ما هو برج التبريد؟

 

تستخدم أبراج التبريد بشكل رئيسي لتبديد الحرارة في دوران مياه التبريد لأنظمة التبريد. وفيما يلي مقدمة محددة لاستخدام أبراج التبريد في أنظمة التبريد:

مبدأ العمل

في أنظمة التبريد، غالبًا ما تستخدم أبراج التبريد مع مبردات المياه.

في أنظمة التبريد المبردة بالماء، يحتاج مكثف مبرد الماء إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة. في هذا الوقت، تقوم مضخة المياه بإرسال مياه التبريد، التي امتصت الحرارة وزادت درجة حرارتها من المكثف، إلى برج التبريد. داخل برج التبريد، يتم توزيع مياه التبريد بالتساوي من خلال نظام توزيع المياه وتتصل بشكل كامل بالهواء الخارجي مع حشوة رش الماء-كوسيط. من ناحية، سوف يتبخر جزء من ماء التبريد إلى بخار ماء، وسوف تمتص عملية التبخر حرارة التبخر الكامنة، مما يؤدي إلى إزالة كمية كبيرة من الحرارة. ومن ناحية أخرى، ينقل ماء التبريد غير المتبخر الحرارة إلى الهواء من خلال التوصيل الحراري والحمل الحراري مع الهواء، مما يقلل من درجة حرارته. يتم بعد ذلك ضخ الماء المبرد مرة أخرى إلى المكثف لامتصاص الحرارة بشكل مستمر في دورة، وبالتالي تحقيق تبديد مستمر للحرارة لنظام التبريد.

أنواع أبراج التبريد وخصائصها في أنظمة التبريد

أبراج التبريد المفتوحة: لها بنية بسيطة نسبياً، وتقوم بتبديد الحرارة من خلال الاتصال المباشر بين الماء والهواء.

في أنظمة التبريد، مزاياها هي التكلفة المنخفضة والصيانة المريحة؛ وتتمثل العيوب في أن تبخر الماء يؤدي إلى تركيز نوعية المياه، وهي عرضة للنمو الميكروبي وتكوين القشور، مما يتطلب معالجة منتظمة للمياه، وهناك فقدان كبير للمياه بسبب التبخر. يتم استخدامها غالبًا في مناسبات التبريد الصناعية ذات متطلبات جودة المياه المنخفضة والحساسية العالية للتكلفة، مثل أنظمة تبريد تكييف الهواء المركزي- في بعض المصانع. أبراج التبريد المغلقة: يتدفق وسط التبريد في ملف مغلق، ويتم التبادل الحراري من خلال جدار الملف مع ماء الرش الخارجي والهواء.

في أنظمة التبريد، تتمثل ميزة أبراج التبريد المغلقة في أنها يمكن أن تمنع بشكل فعال تلوث وسط التبريد، كما أن جودة المياه مستقرة. إنها مناسبة للأنظمة ذات متطلبات جودة المياه العالية، مثل تبريد المعدات الإلكترونية الدقيقة وأنظمة التبريد في صناعة الأدوية. ومع ذلك، فإن أبراج التبريد المغلقة لها تكلفة أعلى، ونظرًا لوجود مقاومة حرارية للملف، فإن كفاءة نقل الحرارة الخاصة بها أقل قليلاً من كفاءة أبراج التبريد المفتوحة.

أبراج التبريد ذات التدفق المتقاطع-: يتدفق الهواء أفقيًا عبر طبقة الحشو ويتصل بتدفق الماء المتساقط عموديًا.

في أنظمة التبريد، تتمتع أبراج التبريد ذات التدفق المتقاطع-بمقاومة منخفضة للهواء، واستهلاك منخفض للطاقة من جانب المروحة، كما أنها ملائمة للتركيب والصيانة. يمكن تعديل عدد وحدات التشغيل بمرونة وفقًا لحمل نظام التبريد، وغالبًا ما يتم استخدامها في أنظمة تبريد تكييف الهواء المركزي في المباني التجارية الكبيرة.

أبراج التبريد ذات التدفق المعاكس: يتدفق الهواء من الأسفل إلى الأعلى، ويتدفق الماء من الأعلى إلى الأسفل. الاتصالان في الاتجاه المعاكس للتبادل الحراري. يتميز هذا النوع من أبراج التبريد بكفاءة عالية في التبادل الحراري، وحجمه صغير نسبيًا تحت نفس مهمة التبريد، ولكنه يتطلب متطلبات أعلى لأداء المروحة وضوضاء أعلى نسبيًا أثناء التشغيل. يتم استخدامه على نطاق واسع في التبريد الصناعي، ومحطات التبريد الكبيرة-وأنظمة التبريد الأخرى ذات المتطلبات العالية لكفاءة تبديد الحرارة.

دور أبراج التبريد في أنظمة التبريد

الحفاظ على التشغيل المستقر لنظام التبريد: من خلال تبديد الحرارة الفعال، يتم التحكم في درجة حرارة المكثف ضمن نطاق معقول، مما يضمن ضغط التفريغ الطبيعي ودرجة حرارة ضاغط التبريد، ويمنع نظام التبريد من إيقاف التشغيل بسبب حماية الضغط العالي- الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة، ويضمن أن معدات التبريد يمكنها توفير قدرة التبريد بشكل مستمر وثابت.

تحسين كفاءة الطاقة في نظام التبريد: يمكن لبرج التبريد المناسب أن يحافظ على درجة حرارة ماء التبريد في نطاق العمل الأمثل ويقلل من درجة حرارة التكثيف لنظام التبريد. وفقًا لمبادئ التبريد، فإن تقليل درجة حرارة التكثيف يمكن أن يقلل من نسبة ضغط الضاغط، ويقلل من استهلاك الطاقة للضاغط، وبالتالي تحسين كفاءة استخدام الطاقة لنظام التبريد بأكمله وتقليل تكاليف التشغيل.

التحليل والحماية

مواد أبراج التبريد بشكل عام هي الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، والنحاس. عندما يتم استخدام صفائح أنابيب الصلب الكربوني في برج التبريد، فإن اللحام بين صفائح الأنبوب والأنبوب غالبًا ما يتعرض للتآكل والتسرب. سيؤدي التسرب إلى نظام مياه التبريد إلى تلوث البيئة وهدر المواد.

في إنتاج أبراج التبريد، يعتمد لحام صفائح الأنابيب والأنابيب بشكل عام اللحام القوسي اليدوي، وشكل اللحام به عيوب مختلفة مثل المنخفضات والمسام وشوائب الخبث، كما أن توزيع إجهاد اللحام غير متساوٍ أيضًا. أثناء الاستخدام، يكون جزء صفيحة الأنبوب على اتصال بمياه التبريد الصناعية، وسوف تتسبب الشوائب والأملاح والغازات والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في مياه التبريد الصناعية في تآكل صفائح الأنبوب واللحامات. أظهرت الدراسات أن المياه الصناعية، سواء كانت مياه عذبة أو مياه البحر، تحتوي على أيونات مختلفة وأكسجين مذاب، كما أن التغيرات في تركيز أيونات الكلوريد والأكسجين تلعب دوراً مهماً في شكل تآكل المعادن. بالإضافة إلى ذلك، فإن تعقيد الهيكل المعدني سيؤثر أيضًا على شكل التآكل.

لحل مشكلة مقاومة التآكل- لأبراج التبريد، تتمثل الطريقة التقليدية بشكل أساسي في إصلاح اللحام، ولكن لحام الإصلاح من السهل أن يسبب إجهادًا داخليًا في صفيحة الأنبوب، وهو الأمر الذي يصعب التخلص منه، وقد يتسبب في إعادة-تسرب لحام صفيحة أنبوب برج التبريد. في الوقت الحاضر، تستخدم الدول الغربية في الغالب مواد البوليمر المركبة للحماية.

تنظيف

تحتوي معظم مياه التبريد على أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والبيكربونات. عندما يتدفق ماء التبريد من خلال سطح المعدن، يتم تشكيل الكربونات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأكسجين المذاب في ماء التبريد سوف يتسبب أيضًا في تآكل المعادن وتكوين الصدأ. بسبب توليد الصدأ والقشور، فإن تأثير التبادل الحراري لبرج التبريد ينخفض. في الحالات الشديدة، من الضروري رش ماء التبريد خارج الغلاف، وسيؤدي التقشر الشديد إلى سد الأنابيب، مما يجعل تأثير التبادل الحراري غير فعال. تظهر بيانات الأبحاث أن الرواسب الحجمية لها تأثير كبير على فقدان نقل الحرارة، وأن زيادة الرواسب ستتسبب في زيادة تكاليف الطاقة. حتى الطبقة الرقيقة من الحجم ستزيد من تكلفة تشغيل الجزء المقاس من المعدات بأكثر من 40%. إن الحفاظ على قنوات التبريد خالية من الرواسب المعدنية يمكن أن يحسن الكفاءة، ويوفر الطاقة، ويطيل عمر خدمة المعدات، ويوفر وقت الإنتاج والتكاليف.

لفترة طويلة، واجهت طرق التنظيف التقليدية مثل الطرق الميكانيكية (الكشط والتنظيف بالفرشاة) والماء عالي الضغط- والتنظيف الكيميائي (التخليل الحمضي) العديد من المشكلات في معدات التنظيف: حيث لا يمكنها إزالة الترسبات الكلسية والرواسب الأخرى بشكل كامل، ويتسبب المحلول الحمضي في تآكل المعدات ويشكل ثقوبًا، ويسبب الحمض المتبقي تآكلًا ثانويًا أو تآكلًا أقل من-المادة، ويؤدي في النهاية إلى تلف المعدات استبدال. بالإضافة إلى ذلك، فإن سائل تنظيف النفايات سام، ويتطلب الكثير من الأموال لمعالجة مياه الصرف الصحي. استجابة للوضع المذكور أعلاه، تم بذل جهود محلية وأجنبية لتطوير مواد تنظيف ذات تآكل منخفض للمعادن، والمنتج الذي تم تطويره بنجاح هو عامل التنظيف Fushitai克. تتميز بخصائص الكفاءة العالية وحماية البيئة والسلامة وعدم التآكل. فهو لا يتمتع بتأثير تنظيف جيد فحسب، بل لا يتسبب أيضًا في تآكل المعدات، مما يضمن استخدام برج التبريد على المدى الطويل-.