أنواع أبراج التبريد وفكرة عملها، أنواع أبراج التبريد، أبراج التبريد عبارة عن مبادلات حرارية متخصصة تزيل الحرارة من الماء بشكل أساسي عن طريق فقدان الحرارة الكامنة من التبخر عند ملامستها لتيار الهواء، بصرف النظر عن التبريد بالتبخير، يتم أيضًا تبريد الماء عن طريق نقل حرارة معقول بسبب اختلاف درجة الحرارة بين الهواء والماء.
أنواع أبراج التبريد
ولكن بدلاً من التوصيل الحراري المعتاد للقذيفة والأنبوب أو المبادلات الحرارية للوحة ، فإنها تولد التبريد عن طريق ملامسة الهواء والماء عند التلامس. تصنف أبراج تبريد الهواء أيضًا على أنها أبراج هوائية وأبراج سحب طبيعية وأبراج سحب ميكانيكية. يتم تصنيف أبراج السحب الميكانيكية إلى نوع السحب الإجباري ونوع السحب المستحث. .
أبراج تبريد الهواء
هذا هو أبسط نوع من أبراج التبريد. وتتكون من غرفة مستطيلة ذات جدران مغطاة بفتحات في الطرف المقابل. فتحات التهوية عبارة عن أجهزة تعمل كحاجز لتشتت ضوء الشمس ، وتعطي الفتحات اتجاهًا للرياح المتدفقة حيث يدخل الهواء الجوي إلى برج التبريد اعتمادًا على سرعة الرياح الموجهة من الفتحات حيث يمتلئ البرج تعتبر حشوات التلامس بين الهواء والماء رخيصة ولكنها غير فعالة لأن الأداء مدفوع إلى حد كبير بسرعة الرياح واتجاهها.
أبراج التبريد ذات السحب الطبيعي
يُطلق على برج السحب الطبيعي أيضًا اسم البرج الزائدي لأنه هيكل خرساني كبير ذو شكل زائدي ، حيث يطلق عليه أيضًا البرج لأن حركة الهواء تحدث بشكل طبيعي داخل البرج.
يدخل الهواء من القاع ويتناثر الماء عندما يلمس الحزم ويشكل شكل القطرات. تؤدي هذه القطرات إلى منطقة نقل حرارة جيدة. تؤدي درجة حرارة الهواء المرتفعة والرطوبة إلى تقليل كثافته ، مما يجعله أكثر قدرة على الطفو نسبيًا ويرتفع بشكل طبيعي. يتم وضع مانعات الانجراف في البرج لالتقاط قطرات السائل التي قد تكون محاصرة بالهواء.
أبراج التبريد ذات السحب الإجباري
أبراج السحب القسري هي نوع من أبراج السحب الميكانيكية لأنها تستخدم المراوح لتحريك الهواء داخل برج التبريد. تستخدم أبراج السحب القسري مراوح في أسفل البرج لدفع الهواء إلى برج التبريد وجعل الآلية القسرية أكثر كفاءة نسبيًا من برج السحب الطبيعي.
إذا كانت المراوح كبيرة بما يكفي ، فقد تتسبب في حركة هواء غير منتظمة أثناء مرورها عبر مادة التغليف. أكبر عيب في برج السحب القسري هو أنه قد يلتقط هواء الخروج من الخارج ويدفعه للخلف داخل برج التبريد. يقلل هذا الدوران أيضًا من كفاءة البرج لأن مستوى التشبع يزيد الهواء الداخلي.
أبراج التبريد المستحث
تم تصميم أبراج السحب المستحثة للتخلص من تأثير إعادة التدوير الذي يحدث في أبراج السحب القسري حيث يتم وضع المراوح في أبراج السحب المستحثة في أعلى برج التبريد وتكون مساحة مدخل الهواء أسفل البرج عندما تكون المروحة يتم تشغيل الشفط في الجزء السفلي من البرج بسبب تدفق الهواء
في آلية التدفق العكسي للعملية ، ستكون الطاقة المطلوبة لتحريك الهواء عالية لأن دخول الهواء إلى العبوة سيواجه مقاومة قصوى بسبب خروج السائل من العبوة حيث يمكن تشغيل أبراج السحب المستحثة في التدفق المتزامن ، تدفق التيار المعاكس والتدفق العرضي.
فكرة عمل تصميم برج التبريد
مبدأ العمل لبرج التبريد هو التبريد التبخيري حيث يتم إدخال الماء الساخن في المعدات من أعلى برج التبريد ويتدفق الماء الساخن عبر أنبوب ويتم صنعه من خلال فوهات الرش حيث يتدفق الماء إلى البرج بالشكل من القطرات وميزة القيام بذلك هي أن مساحة السطح الملامسة للهواء تزداد وتنخفض المياه بسبب تأثير الجاذبية.
حيث يدخل الهواء إلى الجهاز من خلال قاع برج التبريد ويسقط الماء على مادة التعبئة. مادة التعبئة هي المنطقة التي يحدث فيها التلامس الحميم للهواء والماء الساخن. تسمى مادة التعبئة أحيانًا أيضًا الحزم أو الحواجز. الغرض من مادة التعبئة هو زيادة مساحة السطح الفعالة المسؤولة عن نقل الحرارة
بعد التلامس بين الماء الساخن والهواء ، يحدث التبريد التبخيري ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الماء وزيادة درجة حرارة الهواء. يتم جمع الماء المبرد من أسفل برج التبريد ويرتفع الهواء الدافئ ويتحرك للخارج من أعلى برج التبريد.
معالجة مياه برج التبريد
نظام معالجة مياه برج التبريد هو عبارة عن ترتيب للتقنيات التي تزيل الشوائب الضارة من مياه تغذية برج التبريد أو تداولها أو تصريف المياه.
سيعتمد التكوين المحدد لنظامك على عدة أشياء بما في ذلك:
- ما نوع برج التبريد لديك (مفتوح دائري ، مرة واحدة أو حلقة مغلقة).
- جودة مياه التغذية الخاصة بك.
- متطلبات جودة التصنيع الموصى بها لبرج التبريد والمعدات.
- كيمياء / تركيب مياه الدورة الدموية.
- المتطلبات التنظيمية للتصريف.
- ما إذا كان سيتم معالجة التفريغ لإعادة استخدامه في برج التبريد أم لا.
- نوع المبادل الحراري.
- دورة التركيز.
مكونات برج التبريد
يمكن تقسيم أجزاء برج التبريد إلى أجزاء هيكلية وميكانيكية وكهربائية. المكونات الهيكلية عبارة عن معدات ثابتة مثل الحوض ، وإطار البرج ، وسطح المروحة ، والغلاف والفتحات. من ناحية أخرى ، الأجزاء الميكانيكية عبارة عن معدات دوارة ومراوح وأعمدة ومخفضات سرعة. تتكون الأجزاء الكهربائية من المحركات وأجهزة التحكم الخاصة بها.
- تعبئة السطح الرطب: يؤدي هذا إلى زيادة مساحة سطح برج التبريد للسماح بسطح التلامس الأمثل ووقت التلامس بين الهواء والماء مع توفير الحد الأدنى من القيود على تدفق الهواء.
- نظام التوزيع: يعتمد نظام التوزيع على نوع برج التبريد حسب تدفق الهواء إلى الماء. تستخدم أبراج التبريد ذات التدفق المتقاطع نظام توزيع تدفق الجاذبية حيث يتم توزيع المياه على ارتفاع أعلى من الحشوة. بالنسبة لأبراج التبريد ذات التدفق المعاكس ، يتم استخدام أنظمة رش الماء المضغوط.
- مزيلات الانجراف: تمنع مزيلات الانجراف قطرات الماء من الهروب عن طريق إحداث تغييرات مفاجئة في مسار مجرى الهواء مع مرور تيار الهواء. تؤثر قطرات الماء الكبيرة على جدران مانع الانجراف مما يؤدي إلى عودة هذا الماء إلى برج التبريد.
- فتحات التهوية: مآخذ الهواء هي جزء من برج التبريد الذي يعمل ككتلة لرش الماء والضوضاء والحطام ، وتكون الفتحات شائعة في أبراج التبريد ذات التدفق المتقاطع بينما تستخدم أحيانًا للتدفق المعاكس.
- الغلاف: تتمثل وظيفة الغلاف في توفير السكن ونقل الأحمال إلى إطار البرج ، كما أنه يعمل على احتواء الماء داخل برج التبريد.
- المروحة والمحرك وعمود القيادة ومخفض السرعة: تدفع المراوح الهواء إما داخل أو خارج برج التبريد اعتمادًا على نوع المسودة المطلوبة للتطبيق والمحرك الرئيسي هو المحرك حيث ينتقل عزم الدوران من المحرك عن طريق العمود إلى المحرك المروحة أو علبة التروس وتتطلب أبراج تبريد كبيرة ذات مراوح كبيرة وثقيلة علب تروس لزيادة عزم الدوران مما يلغي الحاجة إلى المحركات الثقيلة وبالتالي يلغي الحاجة إلى هيكل أقوى وفي بعض الحالات يتم استخدام مجموعات الحزام والبكرة بدلاً من علب التروس.
- وحدة المروحة: وحدة المروحة ، والتي يشار إليها أيضًا باسم أسطوانة المروحة أو غطاء المروحة ، تعزز كفاءة المروحة من خلال إنشاء مدخل هواء جيد الشكل لإنشاء تدفق هواء سلس إلى المروحة. يساعد على تصريف الهواء على ارتفاعات أعلى ، مما يقلل من إعادة الدوران والتداخل.
- سطح المروحة: يعمل هذا كدعم لأسطوانات المروحة وكعضو هيكلي لنقل الأحمال عبر إطار البرج.
- الصمامات: الصمامات ضرورية للتحكم في مستوى الماء داخل برج التبريد والصمامات المستخدمة في أبراج التبريد هي صمامات عزل وصمامات التحكم في التدفق.
- وعاء التوزيع: عبارة عن وعاء عميق أو حوض صغير به فتحات أو فوهات تقع فوق الحشوة وهذا جزء من نظام التوزيع لبرج تبريد متقاطع التدفق حيث تعمل الجاذبية على توزيع الماء الساخن بالتساوي من خلال مادة التعبئة.
- الهيكل الهيكلي للبرج: يدعم إطار البرج برج التبريد بأكمله وينقل جميع الأحمال إلى الأساس. المواد الشائعة المستخدمة للإطار هي الخرسانة والخشب وغالبًا ما تكون مصنوعة من الألياف الزجاجية والفولاذ المقاوم للصدأ.
في ختام مقالنا اليوم تكلمنا عن أنواع أبراج التبريد وفكرة عملها، معالجة مياه برج التبريد، أبراج التبريد ذات السحب الإجباري، ومكونات برج التبريد.