در این محتوای پژوهشی و علمی قرار است به بررسی تاریخچه برج های خنک کننده یا اصطلاحاً به مرور رشد و پیشرفت کولینگ تاور در گذر تاریخ بپردازیم. برج خنک کننده (Cooling Tower) در اصطلاح عموم کولینگ تاور در صنعت جهانی و در طول تاریخ کاربردهای فراوانی داشته است. اولین آثار تاریخی طراحی برج خنک کننده یا کولینگ تاور در زمان مصر باستان و به منظور خنک کردن آب مورد استفاده جهت استحمام و با پاشش جریان آزاد نهر آب بر روی صخره های ساخته شده دستی دیده می‌شود. بعد از گذشت سالیان دراز در گذر تاریخچه علوم مهندسی انسانها بدون دانستن دانش فنی و حتی بدون دانستن نام و دانش طراحی سیستمهای خنک کننده، در موارد متعدد از انواع کولینگ تاورهای صنعتی استفاده می‌نمودند. در ادامه مطلب با شرح دو سوال کلیدی و مهم به بررسی موضوع تاریخچه برج های خنک کننده خواهیم پرداخت.
تصویر بالا چگونه برج خنک کننده ای را در مرور تاریخچه کولینگ تاور را نمایان می کند؟
پاسخ به سوال فوق شاید کمی آسان باشد چرا که امروزه هنوز هم این تیپ برجهای خنک کننده با نام برج خنک کن هلر نیز دیده می‌شود. ابتدایی ترین دستگاه های برج خنک کننده را در گذر تاریخ به شکل استوانه های کمر باریک مطابق شکل بالا دیده کرده ایم که قالباً مکمل نیروگاه ها و پالایشگاه ها بکار برده می‌شدند. ساختار هذلولی گون بتنی در این مدل کولینگ تاور و عدم استفاده از فن یا پروانه هوادهی از مهمترین ویژگی های این مدل برجهای خنک کننده در مرور تاریخچه این تجهیز به شمار می‌آمد. به این مدل در اصطلاح برج خنک کننده اتمسفریک نیز گفته میشد که با جریان طبیعی هوا، آب را خنک می‌سازد.
در تاریخچه گذشته چگونه بدون استفاده از سیستم هوادهی برج خنک کننده آب را خنک می نمود؟
عملکرد این دستگاه ها بگونه ای بود که بجای استفاده از جریان هوای ایجاد شده پروانه از جریان طبیعی هوا استفاده می کردند. در واقع جریان هوای طبیعی در محیطهای آزاد توسط دریچه های ورودی هوا وارد کولینگ تاور شده و با توجه به عملکرد هذلولی شکل ساختار این تجهیز هوا در گذر از سطوح خنک کننده سبب کاهش دمای آب می شد. این مدل برجهای خنک کننده در نگارش تاریخ با عنواع پر مصرف ترین نوع کولینگ تاور به شمار می آمدند. امروزه بکارگیری این تیپ برجهای خنک کننده بسیار منسوخ گردیده است و دلیل اصلی آن مصرف زیاد آب و همچنین کاهش شدید راندمان آن در خنک کاری آب بوده است.
گذری کوتاه بر تاریخچه برج خنک کننده
بعد از گذشت انقلاب صنعتی اروپا و افزایش رشد صنعت در دنیا استفاده مستقیم از آب رودخانه ها، رودها، دریاچه ها و چاه ها به منظور خنک کردن دستگاه های صنعتی گسترش افزونی پیدا کرد. سالها روش استفاده مستقیم از آبهای منابع طبیعی جهت خنک کردن وسایل صنعتی در گزینه اول کارخانجات بزرگ صنعتی قرار داشت. در این روش قدیمی آب رودخانه ها پس از ورود به ماشین آلات و خنک سازی آنها مستقیم به رودخانه بر می گشت. روش فوق آلاینده های موجود در کارخانه های صنعتی را وارد آب رودخانه می‌کرد و سبب افزایش آلاینده های زیست محیطی میشد. کاهش رشد اکوسیستم جانوری و گیاهی از دیگر تبعات بکارگیری از آب رودخانه در خنک کاری رودخانه ها بشمار می آمد.
امروزه در گذر بررسی تاریخ چه تدبیری برای رفع این موضوع پیشنهاد شده است؟
بعد از گذشت چند دهه و کاهش روز افزون منابع طبیعی بسیاری از کارخانجات بدلیل کمبود منابع آبی و یا اثرات زیست محیطی حاصل به پیداکردن راهکاری مناسب اقدام نمودند. بهترین راهکار پیشنهادی استفاده از یک دستگاه خنک کننده آب با نام برج خنک کننده(Cooling tower) بود که توانست مشکلات را تا حدودی بسیاری رفع نماید. استفاده از برجهای خنک کننده در گذر تاریخ سبب شد تا دیگر آلودگی های کارخانجات صنعتی مستقیم وارد آبهای رودخانه نگردد. در ابتدای این امر از آب چاه ها و رودخانه فقط تحت عنوان آب جبرانی در برجهای خنک کننده بکار برده می شد. با رشد دانش مهندسی در علوم تبرید استفاده از آب های تصفیه شده برگشت قطعات جایگزین این موضوع گردیده است.
اولین برج خنک کننده با نام Cooling Water Builder در سر راه آب رودخانه ها قرار گرفت و در این سیکل کاری به منظور بازگشت آب گرم مصرفی رودخانه ها در کارخانه جات صنعتی در مدار قرار گرفت. برج خنک کننده اولیه اغلب دارای سازه های بتنی بسیار عظیم بودند . برج خنک کننده بتنی از انقلاب صنعتی اروپا تاکنون مورد استفاده قرار می گیرد . امروزه از برج خنک کننده با سازه بتنی عموما با شکل های هذلولی و مکعبی در صنعت های نیروگاهی و پتروشیمی در کشور مورد استفاده قرار می گیرد . به این مدل برج خنک کننده ، برج خنک کننده نیروگاه نیز گفته می شود .
اخرین نسل برج های خنک کننده در بررسی تاریخچه کولینگ تاورها تیپ فایبرگلاس می‌باشد که در تصویر زیر می‌توانید نمونه صنعتی آن را مشاهده نمایید.
نسل بعدی از انواع دستگاه های برودتی در مرور زمان و در بررسی تاریخ، برج خنک کننده چوبی بحساب می‌آید. برج خنک کننده چوبی عموماً بدلیل ساخت سریع تر و وزن کمتر جایگزین مناسبی برای برج خنک کننده بتنی در اسکیل های کوچک تر محسوب میشد. در برج خنک کننده چوبی اولین نوع از پکینگ برج خنک کننده با استراکچر چوبی مورد استفاده قرار گرفت. پس از مدتی برج خنک کننده چوبی به دلیل عدم مقاومت کافی در برابر پوسیدگی و آفتاب سوختگی و همچنین به دلیل جذب آب و تغییر شکل های در مرور زمان در ساختار خود، از مدار کاربرد در صنعت به طور کامل خارج شدند و کولینگ تاور گالوانیزه یا برج خنک کننده فلزی با سیستم هوادهی سانتریفیوژ جایگزین برج خنک کننده چوبی شد.
برج خنک کننده گالوانیزه به دلیل داشتن مقاومت بیشتر در برابر پوسیدگی، عدم تغییر شکل و سازه پایدارتر ، جایگزین خوبی برای برج خنک کننده چوبی محسوب می شد . ولی در نهایت برج خنک کننده گالوانیزه نیز در برابر آب واکنش پذیر بودند و به سرعت آثار زنگ زدگی ، پوسیدگی و رشد میکروارگانیسم ها (لجن ها) در آن ها دیده می شد . تعمیرات برج خنک کننده گالوانیزه یا اصطلاحا برج خنک کننده فلزی به دلیل زنگ زدن اتصالات و عدم دسترسی آسان به اجزای داخلی برج خنک کننده به شدت سخت بود.
مزایای اصلی نسل جدید برجهای خنک کننده
به دلایل فوق الذکر آخرین نسل از کولینگ تاور تحت عنوان کولینگ تاور فایبرگلاس جایگزین کامل نمونه های بتنی، چوبی و گالوانیزه شدند. برج خنک کننده فایبرگلاس یک نوع از سیستمهای برودتی خنک کن آب با سازه کامپوزیتی یا فایبرگلاس به شمار می‌آید. این تیپ کولینگ تاور از مزایای بیشماری نسبت به مدل های پیشین خود برخوردارند که مختصرا به ذکر چند مورد اکتفا می‌کنیم.
- سبک بودن و قابلیت جابجایی و حمل با سهولت
- تعمیر و نگهداری آسان نسبت به انواع برج خنک کننده گالوانیزه و کولینگ تاور بتنی
- عدم نفوذ نور خورشید (عدم جذب انرژی تابشی خورشید به دلیل رنگ سفید ظاهری بدنه) به داخل دستگاه
- عدم واکنش با آب و یا به عبارتی عدم پوسیدگی و زنگ زدگی بدنه فایبرگلاس در برابر آب
- 5-عدم رشد باکتریها، میکرو ارگانیسمها و لجنها در تشتک ذخیره آب سرد
برج خنک کننده فایبرگلاس (Fiberglass Cooling Tower) از یک بدنه تمام کامپوزیتی تولید شده از الیاف و رزین مناسب می باشد. برج خنک کننده فایبرگلاس امروزه در انواع برج خنک کننده مدارباز و برج خنک کننده مداربسته تولید و طراحی می گردد . نسل جدید برج خنک کننده با هدف کاهش مصرف آب جبرانی برج خنک کننده ، کاهش میزان رسوب در برج خنک کننده و در مجموع با هدف بهینه کردن مصرف انرژی برج خنک کننده ، تحت عنوان برج خنک کننده هیبریدی و برج خنک کننده تبخیری یا کندانسورهای تبخیری(evaporative Conndenser) جایگزین انواع برج خنک کننده مدارباز گشته است.
شناخت بیشتر در زمینه انواع برج های خنک کننده
در یک بیان کلی می توان گفت تمامی تجهیزات صنعتی و غیر صنعتی مورد کاربرد بشر با مرور زمان دچار تحولات زیادی شده است که برج خنک کننده نیز همانند خیلی از تجهیزات صنعتی دیگر نیز دچار تغییر و تحولات بسیاری شده است. برج خنک کننده از یک جهت به لحاظ کیفیت متریال کاربردی در تولید این دستگاه و از جهتی دیگر در کلیت نوع طراحی برج خنک کن نیز تغییراتی کلی را مشاهده می توان نمود.
شرکت دماگستر نیز در راستای بهبود کیفیت هر چه بیشتر تولیدات خود مخصوصا برج خنک کننده، درصدد می باشد تا با دانش روز فنی دنیا و با استفاده از تلاش بی وقفه مهندسین خود گام بردارد. تولیدات شرکت دماگستر در انواع مختلف و در جهات کاربردی مختلف متناسب با دانش به روز جهان تولید و در خدمت صنعت کشور قرار می‌گیرد.
مطالب مشابه در سایت دماگستر:
