برج خنک کننده هیبریدی و نحوه عملکرد آن

برج خنک کن هیبریدی دستگاهی صنعتی است که با استفاده از دو مدار هوا خنک و آب خنک، سیال مورد نظر را سرد می کند. استفاده از کویل مجزای هوا خنک در بخشی از سال، باعث کم شدن و صرفه جویی در مصرف آب خواهد شد. این تعریف خلاصه و کوتاهی از Hybrid cooling tower بود. احتمالا قبل از خواند این مقاله در ذهن شما یک سا چند مورد از سوالهای زیر ایجاد شده است.

 

چگونه می توانیم مصرف آب برج خنک کن را کم کنیم؟

راه صرفه جویی آب در کولینگ تاور چیست؟

برای مناطق خشک سیستم سرمایشی مناسب است؟

آیا می توان از بخار آب خروجی از Cooling tower مجددا استفاده کرد؟

میزان کاهش مصرف آب در برج خنک کننده هیبریدی چقدر است؟

قیمت کولینگ هیبریدی چقدر است؟

پاسخ این سوالها همگی به گونه ای با مفهوم پکینگ نت اسپلش در ارتباط است. به همین دلیل، در این مطلب سعی کردیم توضیحات فنی و اقتصادی مناسب در مورد برج های خنک کن کم مصرف هیبریدی و هوا خنک خدمت شما عزیزان ارائه کنیم.

هیبرید به چه معنی است؟

بهتر است اول از همه با مفهوم واژه ) بیشتر آشنا شویم. هیبرید در لغت به معنی ترکیب دو یا چند روش و یا رویکرد متفاوت، با هدف بهبود راندمان و عملکرد کلی مجموعه و بهره بردن از مزیتهای هر روش است. به عنوان مثال خودرو یا ماشین هیبریدی ترکیبی از موتور احتراق داخلی و باتری است. با ترکیب این دو روش، یک وسیله نقلیه هیبرید می تواند مسافت بیشتری نسبت به انواع بنزینی یا برقی طی کند و در عین حال آلایندگی بسیار کمتری نیز دارد.

در برج خنک کن، روش هیبرید با ترکیب دو حالت هوا خنک و آب خنک، موجب کاهش مصرف آب کولینگ می شود.

در حالت کلی برج های خنک کننده از لحاظ نحوه خنک کردن آب به سه گروه تقسیم می شوند:

کولینگ تاور هلر بتنی نیروگاهی(Dry Cooling tower)

این نوع برج خنک کن صرفا با گردش جریان هوا کار می کنند و تبخیر آب در روند خنک کاری آنها تاثیری ندارد. نمونه قابل توجه این گروه را می توان در سیستم خنک کاری نیروگاه مشاهده کرد. در این مدل Cooling tower آب از داخل رادیاتور در قسمت پایینی بدنه رد شده، و اختلاف فشار بین دهانه بالایی برج و قسمت پایینی، موجب ایجاد جریان هوا و خنک شدن سیال(آب) داخل رادیاتور می گردد. البته در برخی نمونه های این نوع برج خنک کن، برای افزایش شدت جریان هوا از فن نیز استفاده می گردد. باید توجه داشت که فرم مخروطی یا بتونی کولینگ تاور نیروگاهی، دلیل بر خشک بودن آنها نیست و در برخی موارد این نوع برجهای خنک کن از آب برای سرد کردن استفاده می کنند 

تصویر کولینگ تاور بتنی نیروگاهی خشک(برج خنک کن هلر)

  Wet Cooling tower

نمونه کولینگ تاور مدار باز فایبر گلاس(برج خنک کننده تر) تولیدی با بهترین کیفیت و قیمت مناسب

  Hybrid Cooling Tower

)، ترکیبی از برج خنک کننده خشک و کولینگ آب خنک است که در زمان اوج گرما از تبخیر آب، و در سایر موارد از هوای محیط برای سرمایش سیستم استفاده می کند. 

مزیت اصلی برج خنک کن هیبرید، کاهش قابل توجه مصرف آب متوسط سالیانه است. با استفاده از کولینگ تاور هیبریدی، بر اساس شرایط پروژه و موقعیت جغرافیایی می توانید بین 40 تا 80 درصد، بصورت متوسط در تامین آب میک-آپ، صرفه جویی کنید.

البته برج خنک کن هیبرید هزینه اولیه ساخت بالاتری دارد و در عین حال ابعاد آن بزرگتر از کولینگ تاور مدار بسته و مدار باز می باشد.

روش کاهش مصرف آب در کولینگ هیبرید بدین ترتیب است که سیال یا آبی که نیاز به سرد شدن دارد، ابتدا به بخش بالایی کولینگ تاور(کویل هوا خنک) وارد می شود. در این بخش آب یا سیال مورد نظر، ابتدا در کویل ها و توسط هوای محیط تا حدی سرد می گردد. این مرحله از کاهش دما در بسیاری از فصول سال کمک میکند تا درصد خنک کاری مورد نیاز توسط تبخیر تا حد قابل توجهی کاهش یابد.

در تصویر زیر نمودار دمای متوسط سالیانه ایران را می بینید. مطابق اطلاعات این نمودار در فصلهای پاییز، زمستان و بهار و همچنین در طول مدت شب، امکان صرفه جویی مصرف آب بین 40 تا 80 درصد به صورت سالیانه وجود دارد.

پس از گذر آب از مبدل هوایی، سیال به قسمت پایینی برج خنک کن هیبرید منتقل می گردد و توسط نازل بر روی پکینگ پاشیده شده و یا داخل لوله های سیکل بسته آب تبخیری خواد شد. در نهایت تا رسیدن دمای سیال به دمای ایده آل، تبخیر سطحی سیال را سرد می کند.

نکته بسیار مهم در برج های خنک کننده هیبرید این است که در فصول پاییز، زمستان و بهار، درصد قابل توجهی از انتقال حرارت و سرمایش توسط سیستم کندانسور هوایی انجام می پذیرد و به همین خاطر مصرف آب سالیانه Hybrid Cooling tower نسبت به سایر مدل های کولینگ تاور کمتر است. 

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید مدار بسته

نیاز کمتر به آب عاملی اصلیست که موجب شده پکینگ برج خنک کننده کولینگ تاور گزینه مناسبی برای مناطق نسبتا خشک و پروژه هایی که امکان تامین آب در آنها بسیار دشوار است، باشد. در چنین پروژه هایی برج خنک کننده کم مصرف هیبریدی، میزان تبخیر آب را کنترل کرده و تا جای ممکن با استفاده از سیستم هوا خنک، دمای کولینگ واتر را کم می کند. تولید و ساخت کولینگ تاور هیبرید نیازمند آشنایی با علم مکانیک سیالات و انتقال حرارت بوده و انجام شبیه سازی و محاسبات اولیه در آن بسیار مهم است. 

در تصویر زیر مقایسه ای کلی بین ابعاد و قیمت حدودی برج خنک کن مدار باز، کولینگ تاور مدار بسته و برج هیبریدی را ملاحظه می کنید.

اختلاف قیمت و تفاوت اندازه در برج خنک کننده هیبریدی، مدار بسته و مدار باز

برج خنک کننده هیبرید برای چه دما و شرایطی توصیه می شود؟

اما در مثال دیگری اگر دمای آب ورودی به کولینگ تاور 35 درجه، دمای آب خروجی 29.5 درجه سانتیگراد و دمای حباب تر در حدود 25 درجه باشد، استفاده از کولینگ هیبریدی توجیه اقتصادی ندارد و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف آب اتفاق نمی افتد.

به این خاطر بهتر است قبل از اقدام به خرید پکینگ رندوم اسپلش ، طرح امکان سنجی و نیاز سنجی برای استفاده از هایبرید کولینگ تاور با همکاری یک مشاور تهیه کنید و ببینید آیا برج هایبرید برای کاربری مورد نظر شما مناسب است یا خیر؟

ما با استفاده از نرم افزارهای معتبر اروپایی و آمریکایی، و تجربه مناسب در صنایع مختلف، آماده ارائه خ هستیم.

مقدار صرفه جویی آب مورد نیاز در کولینگ هیبرید

هدف اصلی ساخت برج خنک کن Hybrid، کم کردن مصرف آب سالیانه است. اما بعضی از مشاور ها و پیمانکاران، در مورد مقدار کاهش مصرف آب سیستم هیبریدی اغراق می کنند تا مشتری بیشتری جذب کنند. واقعیت این است که در آب و هوای ایران، مقدار صرفه جویی مصرف آب در Hybrid cooling tower و در یک سال تقریبا بین 40 الی 80 درصد خواهد بود. تغییرات دقیق کاهش مصرف آب برج خنک کننده دوگانه، با توجه به دمای آب ورودی و خروجی و وت بالب(wet bulb) محاسبه می شود. 

حداکثر مقدار صرفه جویی در مصرف آب در برج خنک کن هیبریدی چقدر است و به چه روشی انجام  می شود؟

برای کاهش مصرف آب در کولینگ تاور های هیبریدی، معمولا اعدادی بین 40 تا 80 درصد بیان می شود. البته این مقدار صرفه جویی در مصرف متوسط سالیانه آب است. اگر شرایط عملکرد شما به گونه ای باشد که نیاز به کاهش مصرف آب به مقداری بیشتر از 50 درصد داشته باشید(مثلا پروژه در استانهای یزد، اصفهان و یا کرمان واقع شده باشد)، دیگر استفاده از سیستم هیبرید عادی امکان پذیر نیست. پیشنهاد ما در این شرایط بکار گرفتن سیستم هیبرید ترکیبی است که امکان صرفه جویی آب بیشتر از 50 درصد در طول سال را هم فراهم می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این نوع سیستم Hybrid cooling tower با ما تماس بگیرید.

انواع مختلف برج خنک کننده هیبرید

برج هیبرید را می توان به سه دسته مختلف تقسیم کرد. این سه دسته با توجه به نحوه کارکرد کولینگ تاور، طبقه بندی می شود. ارزانترین نوع که کمترین مقدار صرفه جویی در مصرف آب را هم دارد، سیستم کولینگ هایبرید مدار باز است. در این مدل، قسمت بالای برج تعدادی کویل هوا خنک دارد که پس از رد شدن آب از آنها، نهایتا بر روی فیلینگ ها پاشیده می شود. مقدار کاهش مصرف آب در این سیستم (هیبرید مدار باز)، بین 20 تا 40 درصد نسبت به متوسط مصرف سالیانه است.

نوع دوم برج خنک کن هیبرید مدار بسته است. در این مدل از کولینگ تاور آب پس از عبور از کویل هوا خنک، وارد کویل های آب خنک می شود که روی آن آب پاشیده خواهد شد. صرفه جویی در مصرف آب این نوع کولینگ تاور بین 30 تا 50 درصد است.