مبدأ عمل أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة وسيناريوهات تطبيقها في صناعة الطاقة الجديدة​

1. المكونات الرئيسية​

ملف التبادل الحراري: باعتباره المكون الأساسي، فهو يتكون من أنابيب معدنية (عادةً أنابيب نحاسية أو أنابيب فولاذية مقاومة للصدأ) مرتبة بشكل وثيق. يتدفق سائل العملية الساخنة داخل هذه الأنابيب المغلقة بالكامل

نظام رش الماء: تقوم مضخة ماء الرش بسحب الماء من الحوض. تقوم الفوهات برش الماء بالتساوي على السطح الخارجي لملف التبادل الحراري لتكوين طبقة مائية

الحوض: يقع في أسفل جسم البرج، ويقوم بتجميع الماء المرشوش وقطرات الماء المتفرقة

نظام المروحة: المروحة عادة ما تكون مروحة تدفق محورية، والتي تجبر أو تحفز الهواء للدخول من أسفل أو جانب البرج، ويتدفق لأعلى أو أفقيًا من خلال منطقة الملف ومياه الرش، ثم يتم تفريغه من أعلى البرج.​

مجمع الماء: يقع فوق الملف وأسفل المروحة. وتتمثل وظيفتها في التقاط قطرات الماء المحتجزة في تدفق الهواء، مما يقلل من فقد انجراف مياه الرش

جسم البرج: يحتوي على جميع المكونات الداخلية ويوجه تدفق الهواء

شبكة/فتحات مدخل الهواء: توجه الهواء للدخول إلى جسم البرج بشكل متساوٍ، مما يمنع دخول الحطام وأشعة الشمس المباشرة.​

نظام معالجة المياه: يستخدم لمعالجة مياه الرش ومنع القشور والتآكل ونمو الميكروبات. وهو يشتمل على صمام التفريغ،-صمام التركيب، وجهاز جرعات المواد الكيميائية، وما إلى ذلك.​

نظام التحكم: وفقًا لدرجة حرارة مخرج سائل العملية أو المعلمات الأخرى، فإنه يتحكم في سرعة المروحة (التحكم في تحويل التردد) و/أو إيقاف تشغيل-مضخة ماء الرش لضبط قدرة التبريد وتوفير الطاقة.​

2. خطوات مبدأ العمل (العملية التفصيلية).

تداول السائل الساخن: يتم ضخ سائل العملية الساخنة الذي يحتاج إلى التبريد إلى ملف التبادل الحراري المغلق

رش الماء الذي يبلل الملف: تقوم مضخة ماء الرش بسحب ماء التبريد من الحوض، ورشه بالتساوي على السطح الخارجي لملف التبادل الحراري من خلال الفوهات لتشكيل طبقة مياه متدفقة مستمرة.​

إدخال الهواء وتدفقه: تعمل المروحة، مما يجبر الهواء المحيط على السحب إلى البرج من خلال شبكة/فتحات مدخل الهواء الموجودة في الجزء السفلي من جسم البرج. يتدفق الهواء إلى أعلى (أو أفقيًا) عبر منطقة ملف التبادل الحراري المغطاة بماء الرش

التبادل الحراري الأول: ينقل سائل المعالجة ذو درجة الحرارة العالية-الموجود داخل الملف الحرارة إلى طبقة ماء الرش التي تغطي الجدار الخارجي للأنبوب من خلال جدار الأنبوب المعدني. يعتمد هذا الجزء من نقل الحرارة بشكل أساسي على التوصيل (من خلال جدار الأنبوب) والحمل الحراري (بين جدار الأنبوب وطبقة ماء الرش)، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة ماء الرش.

التبادل الحراري الثاني: يكون فيلم رش الماء الساخن على اتصال مباشر مع تدفق الهواء القسري المتدفق إلى الأعلى على السطح الخارجي للملف. يتميز تدفق الهواء بدرجة حرارة منخفضة نسبيًا للرطوبة-. يمتص جزء من جزيئات الماء الموجودة على سطح طبقة ماء الرش حرارة كافية لتتبخر إلى بخار ماء. يتطلب تبخر الماء امتصاص كمية كبيرة من حرارة التبخر الكامنة، والتي يتم أخذها مباشرة بعيدًا عن طبقة ماء الرش. وفي الوقت نفسه، هناك أيضًا انتقال معقول للحرارة بين تدفق الهواء وماء الرش: ينقل ماء الرش ذو درجة الحرارة المرتفعة جزءًا من الحرارة المعقولة إلى تدفق الهواء ذي درجة الحرارة المنخفضة من خلال الحمل الحراري، مما يزيد من درجة حرارة الهواء.​

تفريغ الهواء: يتدفق الهواء الرطب والساخن المشبع أو شبه المشبع الذي امتص بخار الماء (زيادة الرطوبة) والحرارة المعقولة (زيادة درجة الحرارة) إلى أعلى تحت تأثير المروحة، ويمر عبر مجمع المياه، ويتم تفريغه أخيرًا من أعلى البرج إلى الغلاف الجوي.

3. مميزات أبراج التبريد المغلقة​

توفير المياه

يعتمد برج التبريد على مجمع مياه فعال لتقليل فقدان المياه المنجرفة

تصميم محسّن مضاد للرذاذ-يقلل من فقدان رذاذ الماء.​

يجب تعديل كمية-ماء المكياج ومياه النفخ لتدوير المياه وفقًا للموسم لتقليل إجمالي كمية-ماء المكياج.​

يستخدم ماء الرش الخاص ببرج التبريد المغلق ماء الصنبور العادي، مما يوفر المياه

حماية البيئة

مواد جسم البرج مثل مواد الحشو، ومجمعات المياه، وأنابيب توزيع المياه كلها مقاومة للهب-، مع مؤشر أكسجين مثبط للهب- أكبر من أو يساوي 30.​

مساحة مغلقة بالكامل، لا يتأثر وسط التبريد بالبيئة الخارجية ولن يلوث البيئة

يمكنه تبريد الوسائط مثل الماء المالح والزيت والكحول وسائل التبريد والمحلول الملحي والسوائل الكيميائية. ليس لتركيبة الوسط أي تأثير، ولا يوجد فقدان للوسط، ولن يحدث أي تسرب.​

كفاءة عالية

برج التبريد المغلق مغلق بالكامل، لذلك لن يدخل أي غبار إلى خط أنابيب التبريد ونظام التحكم، مما يتسبب في انسداد خط الأنابيب.​

نظام التحكم الرقمي الأوتوماتيكي بدرجة عالية من الأتمتة وتوفير الطاقة وحماية البيئة والكفاءة العالية ودقة التشغيل العالية والراحة والتشغيل المستقر.​

يعتمد برج التبريد المغلق طرق تبريد مزدوجة لتبريد الهواء وامتصاص الحرارة بالتبخير، مما يؤدي إلى كفاءة تبريد أعلى وتوفير المزيد من الطاقة.​

تداول مغلق تمامًا، لا دخول شوائب، لا تبخر متوسط، لا تلوث، دوران مغلق للمياه الناعمة، لا يوجد قشور، لا انسداد، لا خسارة.

عمر خدمة ممتد

لإطالة عمر خدمة المعدات، فإن مسامير التوصيل مصنوعة من مادة لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 304، والملف مصنوع من أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ 304، ولوحة الحماية الخارجية مصنوعة من مادة لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 304، مما يزيد من عمر خدمة المعدات.​

الآخرين

يعتمد برج التبريد المغلق نظام تدوير الماء الناعم، مما يجعل من الصعب تشكيل القشور، وبالتالي يمنع تلف خط الأنابيب بسبب الحرارة الزائدة.​

مساحة أرضية صغيرة، اختيار مناسب للموقع، التركيب، الحركة والتخطيط، هيكل مدمج، لا حاجة لحفر خزان مياه، تحسين معدل استخدام المصنع وتوفير المساحة.

4.سيناريوهات تطبيق أبراج التبريد ذات الدوائر المغلقة في صناعة الطاقة الجديدة!

تتمتع أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة- بسيناريوهات تطبيق واسعة النطاق ومهمة في صناعة الطاقة الجديدة، وهو ما ينعكس بشكل أساسي في الجوانب التالية:

توليد الطاقة الشمسية

في مجال توليد الطاقة الشمسية، -تُستخدم أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة بشكل أساسي لتبريد الألواح الشمسية. ستنخفض كفاءة تشغيل الألواح الشمسية بشكل كبير في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-، لذلك يعد وجود نظام تبريد فعال أمرًا بالغ الأهمية. من خلال نظام التدوير المغلق، يستطيع برج التبريد ذو الدائرة المغلقة- إزالة الحرارة الناتجة عن الألواح الشمسية بشكل فعال وتبديد الحرارة من خلال مبردات الهواء أو الماء في البرج، مما يضمن استمرار تشغيل الألواح بكفاءة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة-. وهذا لا يؤدي إلى تحسين كفاءة توليد الطاقة الشمسية فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى إطالة عمر خدمة الألواح.

توليد طاقة الرياح

تلعب أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة أيضًا دورًا مهمًا في توليد طاقة الرياح. تولد توربينات الرياح الكثير من الحرارة أثناء التشغيل. إذا لم يتم تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فقد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة المعدات، مما يؤثر على كفاءة توليد الطاقة وعمر المعدات. تستخدم أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة - في نظام تبديد الحرارة لتوربينات الرياح. بفضل أداء التبادل الحراري الفعال، يمكنهم التخلص بسرعة من الحرارة الناتجة عن المولد، مما يضمن تشغيل المولد عند درجة الحرارة المثالية. وهذا لا يؤدي إلى تحسين كفاءة واستقرار توليد طاقة الرياح فحسب، بل يقلل أيضًا من تكلفة صيانة المعدات.

المركبات الكهربائية

مع انتشار السيارات الكهربائية، أصبح نظام تبريد البطاريات في السيارات الكهربائية مجال تطبيق ناشئًا لأبراج تبريد الدائرة المغلقة. تولد بطاريات السيارات الكهربائية الكثير من الحرارة أثناء الشحن والتفريغ. إذا لم يكن من الممكن تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فقد يؤدي ذلك إلى انخفاض أداء البطارية أو حتى تلفها. من خلال نظام التدوير المغلق والأداء الفعال للتبادل الحراري، يمكن لبرج التبريد ذو الدائرة المغلقة-توفير تأثير تبريد مستقر وموثوق لبطاريات السيارات الكهربائية، مما يضمن استمرار قدرة البطاريات على الحفاظ على الأداء الجيد والسلامة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-.

أنظمة تخزين الطاقة

بالإضافة إلى سيناريوهات التطبيق المذكورة أعلاه، تتمتع أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة-أيضًا بإمكانية التطبيق في أنظمة تخزين الطاقة الجديدة. مع التطور المستمر لتكنولوجيا تخزين الطاقة، أصبحت أنظمة تخزين الطاقة ذات أهمية متزايدة في مجال الطاقة الجديدة. تعمل أنظمة تخزين الطاقة أيضًا على توليد الحرارة أثناء الشحن والتفريغ. يمكن لأبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة- أن توفر حلاً مستقرًا لتبديد الحرارة لأنظمة تخزين الطاقة من خلال قدرة التبريد الفعالة، مما يضمن التشغيل الآمن والفعال لأنظمة تخزين الطاقة.

ملخص

بفضل المزايا مثل الأداء الفعال للتبادل الحراري وتوفير المياه والكهرباء ومنع تلوث المياه، تلعب أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة دورًا مهمًا في صناعة الطاقة الجديدة. فهي لا تعمل على تحسين كفاءة التشغيل واستقرار معدات الطاقة الجديدة فحسب، بل تعمل أيضًا على إطالة عمر خدمة المعدات وتقليل تكاليف الصيانة. ومع التطوير المستمر لصناعة الطاقة الجديدة، فإن آفاق تطبيق أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة-سوف تكون أوسع.