کولینگ تاور هیبرید چیست؟

Hybrid cooling tower به نوعی از دستگاه های خنک کاری تبخیری گفته می شود که با استفاده از ترکیب سیستم هوا خنک و تبخیری، باعث کم شدن مصرف آب متوسط سالیانه میشوند. در حقیقت کولینگ هیبریدی بهترین گزینه برای کاهش مصرف آب در شهرهایی است که دچار بحران کم آبی هستند. برای اینکه بتوانیم با روش کارکردن این نوع دستگاه آشنا شویم، ابتدا توضیحاتی در مورد انواع روش های خنک کاری در کولینگ تاور به شما ارائه می دهیم. در حالت کلی برج خنک کننده از نظر روش خنک کردن آب به سه گروه تقسیم میشود.

1-برج خنک کننده بتنی هوا خنک

این نوع برج های خنک کن صرفا با گردش جریان هوا کار می کنند و تبخیر آب در روند خنک کاری آنها تاثیری ندارد. نمونه قابل توجه این گروه را می توان در برج خنک کننده نیروگاه ها مشاهده کرد. در این نوع Cooling tower سیال مورد نظر از داخل رادیاتور ها در قسمت پایینی برج خنک کننده رد شده، و اختلاف فشار بین دهانه بالایی برج خنک کن و قسمت پایینی، موجب ایجاد جریان هوا و خنک شدن سیال داخل رادیاتور می گردد. البته در برخی نمونه های این نوع برج خنک کن، برای افزایش شدت جریان هوا از فن نیز استفاده می گردد. باید توجه داشت که فرم مخروطی بتونی برج های خنک کن نیروگاهی دلیل بر خشک بودن آنها نیست و در برخی موارد این نوع برجهای خنک کن از آب برای خنک شدن استفاده می کنند که این مطلب را از بخار خارج شده از بالای برج می توان فهمید.
مشکل این نوع برج های خنک کن محدودیت در کاهش دمای سیال و دمای بالای آب خروجی در تابستان است. به انواعی از برج خنک کن هوا خنک که جریان هوا در آنها به صورت طبیعی است، برج خنک کننده(کولینگ تاور) هلر هم می گویند.

خدمات شرکت آراکو در بخش طراحی و فروش برج خنک کننده،پکینگ و کولینگ تاور صنعتی

2-کولینگ تاور تر(آب خنک)

در این نوع برجهای خنک کن، کولینگ واتر پس از پاشش از طریق نازل ها به داخل برج خنک کن، بر اثر تبخیر سطحی دچار کاهش دما می گردد. باید در نظر داشت که برج خنک کن تر، متداول ترین نوع کولینگ تاور است و در اکثر صنایع از آنها استفاده می شود. مزیت استفاده از برج های خنک کن تر کاهش قابل ملاحظه دمای Cooling water و نیز مصرف برق کمتر آنها است. ب صورت کلی، زمانی که صحبت از کولینگ تاور یا برج خنک کننده می شود، منظور برج خنک کن خیس یا Wet cooling tower است.

3-برج خنک کننده هیبرید کم مصرف

برج هیبرید یا دو گانه، ترکیبی از برج خنک کننده خشک و کولینگ تر است که در زمانهای اوج گرما از تبخیر آب، و در سایر مواقع از هوای محیط برای خنک کاری استفاده می کند. مساله اصلی برج خنک کن هایبرید هزینه اولیه ساخت بسیار بالا و در عین حال ابعاد بزرگتر از برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز است. از طرف دیگر بزرگترین مزیت برج خنک کن هیبرید، کاهش قابل توجه مصرف آب متوسط سالیانه است. این ویژگی باعث می شود به بهترین گزینه برای شهرهایی تبدیل شود که بحران آب دارند.
نحوه کاهش مصرف آب در کولینگ تاور هیبرید بدین ترتیب است که در این نوع برج خنک کننده، سیال یا آبی که نیاز به خنک کاری دارد ابتدا به بخش بالایی کولینگ تاور وارد می شود. در این بخش آب یا سیال مورد نظر، ابتدا در کویل ها و توسط هوای محیط تا حدی خنک می شود. این مرحله از خنک کاری در بسیاری از فصول سال کمک می نماید تا میزان خنک کاری مورد نیاز توسط تبخیر تا حد قابل توجهی کم شود.
پس از این مرحله آب به قسمت پایینی برج خنک کن هیبرید وارد شده و توسط نازل بر روی پکینگ پاشیده می شود. بدین ترتیب تا رسیدن دمای سیال به دمای ایده آل، تبخیر سطحی موجب خنک شدن آب خواهد شد.

اجزای برج خنک کننده هیبرید

مدل سه بعدی کولینگ هیبریدی فلزی

نکته بسیار مهم در برج های خنک کننده هیبرید این است که در فصول پاییز، زمستان و بهار، درصد قابل توجهی از انتقال حرارت و خنک کاری توسط سیستم هوا خنک صورت می پذیرد و به همین دلیل مصرف آب سالیانه Hybrid Cooling tower نسبت به سایر مدل های کولینگ تاور کمتر است.
این مساله موجب شده که برج خنک کن هیبرید گزینه مناسبی برای مناطق نسبتا خشک باشد که امکان تامین آب در آنها بسیار دشوار است. در حقیقت برج خنک کننده کم مصرف هیبریدی، میزان تبخیر آب را کنترل کرده و تا جای ممکن با استفاده از سیستم هوا خنک به کاهش دمای سیال اقدام می کند. تولید و ساخت کولینگ تاور هیبرید نیازمند آشنایی با علم مکانیک سیالات و انتقال حرارت بوده و انجام شبیه سازی و محاسبات اولیه در آن بسیار مهم است.

توضیح مهم : اخیرا و با افزایش توجهات به حوزه مدیریت آب، شرکت های بسیاری شروع مطالعه در خصوص روش های کاهش مصرف آب نموده اند و در این میان عده ای مدعی شده اند که با به دام انداختن قطرات آب می توان مصرف آب برج خنک کننده را کاهش داد. در خصوص این ادعا کافی است ابتدا به نمونه های مشابه این روش در جهان مراجعه نمود که تقریبا هیچ نمونه عملیاتی و اقتصادی از دستگاه بازیافت آب برج خنک کننده که بر روی فن استک نسب می شود در دنیا وجود ندارد. دلیل این مساله درصد بسیار پایین قطرات معلق در بخار آب است که به نسبت آب تبخیر شده بسیار ناچیز است (0.003 الی 0.0001 آب در گردش)

در عین حال زمانی که آب به صورت بخار در آمده و با گرفتن حرارت از محیط، وارد فاز گاز می شود، با فیلتر کردن بخار آب نمی توان آن را به حالت مایع بر گرداند و تنها می توان با سرد کردن مجدد بخار ، آن را به حالت آب در آورد. در این حالت انرژی لازمه برای سرد کردن و کندانس بخار برابر با همان میزان گرمایی است که برج خنک کننده از آب موجود در سیستم گرفته است و اگر بخواهیم مجددا بخار را سرد نماییم عملا مجموعه سیستم برج خنک کننده کار آیی نخواهد داشت و بهتر بود از ابتدا از چیلر استفاده میشد.

توجه به این نکات کمک می نماید که در مقابل ادعاهای غیر منطقی در خصوص به تله انداختن بخار آب با مولکولار سیو(Molecular sieve) و برگرداندن آن به کولینگ تاور بدون صرف انرژی، استدلال مناسبی داشته باشیم.
مجددا تاکید می کنیم که مناسبترین و رایج ترین روش کاهش مصرف آب برج خنک کننده، استفاده از برج خنک کن هیبرید(کولینگ تاور هیبریدی) به همراه سیستم هوشمند است.

برج خنک کننده هیبرید برای چه دما و شرایط کاری مناسب است؟

این یک سوال کلیدی و بسیار مهم در بخش امکان سنجی(Feasibility study of cooling tower) است. کولینگ هیبرید بیشترین راندمان خود را زمانی دارد که اولا اختلاف دمای ورودی و خروجی یعنی رنج و همچنین مقدار اپروچ زیاد باشد. برای مثال اگر دمای ورودی برج 50 درجه، دمای خروجی مورد نظر 35 درجه و وت بالب حدود 20 درجه باشد، شرایط برای استفاده از Hybrid cooling tower مناسب است.

اما در مثال دیگری اگر دمای آب ورودی به کولینگ تاور 35 درجه، دمای آب خروجی 29.5 درجه سانتیگراد و دمای حباب تر در حدود 25 درجه باشد، استفاده از کولینگ هیبریدی توجیه اقتصادی ندارد و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف آب اتفاق نمی افتد. به این خاطر بهتر است قبل از اقدام به خرید، طرح امکان سنجی و نیاز سنجی برای استفاده از هایبرید کولینگ تاور با همکاری یک مشاور تهیه کنید و ببینید آیا برج هایبرید برای کاربری مورد نظر شما مناسب است یا خیر؟

مقدار صرفه جویی در مصرف آب برج خنک کننده هیبرید چقدر است؟

روش کم کردن آب مورد نیاز میک آپ Cooling tower با استفاده از روش هیبرید، بر اساس بکارگرفتن کویل های هواخنک در طول ساعت های خنک تر روز(عصر و شب) و فصل های بهار، پاییز و زمستان است. به همین خاطر مقدار صرفه جویی آب، به شهر(شرایط آب و هوایی) و دمای ورودی و خروجی بستگی دارد. با کولینگ هیبریدی عادی تا حدود 50 درصد می توانید آب را کمتر مصرف کنید ولی با سیستم های مدرن Hybrid، می توانید تا 80 درصد مصرف متوسط سالیانه، در استفاده از آب صرفه جویی کنید. این مسساله در شهرهایی مثل اصفهان، یزد، کرمان و اردکان می تواند کمک زیادی به جلوگیری از بحران آب کند. برای مشاوره در زمینه استفاده از Hybrid vooling tower با ما تماس بگیرید.

محمد قربانعلی بیک
مشاوره برای کم کردن مصرف آب در Cooling tower
طراحی و ساخت برج خنک کننده و کولینگ تاور هیبرید
برگزاری دوره آموزش آشنایی با برج خنک کننده
بهینه سازی برج خنک کننده فایبر گلاس صنعتی
فروش برج خنک کن مدار بسته کم مصرف
فروش برج خنک کن صنعتی و نیروگاهی
شماره تماس مستقیم
09124780268
02166561974
02166129745
طراحی و ساخت کولینگ تاور صنعتی
وبلاگ تخصصی مشاوره و آموزش برج خنک کننده

سوالات رایج در مورد برج خنک کن هیبرید

قیمت کولینگ تاور هیبرید چقدر از برج خنک کن مدار بسته بیشتر است؟

پاسخ: برای پاسخ دقیق به این سوال باید مشخصات برج خنک کننده مورد نظر بررسی شود. معمولا برج خنک کننده هیبرید حداقل 2 تا 3 برابر قیمت برج خنک کننده مدار بسته خواهد بود. البته این تفاوت قیمت در صورتی است که قیمت برج مدار بسته از تامین کنندگان معتبر و با کیفیت کولینگ تاور استعلام شود.

آیا تعمیرات و نگهداری برج خنک کننده هیبرید سخت است ؟

خیر، سرویس و نگهداری برج خنک کننده هیبریدی مشابه کولینگ تاور مدار بسته است. البته انواع آدیاباتیک تعمیر و نگهداری آسانتری دارند.

بهترین عملکرد کولینگ تاور هیبریدی در چه شرایط آب و هوایی است؟

استفاده از کولینگ تاور هیبریدی در مناطق خشک و نسبتا معتدل تاثیر بیشتری در کاهش مصرف آب دارد. به عنوان مثال در شرایط آب و هوایی جنوب کشور مانند استانهای خوزستان و هرمزگان، بکار بردن Hybrid cooling tower تاثیر چندانی در کاهش مصرف آب ندارد. اما در استان هایی مانند کرمان، خراسان، شیراز، اصفهان، سمنان، تهران، قزوین، آذربایجان، همدان و مناطقی از یزد و کرمان، برج خنک کننده هیبرید باعث کاهش مصرف آب خواهد شد.

آیا امکان ساخت برج خنک کننده هیبرید فلزی در ایران وجود دارد؟

بله. ما مفتخریم که با داشتم دانش و تجربه مناسب در حوزه کولینگ تاور و مباحث ترمودینامیک و انتقال حرارت، کولینگ تاور هیبریدی فلزی را بنا به سفارش مشتریان صنعتی تولید کنیم. بدین ترتیب امکان طراحی و ساخت برج خنک کننده هوا خنک و هیبریدی مدار بسته و مدار باز وجود دارد.

در چه فصل هایی مصرف آب از کولینگ تاور هیبرید به صفر میرسد؟

برای پاسخ دقیق به این سوال باید دمای ورودی و خروجی برج خنک کن و شرایط آب و هوایی محیط مانند وت بالب یا دمای حباب مرطوب را بررسی کرد. اما در حالت کلی اگر دمای آب خروجی مورد نیاز از برج خنک کننده در حدود 35 درجه سانتیگراد باشد در اوایل فصل بهار، و از اواسط فصل پایین تا پایان زمستان، امکان استفاده از برج خنک کن هیبریدی بدون مصرف آب و یا با مصرف آب بسیار پایین وجود دارد.

آیا امکان ساخت برج خنک کننده هیبرید مدار بسته وجود دارد؟

بله. برج خنک کننده Hybrid را می توان به دو صورت هیبرید مدار باز و هیبرید مدار بسته تولید کرد. ابعاد و قیمت کولینگ تاور هیبرید مدار بسته از مدار باز بیشتر است. ویژگی برج خنک کننده هیبرید مدار بسته این است که آب به هیچ عنوان با هوا در تماس نیست. در این نوع برج خنک کن، آب ابتدا وارد کویل ها هوا خنک می شود و سپس بدون اینکه بر روی پکینگ ریخته شود، وارد کویل آب خنک مدار بسته خواهد شد.

آیا می توان کولینگ تاور هیبریدی را برای ظرفیت های پایین(زیر 100 تن تبرید) تولید کرد؟

در مورد این سوال لازم است بدانیم با بزرگتر شدن اندازه و بالا رفتن ظرفیت سرمایش برج خنک کن هایبرید، قیمت آن مناسب تر می شود. اما از نظر فنی و تکنیکال، محدودیتی برای ساخت و تولید Hybrid Cooling tower در اندازه های کوچک تر وجود ندارد.

کولینگ آدیاباتیک هیبریدی چیست؟

علاوه بر برج Hybrid صنعتی، می توان از کولینگ آدیاباتیک نیز استفاده کرد. در این دستگاه آدیاباتیکی از یک کویل استفاده می شود. معمولا قیمت سیستم آدیاباتیک از کولینگ تاور هیبریدی بیشتر خواهد بود. اما مقدار کاهش مصرف آب متوسط سالیانه در این سیستم به 60 تا 80 درصد میرسد که عددی بسیار زیاد است.