با آغاز انقلاب صنعتی در دهه 90  میلادی، سه حوزه صنعت، حمل و نقل و کشاورزی دچار تحولات بنیادینی گشتند. 

مراحل انقلاب صنعتی

اختراع موتور بخار که بسیاری آن را به عنوان یکی از عوامل آغازگر انقلاب صنعتی می دانند، موجب گردید که حجم تولید کارخانجات افزایش یافته و به جای استفاده از نیروی انسانی، از انرژی مکانیکی جهت تولید استفاده گردد. نتیجه این اتفاق، بزرگ شدن کارخانجات و افزایش حجم تولید بود.

برای تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز کارخانجات در ابتدا از موتورهای بخار استفاده می شد. یکی از معضلات استفاده از موتور بخار، خنک کردن بخار حاصل بود و به این منظور نیاز بود تا سیستم خنک کاری ارزان و به صرفه ای ابداع گردد.

در اوایل قرن بیستم، اولین نمونه های برج خنک کن با استفاده از کاهش دمای ناشی از تبخیر ابداع گردید. برج های خنک کننده اولیه، دارای سیستم بسیار ساده ای بودند که در آن آب از ارتفاع مشخصی به داخل برج خنک کن پاشیده می شد و به واسطه برخورد با هوا خنک می گردید.

واژه برج خنک کن (برج خنک کننده یا کولینگ تاور) نیز به واسطه شکل هندسی اولیه این تجهیز بر روی آن گذاشته شد. در حقیقت در کولینگ تاور های اولیه، یک سازه مرتفع به شکل برج، برای افزایش زمان برخورد هوا با آب خنک کاری طراحی میشد و به دلیل عدم وجود فن و موتور، جریان هوا در داخل برج های خنک کن به صورت طبیعی بود.

در تصویر ذیل نمونه ای از اولین برج خنک کن (کولینگ تاور) مشاهده می گردد.

تاریخچه برج خنک کن

با پیشرفت تکنولوژی در اواخر دهه 90 و ابتدای قرن 20 ام و به خصوص اختراع موتور احتراق داخلی و برق برای مصارف صنعتی، روند توسعه و رشد کارخانجات تسریع گردید. در این زمان مورد استفاده برج های خنک کن  به خنک کاری نیروگاهها و خطوط تولید تغییر یافت.

بهره گیری از موتورهای الکتریکی صنعتی و فن، موجب ابداع برج های خنک کن با جریان هوای اجباری (مکانیکی) گردید که داراری راندمان بیشتری بودند و در عین حال فضای کمتری اشغال می کردند.

برج خنک کننده نیروگاه

در اواسط قرن بیستم که صنعت ساختمان دچار تحولاتی عمده ای گشت و ساخت برج های مسکونی در دنیا رواج یافت، برج خنک کن پکیج برای استفاده در سیستم های تهویه مطبوع (گرمایشی و سرمایشی HVAC) رواج پیدا کرد. 

کولینگ تاور های اولیه پکیج، از فن سانترفیوژ بهره می بردند و بدنه آنها عمدتا فلزی بود. با گذشت زمان و افزایش توانمندی های در حوزه کامپوزیت، برج های خنک کن فایبر گلاس به مرور وارد بازار شدند.

مزیت فایبر گلاس، مقاومت در برابر رسوب و خوردگی و از بین رفتن معضل زنگ زدگی در بدنه برج خنک کننده بود. همچنین قطعات کامپوزیت فایبر گلاس از استحکام نسبتا بالایی نیز برخوردار بودند. مزایای این نوع برج خنک کننده موجب گشت که استفاده از آن در واحد های صنعتی نیز رواج یابد. با این وجود در شرایطی که دبی آب در گردش بالا بود، همچنان از برج های خنک کن Field Erected یا مونتاژ در محل استفاده می شد.

یکی از مواردی که در افزایش راندمان برج خنک کن در طول تاریخ تاثیر بسزایی داشت، تکنولوژی تولید پکینگ های PVC و PP به منظور افزایش راندمان تبخیر بود. پیش از این، در بسیاری از برج های خنک کن از چوب اشباع به جای پکینگ استفاده می شد که علاوه بر راندمان پایین، وزن بالایی نیز داشت و به سرعت بر روی سطح آن رسوب و جلبک تشکیل می شد. در این خصوص باید توجه داشت که در زمان های گذشته و اواسط قرن بیستم، استفاده از چوب در سازه برج خنک کن نیز رواج داشت و برخی از برج های خنک کننده قدیمی صنعتی دارای بدنه چوبی بودند.

wooden cooling tower

cooling tower history

در نیمه دوم قرن بیستم به مرور استفاده از برج های خنک کن فایبر گلاس پکیج در تهویه مطبوع رواج یافت و همچنین برج های کراس فلو پکیج به تولیدات کارخانجات مطرح اضافه شد. همچنین در حوزه صنعت نیز برج خنک کننده مونتاژ در محل از سازه های فایبر گلاس و کامپوزیت در کنار برج های خنک کن صنعتی به بهره برداری رسیدند.

یکی از مهمترین موارد در حوزه تاریخچه برج خنک کننده، به برج های خنک کن بطری شکل (گرد- مدور) مربوط است که این نوع برج برای استفاده در حوزه تهویه مطبوع در کشورهای آسیای شرقی مدتی مورد استفاده قرار گرفت لیکن اکنون سالیان متمادی است که در کشور های پیشرفته از این نوع برج (کولینگ تاور گرد و بطری شکل) به دلیل مشکلات فراوان و راندمان پایین استفاده نمی شود.

طراحی برج خنک کن صنعتی

طراحی کولینگ تاور تهویه مطبوع

تامین پکینگ کولینگ تاور

بهینه سازی راندمان برج خنک کننده

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166595231

02166561974

www.cooling-tower.blog.ir


مالکیت معنوی: شرکت آراکو(www.araco.ir) -برگرفته شده از www.cooling-tower.blog.ir