چکیده : چیلر و برج خنک کننده دو نوع مختلف از تجهیزات خنک کننده هستند، اگرچه هر دو آنها قادر به حذف گرما از مایع هستند. درک بهتر تفاوت های آنها ممکن است به ما در انتخاب سیستم خنک کننده و تجهیزات مناسب تری که بتواند نیازهای خنک کننده را بهتر برآورده کند، کمک کند.
تفاوت چیلر و برج خنک کننده چیست؟
چیلر و برج خنک کننده دو نوع مختلف از تجهیزات خنک کننده هستند، اگرچه هر دو آنها قادر به حذف گرما از مایع هستند. درک بهتر تفاوت های آنها ممکن است به ما در انتخاب سیستم خنک کننده و تجهیزات مناسب تری که بتواند نیازهای خنک کننده را بهتر برآورده کند، کمک کند. در این مقاله قصد داریم تا تفاوت های بین چیلر و برج خنک کننده را عمیق تر مورد بررسی قرار دهیم.
انواع متفاوت سیستم های خنک کننده
با شناخت انواع چیلرها و برج های خنک کننده می توان بیشتر به تفاوت این دستگاه ها در کاربرد و انتخاب پی برد.
انواع چیلرها کدامند؟
بر اساس نوع کندانسور، سه نوع چیلر اصلی مورد استفاده قرار می گیرد که عبارتند از:
- چیلرهای هوا خنک
- چیلرهای آب خنک
- چیلرهای تراکمی
همانطور که از نام آنها مشخص است، چیلرهای هوا خنک از هوا برای حذف حرارت در کندانسور با استفاده از فن ها برای وادار کردن هوا به لوله های در معرض کندانسور استفاده می کنند. در حالی که چیلرهای آب خنک از آب برای حذف گرما با استفاده از پمپ ها برای ارسال آب از طریق کندانسور آب بندی شده استفاده می کنند. به طور کلی نسبت به چیلرهای هوا خنک از نظر مصرف، انرژی بیشتری مصرف می کنند.
چیلرهای تراکمی می توانند با خنک کردن یک ماده را از حالت گاز به حالت مایع متراکم کنند. سپس گرما توسط ماده آزاد شده و به محیط اطراف منتقل می شود. معمولاً به عنوان یک دستگاه جایگزین چیلرهای هوا خنک یا آب خنک در نظر گرفته می شود.
انواع برج خنک کننده چیست؟
عمدتا دو نوع برج خنک کننده وجود دارد که شامل درفت های طبیعی و مکانیکی است. اجسام طبیعی گرما را با فرایند همرفت طبیعی رد می کنند. آنها عموماً مربوط به نیروگاه های هسته ای با ساختار عظیم هستند. درفت های مکانیکی از فن های بزرگ برای کشیدن هوای سردتر به داخل برج استفاده می کنند. پس از سرد شدن مایع خنک کننده داخل برج ، هوای محیط در سراسر نیروگاه یا سایر تجهیزات به گردش در می آید.
عوامل موثر در تقسیم بندی انواع برج خنک کننده
- مسیر جریان آب و هوا در برج خنک کننده
- نحوه ساخت برج خنک کننده
- روش انتقال حرارت در برج خنک کننده
انواع برج های خنک کننده در صنعت
برج خنک کننده فایبرگلاس، چوبی و فلزی اولین دسته بندی برج ها می باشد. ۳ پارامتر اصلی دسته بندی عبارتند از:
- جهت حرکت آب و هوا
- روش انتقال حرارت
- نوع مکش هوا
انواع برج خنک کننده از نظر شکل ظاهری
همچنین به صورت کلی از لحاظ شکل ظاهری این برج ها به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:
- کولینگ تاور مکعبی
- کولینگ تاور مخروطی
انواع برج های خنک کننده بر اساس جهت حرکت آب و هوا
- برج خنک کن جریان متقاطع
- برج خنک کن جریان نا هم سو
مقایسه روش کار برج خنک کننده و چیلر
طرز کار چیلر
سیستم چیلر در مورد انتقال و دریافت انرژی گرمایی است. از این رو تبدیل انرژی گرمایی اصل اساسی کار سیستم چیلر است. در فرآیند کار سیستم چیلر، انرژی گرمایی از نوعی ماده یا هر چیز دیگر به حلال یا ماده میانی منتقل می شود. در فرآیند انتقال انرژی گرمایی، انرژی گرمایش مواد نوک تیز جذب می شود و به وضعیت سرد تبدیل می شود که مقصد سیستم چیلر است.
عملکرد چیلرها وابسته به مواردی می باشد که در این مقاله به آن اشاره شده است در حالت کلی چیلر یکی از دستگاه های سیستم تهویه مطبوع می‌باشد که حرارت را از مایع مبرد که در اکثر اوقات آب است بر اساس سیکل تبرید تراکمی یا جذبی می زداید. چیلرها، با انواع مختلف در مکان های گوناگونی همچون ساختمان ها و مراکز صنعتی به عنوان سیستم سرمایشی استفاده می شود.
در حالت کلی چیلرها به سه دسته تقسیم می‌شوند که اساس این تقسیم بندی به صورت زیر می باشد:
- بر اساس نوع سیکل تبرید
- بر اساس ظرفیت ولتاژ دستگاه
- بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد
طرز عملکرد چیلر در هر یک از این دسته بندی ها متفاوت بوده و انواع مختلف چیلر در مکان های گوناگونی کاربرد دارد. مثلاً از مینی چیلرها در ساختمان های دارای ابعاد کوچک استفاده می شود و چیلرهای جذبی معمولاً در مراکز صنعتی و کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد.
طرز کار برج خنک کننده
یک برج خنک کننده با ترکیب آب گرم و هوا کار می کند. در فرآیند کار، آب حاصل از یک فرآیند صنعتی می تواند به یک برج خنک کننده پمپ شود تا با هوا در یک برج خنک کننده برخورد کند. پس از استخراج گرما، دمای آب را می توان سرد کرد؛ زیرا آب در حجم کم تبخیر می شود. آب خنک شده را می توان برای ادامه روند صنعتی ارسال کرد.
به عبارت دیگر طرز کار کولینگ تاور را می توان به این صورت توضیح داد که سیستم ها و فرآیندهای صنعتی حرارت زیادی را به شکل آب داغ تولید می کنند که این آب باید خنک گردد. این آب داغ از داخل کولینگ تاور عبور می کند و در معرض هوای خشک و خنک محیط قرار می گیرد. گرما بوسیله تبخیر دفع می گردد. این آب خنک مجدد وارد فرآیند شده و گرم می شود که این سیکل بارها و بارها تکرار می گردد.
آبگرم در برج خنک کن بوسیله نازل به قطرات ریز تبدیل شده و بروی پکینگ پاشیده می شود که موجب افزایش سطح تماس و افزایش میزان تبخیر می شود. فن که بالای برج خنک کننده قرار کرفته است هوا را از پایین دستگاه به سمت بالا، در خلاف جهت آب هدایت می کند، این هوا گرما و آب تبخیر شده را به اتمسفر خارج می کند.
آب گرم در این فرآیند خنک شده و بخشی از جرم خود را از دست می دهد که به صورت تبخیر همراه با هوا خارج می شود، سپس این آب خنک در تشت دستگاه جمع شده و به سمت سیستم مکش می شد.
کولینگ تاور به دلیل تبخیر مداوم آب مصرف آب بالایی دارد؛ به طوریکه در مناطق خشک و کم آب می توان از برج خنک کن مدار بسته، هیبریدی، آدیاباتیک یا خشک استفاده نمود و میزان مصرف آب را کاهش داد.
سایر کاربرد های برج خنک کننده و چیلر
یکی دیگر از تفاوت های چیلر و برج خنک کننده در کاربردهای آنها می باشد. چیلرها می توانند آب خنک کننده در دمای مایع یا آب ترموستاتیک با دمای پایین را برای خنک کردن تجهیزات و یا نگهداری تجهیزات در دمای ثابت، مانند اواپراتور چرخشی، مخزن تخمیر، میکروسکوپ الکترونی، راکتور شیمیایی با دمای پایین و سایر تجهیزات را فراهم می کند. به طور کلی چیلرها در صنایع پلاستیک و برنامه های تبرید استفاده می شود.
اما یک برج خنک کننده می تواند آب خنک را برای تولید برق و فرایندهای مکانیکی تامین کند. به عنوان مثال، برج های خنک کننده عموماً برای خنک کردن آب در گردش توسط نیروگاه های واقع در نزدیک رودخانه ها و دریاچه ها استفاده می شوند.
می توان گفت برج خنک کن به صورت گسترده در انواع صنایع به کار می رود؛ از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی، صنایع ذوب فلزات، ریخته گری، کوره های القایی، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک، صنایع تولید شیشه، صنایع تولید سرامیک و کاشی، صنایع تولید خودرو، صنایع رنگ، کارخانجات تولید لبنیات و مواد غذایی، صنایع تولید کاغذ و تقریباً هر جایی که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد.