بدأ ظهور أبراج التبريد في القرن التاسع عشر بمجرد تطوير المكثفات لاستخدامها في بخار المحركات. خلال القرن العشرين ، تم إحراز المزيد من التقدم التكنولوجي في مجال الكهرباء قوة عززت صناعة التوليد التقدم في بناء أبراج التبريد داخل المدينة كإنشاءات قائمة بذاتها أو كبرك تبريد كبيرة خارج المدن.في الوقت الحاضر ، تُستخدم هذه الأبراج بنشاط في كل من المصانع الصغيرة والكبيرة من خلال مراعاة المتطلبات والتطبيقات. مع القدرة على التعامل مع كمية هائلة من المياه ، تتيح هذه الأبراج إعادة تدوير المياه لمزيد من التطبيقات. تتناول هذه المقالة تحديدًا أداء برج التبريد ومكوناته وأنواعه.
ما هو برج التبريد؟
أبراج التبريد هي أبراج مخصصة للتبادل الحراري تساعد في تقليل درجة الحرارة من المياه الساخنة المتداولة ، والتي يتم تسخينها أثناء العملية الصناعية.
برج التبريد
في هذه العملية ، يتم ضخ تيار المياه من العملية الصناعية إلى برج التبريد من خلال صمام مدخل المياه ويلتقي بالهواء في برج التبريد. بمجرد استخراج الحرارة ، يبدأ الماء في التبخر بأحجام صغيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الماء ، مما يؤدي إلى إرسال الماء المبرد لمواصلة العملية الصناعية.
مكونات برج التبريد
بعض المكونات الهامة مذكورة أدناه.
مزيل الانجراف
يقع في أعلى البرج ، وهو يتجنب تسرب قطرات الماء والأبخرة إلى الغلاف الجوي. الغرض الأساسي منه هو ضمان عمل البرج بفعالية من خلال الحفاظ على معدل الانجراف عند أدنى مستوى وتقليل حدوث انخفاض الضغط داخل البرج.
فوهات برج التبريد
وهي مصنوعة من مواد بلاستيكية عالية الجودة تمكن وتدعم توزيع الماء الساخن بشكل موحد داخل البرج.
محرك مروحة برج التبريد
يمنع محرك مروحة البرج المزود بمقاومة للانفجار تسريب المبادلات الحرارية. إنه يوفر ميزات مثل نظام الترحيل الزائد ونظام حماية ترحيل الأعطال الأرضية.
تعبئة برج التبريد
يستخدم هذا النوع من الأبراج وسائط تعبئة فعالة تتيح الحصول على مساحة أكبر بكثير لتوسيع الماء الساخن والسماح بالتبريد السريع. نوعان من حشوة برج التبريد هما التعبئة بالرش وتعبئة الغشاء.
حوض الماء البارد
يتم تصنيعها باستخدام RCC. تقوم بتجميع المياه الباردة وتخزينها في الجزء السفلي أو حوض برج التبريد.
شبكة برج التبريد
تمنع الشبكة تدفق الجسيمات غير المرغوب فيها من الغلاف الجوي إلى مياه التبريد.
صمام ينزف وصمام عائم
توفر هذه الصمامات عمرًا طويلاً مع صيانة أقل. يساعد الصمام المنفصل في الحفاظ على تركيز المعادن ، بينما يساعد الصمام العائم في الحفاظ على مستوى الملح ومستواه.
مدخل هواء برج التبريد
تمنع صمامات دخول الهواء دخول ضوء الشمس إلى الحوض ، مما يمنع نمو الطحالب ويقلل من التكلفة الكيميائية مع الصيانة المناسبة.
هيكل / جسم برج التبريد
يتم تصنيع الأبراج الحديثة باستخدام FRP (البلاستيك المقوى بالألياف) أو RCC فيما يتعلق بنوع التطبيق الذي يجب على البرج معالجته
يمكن أن يتم تصميم وتصنيف هذه الأبراج على أساس البناء وطرق توليد تدفق الهواء وطرق نقل الحرارة.
بناء
يختلف هذا البرج في الحجم من الوحدات الموجودة على السطح إلى الهياكل الكبيرة الزائدة. بناءً على نوع التطبيق ، يمكن أن يصل ارتفاع الهيكل إلى 200 متر وقطره 100 متر ، بينما يمكن أن يزيد ارتفاع الهياكل المستطيلة عن 40 مترًا وقطرها 80 مترًا.
انشاء ابراج تبريد
تُستخدم أبراج التبريد ذات القطرات الزائدة عادةً في محطات الطاقة النووية ، والمحطات التي تعمل بالفحم ، وصناعة تجهيز الأغذية ، والبتروكيماويات ، وغيرها من المنشآت الصناعية. تُستخدم هياكل Hyperboloid في النباتات الكبيرة بسبب القوة الفائقة ومقاومة القوى الخارجية واستخدام أقل للمواد.
على سبيل المثال ، يمتلك الهيكل الزائدي في مصافي البترول القدرة على تدوير حوالي 80000 متر مكعب من الماء في الساعة.
يوفر شكل القطعة الزائدة قاعدة عريضة لتلائم كل من الماء ونظام التبريد. يساعد التأثير الضيق الفريد للبرج في التدفق الانسيابي للماء المتبخر أثناء ارتفاعه ودفعه نحو الفتحة الواسعة في الأعلى ، حيث يتلامس الهواء الساخن مع الهواء الجوي.
مبدأ العمل لبرج التبريد
هناك أنواع مختلفة من أبراج التبريد تم تطويرها لتلبية الاحتياجات الصناعية المتنوعة. مبدأ العمل الشائع الذي تستخدمه معظم الأبراج هو 'التبريد بالتبخير'.
مبدأ عمل برج التبريد
يوصف التبريد التبخيري بأنه عملية يتم فيها ضخ الماء الدافئ من العملية الصناعية إلى البرج حتى يصل إلى نظام التوزيع. توزع فوهات البرج هذه المياه إلى الحجرة الرطبة وتقوم في نفس الوقت بسحب الهواء الجاف لمعالجة الماء الساخن. يفقد الماء درجة حرارته تدريجيًا وتتجمع قطرات الماء في الحوض عند قاعدة البرج. ومع ذلك ، فإن القطرات الأخف وزنًا التي تسعى جاهدة للتحرك صعودًا في الغلاف الجوي يتم منعها بواسطة مانع موجود في الأعلى. يتم استخدام هذا النوع من العمليات في برج التبريد بمروحة السحب الطبيعي.تستخدم بعض الأبراج مروحة سحب قسرية ومستحثة. في هذا النوع يتم وضع المروحة خارج البرج وفي الجزء العلوي لتدوير الهواء الجوي من أعلى إلى أسفل.
المميزات والعيوب
ال مزايا وعيوب برج التبريد تشمل ما يلي.
مزايا
- كفاءة تبريد عالية
- يحتاج إلى صيانة أقل
- الموثوقية والاستدامة
- يمكن تشغيلها لفترة أطول
سلبيات
- إمكانية حدوث تآكل وتآكل في قاعدة وجسم أبراج التبريد
التطبيقات
ال تطبيقات التبريد برج يشمل ما يلي.
تستخدم أنظمة التبريد HVAC التقليدية في المستشفيات ومراكز التسوق والمدارس ومباني المكاتب. تُستخدم أبراج أكبر بكثير لتقليل درجة حرارة المياه المتداولة في مصافي النفط ومصانع البتروكيماويات ومعامل معالجة الغاز الطبيعي وغيرها من المصانع الكبرى لمعالجة كميات ضخمة من المياه الساخنة.
أسئلة وأجوبة
1). ميّز بين مروحة السحب الطبيعية ومروحة السحب الإجبارية والمستحثة
في السحب الطبيعي - يكون تدفق الهواء طبيعيًا ويعتمد على ظروف خروج ومدخل الهواء. لا توجد طاقة مطلوبة بخلاف ضخ المياه إلى الخزان
في السحب الإجباري - يتم نفخ الهواء عبر مروحة موجودة أعلى برج في مدخل الهواء. مطلوب طاقة إضافية لتشغيل المروحة.
2). قائمة تطبيقات برج التبريد
تُستخدم أنظمة HVAC التقليدية في المدارس والمستشفيات والمكاتب وما إلى ذلك.
تستخدم الأبراج الكبيرة في صناعات مثل البتروكيماويات والصلب والمحطات النووية ، إلخ.
3). ما فائدة مانع الانجراف في برج التبريد؟
يتحكم مانع الانجراف في فقد الماء عن طريق التقاط القطرات والرذاذ ويمنع دخوله إلى الغلاف الجوي.
4). أعط بعض مزايا استخدام هيكل hyperboloid في أبراج التبريد
غالبًا ما تستخدم الهياكل الفريدة للقطع الزائد في بناء الأبراج العالية كما توفر -
- قوة متفوقة
- مقاومة القوى الخارجية
- يسرع الحركة الصعودية للهواء
- مساحة واسعة وقاعدة عريضة
5). يمكن إنشاء أبراج التبريد باستخدام إما FRP (البلاستيك المقوى بالألياف) أو RCC. أيهما تعتقد أنه مناسب ولماذا؟
بالمقارنة مع FRP و RCC ، يُفضل FRP لأنه يوفر أهمية من خلال توفير تكلفة الحياة ، والمواد خفيفة الوزن ، وعمر خدمة أطول ، وتكرار استبدال أقل ، ومتانة عالية في البيئات المسببة للتآكل وتتطلب القليل من الصيانة.
يستهلك RCC وقتًا للوصول إلى القوة الكاملة ، وأثقل في النقل ، ويحتاج إلى عمالة ماهرة ويستهلك الوقت لإكمال بناء برج التبريد.
6). أعط بعض تطبيقات برج التبريد من النوع المركب في الميدان.
الأبراج من النوع المقامة في الميدان أكبر بكثير ويتم استخدامها فيها محطات توليد الطاقة ، مصانع معالجة الصلب ومصانع البتروكيماويات ومصافي البترول.
7). تصنيف برج التبريد من حيث طرق نقل الحرارة
بناءً على طرق نقل الحرارة ، يشمل التصنيف -
- الأبراج الرطبة (أو أبراج التبريد ذات الدائرة المفتوحة)
- أبراج الدائرة المغلقة (أو مبردات السوائل)
- أبراج التبريد الجاف
- أبراج تبريد هجينة
8). التفريق بين نوع التدفق المتقاطع ونوع التدفق المعاكس
- في نوع Crossflow ، يكون تدفق الهواء عموديًا بشكل مباشر على تدفق المياه.
- في نوع التدفق المعاكس ، يكون تدفق الهواء معاكسًا لتدفق الماء مباشرة.
تقدم المقالة أعلاه نظرة عامة على برج التبريد. المفصل تصنيف أبراج التبريد مع مبدأ العمل. إلى جانب ذلك ، ناقشنا أيضًا العديد من التطبيقات والمزايا والعيوب. إليك سؤال لك ، ما هي الوظيفة الرئيسية لبرج التبريد؟
