برج خنک کننده ابارا؛ بهترین سیستم مدار باز جهت خنک نمودن آب در مناطق شرجی

برج خنک کننده به طور گسترده در جهان برای خنک کردن آب با هزینه کم و با استفاده از تبخیر استفاده می شود. برج‌های خنک کننده بیشتر در پالایشگاه‌های نفتی، پتروشیمی، شیمیایی، نیروگاه‌های حرارتی و در سیستم‌های HVAC به منظور سرمایش استفاده می‌شوند.

برج‌های خنک کننده، بسته به جریان هوا و آب در تنظیمات مختلفی قرار می‌گیرند. آنها باید به درستی انتخاب شوند تا راندمان بالایی داشته باشند. تأمین آب یکی از تأثیرات مهم برج‌های خنک کننده است. برج خنک کننده ابارا یا کراس فلو و جریان مخالف یکی از انواع بسیار کاربردی برج‌های خنک کننده می‌باشد.

برج خنک کن ابارا

برج خنک کننده جریان‌ متقاطع یا برج‌ خنک‌ کن کراس ‌فلو (Cross Flow Cooling Tower) نوعی سیستم مدار باز جهت خنک نمودن آب محسوب می‌شود. برج خنک‌ کن جریان متقاطع برای اولین بار توسط شرکت ابارا در ژاپن برای خنک‌ کردن آب در مناطق شرجی ارائه گردید و به همین دلیل در صنایع برودتی تحت عنوان برج خنک کننده ابارا نیز شناخته می‌شود.

عملکرد برج خنک کننده ابارا

در برج خنک کننده ابارا جریان آب از بالای برج به سمت پایین پاشیده شده و هوا از قسمت پایین توسط یک فن یا پروانه در جهت عمود بر جریان آب دهش یا مکش ‌شده و در این ارتباط جریان آب در سطح عرضی کولینگ تاور خنک می‌گردد. نوع ساختار برج خنک کننده کراس فلو به شکل هندسی مستطیل می‌باشد و جریان هوا از دو طرف توسط لوور یا دریچه‌های ورودی سرتاسری به داخل کشیده می‌شود.

مقایسه برج خنک کننده جریان متقاطع با جریان مخالف

• ارتفاع کمتری در مقایسه با انواع کولینگ‌ تاور جریان ‌مخالف دارد
• به مساحت بیشتری جهت انجام عملیات خنک‌ سازی نیاز دارد. همچنین آب در برج‌خنک ‌کن جریان‌ متقاطع در یک جریان سطحی خنک می‌شود تا در ریزش در لایه‌های مختلف (ارتفاع)
• نوع پکینگ یا سطوح خنک‌ کن در برج خنک ‌کننده جریان‌ متقاطع از نوع شانه تخم ‌مرغی است، ولی نوع پکینگ‌ مدیا در برج خنک کننده جریان ‌مخالف از نوع فیلمی یا آبشاری می‌باشد.
• دارای افت فشار کمتری است (به دلیل ارتفاع کمتر) و این موضوع کاهش توان مصرفی پمپ سیرکولاتور نسبت به انواع برج‌ خنک‌ کن جریان‌ مخالف را باعث می‌شود.
• امکان ارسال در ظرفیت‌های بالا به صورت غیرترافیکی و مونتاژ درب کارخانه را دارا است (به دلیل تولید به صورت مستطیلی)
• نازل‌های بکار رفته در برج‌ خنک‌ کننده جریان‌ متقاطع از نوع پروانه‌ای است، ولی در کولینگ‌ تاور کانترفلو از انواع نازلهای دایره ‌پاش و نازل مربع‌ پاش جهت پاشش آب استفاده می‌شود.
• ورودی آب از قسمت‌های بالا در دو طرف و تشتک‌های سوراخ دار انجام می‌شود و مثل برج‌های مدور و مکعبی دارای فلنچ ورودی و خروجی آب نیست.
• برای انجام امور بازدید، تعمیر و نگهداری، دریچه ورودی در بخش پنل مرکزی به منظور عبور و مرور اپراتور تعبیه شده است.
• ارتفاع چیدمان سطوح خنک‌ کننده یا پکینگ‌ مدیا در کولینگ ‌تاور جریان‌ متقاطع خیلی بیشتر از جریان‌ مخالف است، زیرا در طراحی این مدل از برج ‌خنک‌ کن، حتی تا ۵ لایه پکینگ با ارتفاع هر لایه ۵۰ سانتی‌متر نیز استفاده می‌شود.
• برج ‌خنک‌ کننده جریان ‌متقاطع بیشتر در مناطقی با نسبت رطوبت بالا یا خیلی مرطوب استفاده می‌شود، در حالیکه برج ‌خنک ‌کننده جریان ‌مخالف بیشتر در مناطق خشک کاربری دارد.
• چیدمان پکینگ‌ها در برج‌خنک‌ کننده جریان ‌متقاطع در نزدیکی دهانه‌ی لوورها یا دریچه‌های ورود هوا است، ولی در برج‌های خنک‌ کننده جریان ‌مخالف، این سطوح تبادل حرارت در بخش مرکزی برج قرار گرفته است.
• جریان ورودی هوا در برج‌ خنک ‌کننده جریان ‌متقاطع از دو طرف وارد دستگاه می‌شود، در صورتی که در کولینگ ‌تاورهای مکعبی و مخروطی با جریان ناهمسو هوا از چهارطرف به سمت داخل مکش انجام می‌شود.

مهمترین مزایای برج خنک کننده ابارا

• راندمان بالا در مناطق رطوبتی و کاهش دمای آب در محدوده دمایی پایین
• امکان تولید به صورت چندسلولی و کنترل مصرف انرژی (خاموش نمودن یک یا چندموتور در زمان بار کم)
• کاهش هزینه‌های حمل (هزینه‌های بارترافیکی و بزرگ) به دلیل ابعاد مستطیلی در ظرفیت‌های بالا
• امکان تولید به صورت یکپارچه در ظرفیت‌های بالا به دلیل دارا بودن ساختار مستطیلی شکل
• فضای کمتری را نسبت به مدل مخروطی و همچنین ارتفاع کمتری را نسبت به مدل مکعبی اشغال می‌کند
• هزینه مونتاژ در محل در ظرفیت‌های بالا به دلیل امکان تولید به صورت مونتاژ درب کارخانه کمتری را دارا می‌باشد
• تعمیر و نگهداری آن آسان و امکان دسترسی راحت به تمامی اجزای داخلی برج‌ خنک‌ کننده وجود دارد.

سیستم توزیع آب در برج خنک‌ کننده ابارا

سیستم توزیع آب در ابارا به صورت ثقلی می‌باشد؛ یعنی آب با فشار پمپ از طریق لوله به بالای تشت می رسد و از طریق باکس توزیع به آرامی به روی سطح تشت توزیع پخش می‌شود. در زیر تشت در ردیف‌های متوالی سوراخ‌هایی وجود دارد که آب به صورت قطره به سمت پایین و روی پکینگ‌ها حرکت می‌کند.

پکینگ برج خنک کننده ابارا

آب در برج خنک کن، روی پکینگ‌ها حرکت می‌کند. در طی این فرایند نیز به طور همزمان هوا از لبه‌های کناری وارد دستگاه شده و از میان صفحات پکینگ برج خنک کننده عبور می‌کند. مبادله حرارت و جرم در ناحیه پکینگ صورت می‌گیرد و به این طریق آب خنک شده و در تشت دستگاه جمع می‌شود.

پکینگ برج خنک کننده ابارا نقش اصلی را در ایجاد سطح تماس میان آب و هوا بر عهده دارد و در حقیقت قلب برج می‌باشد. این پکینگ از ورق‌هایی از جنس PVC ساخته شده است که دارای گام و مشخصات مشخص و خاصی است.

برای تهیه این نوع پکینگ مطابق با نمونه اصلی باید با شرکت سازنده کولینگ تاور طرح ابارا تماس حاصل فرمایید. در تصویر زیر کاتالوگ برج خنک کننده ابارا (سری MX) را ملاحظه می فرمایید.

این برج را می‌توان به صورت ماژولار در کنار یکدیگر نصب نمود، به همین دلیل این برج فضای کمتری را اشغال خواهد کرد. به دلیل ورود هوا از دو طرف برج خنک کننده جریان متقاطع و بسته بودن دو طرف دیگر، می‌توان سلول‌های برج خنک کننده را به صورت مدولار در حالی که فضای کمی را اشغال کرده‌اند، در کنار هم و به صورت سری قرار داد.

در دو طرف بسته دستگاه نیز امکان طراحی درب ورودی وجود دارد. بنابراین ورود اپراتور و تعمیرات برج خنک کننده به درون دستگاه به راحتی امکان پذیر است. معمولاً به دلیل ملاحضات مربوط به شکل گیری مسیر جریان هوا و آب، ساختار دستگاه بزرگتر بوده و ساخت این دستگاه نیز پر هزینه‌تر از برج خنک کننده جریان مخالف است.

قیمت برج خنک کننده ابارا

قیمت برج خنک کننده یا کولینگ تاور ابارا به پارامترهای بسیار زیادی وابسته است که مهمترین پارامترها شامل کیفیت تجهیزات و قطعات مورد استفاده در تولید برج خنک کن می‌باشند. البته جنس بدنه نیز تأثیر قابل توجهی بر تعیین قیمت برج خنک کن ابارا دارد. البته عوامل تاثیرگذار دیگری نیز در نوسانات قیمت برج خنک کننده دخالت دارند.

مواردی مثل کیفیت الکتروموتور، کیفیت پکینگ‌ها، جنس بدنه، مکعبی یا گرد بودن دستگاه، قالبی بودن یا نبودن پنل‌های مورد استفاده در تولید بدنه برج‌های فایبرگلاس.

همچنین پارامترهای دیگری مثل جنس قطره‌گیرها و چکه گیرها، چدنی یا فولادی بودن اسپرینکلر، ظرفیت برج که می‌تواند در دامنه ۲۰ تا ۳۰۰۰ تن بروت تغییر کند، مونتاژ یا دمونتاژ بودن کولینگ که به اندازه قالب‌های تولید کننده و همزمان ظرفیت دستگاه وابسته می‌باشد و… نیز بر هزینه کولینگ تاورهای ابارا تأثیر مستقیم و غیرمستقیم دارند.