جریان، نوعی طراحی برجهای خنکسازی است که رسانه پرکننده به صورت افقی در زیر حوضچه توزیع آب گرم نصب می شود. بمنظور برخورد خلاف جهت آب و جریانهای هوا در یک خط مستقیم، سطوح پکینگ کولینگ تاور جریان مخالف در وسط سیستم جای میگیرند. فرآیند خنک سازی زمانی انجام می شود که هوا از درون پرکننده عبور می کند. سپس گرمای آب جاری به سمت پایین را جذب می کند.
احتمال رسوب گرفتگی در کولینگ تاور کانترفلو به مراتب کمتر از مدلهای جریان متقاطع است.
تعمیر و نگهداری برج خنک کن ضدجریان کانترفلو
تعمیر و نگهداری معمولی و روتین، برای افزایش عمر یک برج خنک کننده جریان مخالف ضروری است. روشی که از طریق آن هوا با آب فرآیند در هر نوع برج تعامل می کند، دو سبک مختلف از مناطق پلنوم را ایجاد می کند. این فضا تأثیر مستقیمی بر دسترسی به تعمیر و نگهداری دارد.
انواع برج خنک‌کن کانترفلو، از جریان افقی به عمودی در زیر رسانه پرکننده (پکینگها) استفاده می کنند. این امر دسترسی خوبی به حوضچه آب سرد (basin) می دهد. اما طراح مجبورست که بقیه‌ی قسمت های برج را با ارتفاع کلی کمتر و فشرده تری طراحی نماید. همین مسئله باعث ایجاد دسترسی محدود به انواع قطعاتی چون:
خواهد شد. بنابراین برخلاف مدلهای جریان متقاطع، کولینگ تاورهای جریان مخالف با دسترسی سخت‌تری برای تمیزکاری و سرویس روبرو می‌باشند. فلذا نگهداری آنی و توجه مداوم به این تجهیزات در بازه های زمانی نزدیک، امری مهم تلقی میشود.
برج خنک کننده جریان مخالف به کاهش نیازهای سر پمپ شما کمک می کنند. اما در شرایط آب و هوایی سرد، بیشتر دچار یخزدگی می شوند. بنابراین گاهاَ به نصب سرپمپ اضافه نیز نیاز است. توصیه میشود در فصول سرما از سنسورهای گرمازا که دارای هیتر هستند استفاده شود. نصب تکنولوژی های گرمازا موجب میشود تا دائماَ دمای سیال آنالیز شود. درصورت کاهش دمای سیال (آب) به کمتر از حد مجاز، این سنسورها وارد عمل میشوند و با افزایش دمای آب، از یخ بستن سیال و اخلال در روند دستگاه جلوگیری میکنند.
استفاده از مواد شیمیایی ضدیخ نیز میتواند گزینه ای مناسب باشد. درصورتیکه تا میزان مجاز به درون تشتک دستگاه ریخته شوند. (در استفاده از آنها زیاده روی نشود!)
در عملکرد پایین جریان، یک برج خنک کننده جریان مخالف، «فشار سر کمتر» و «نازلهای کمتری» برای توزیع آب در کل سطح مقطع پرکننده دارد که امکان توزیع ناهموار را فراهم میکند. توزیع نابرابر منجر به:
و… می شود. لوورها برای نگه داشتن آب در داخل یک برج خنک کننده طراحی شده اند. آنها از پاشش آبی که در شرایط محیطی زیر انجماد قابلیت تبدیل به یخ را دارد، جلوگیری می کنند. لوورهای یکپارچه که در پرکننده برخی از برجهای جریان متقاطع تعبیه شده‌اند، به حفظ آب در داخل پرکننده کمک میکنند. بنابراین هیچ سطح خارجی برای ایجاد یخ ایجاد نمی کنند. لوورهای برجهای جریان مخالف (کانترفلو)، از پرکننده نزدیک حوض آب سرد جدا هستند. پاشش آب متلاطم در حوضچه آب سرد، منجر به تجمع یخ در سطوح لوور (در هوای سرد) میشود