برج خنک کننده فایبرگلاس چیست؟ مزایا و معایب

برج خنک کننده فایبرگلاس و چه کاربردی دارد؟

برج خنک کننده فایبرگلاس یا FRP Cooling Tower به عنوان یک سازه ی صنعتی برای خنک کردن آب در فرآیندهای صنعتی استفاده می شود.

این برج ها از موادی همچون الیاف شیشه ای و رزین های پلی استر تقویت شده تشکیل شده اند و دارای ساختاری سبک و مقاوم هستند.

برج فایبرگلاس از طریق گذراندن آب درون یک برج توری شکل با کاهش دمای آب از طریق تبخیر آب به‌وسیلهٔ هوا، برای خنک کردن آب استفاده می شوند.

این برج‌ها به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند آفتاب، باران، باد و حتی تغییرات دما در طول زمان، به عنوان یکی از گزینه های پرطرفدار در صنعت استفاده می شوند.

از دیگر مزایای استفاده از این نوع برج خنک کننده می توان به مقاومت بالا در برابر خوردگی، عدم جذب آب و همچنین کارکرد بهینه در شرایط مختلف محیطی اشاره کرد.

ویژگی های برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده فایبرگلاس دارای ویژگی های متعددی است که آن را به یک گزینهٔ مناسب برای خنک کردن آب در فرآیندهای صنعتی تبدیل کرده است. برخی از این ویژگی ها عبارتند از:

1. مقاومت بالا در برابر خوردگی: برج فایبرگلاس دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی است و از این رو می‌تواند در برابر آب شور یا حاوی اسید، مقاومت بالایی داشته باشد.
2. مقاومت در برابر تغییرات دما: برج فایبرگلاس دارای مقاومت در برابر تغییرات دما است و می تواند در شرایط آب و هوایی مختلف از جمله در مناطق با دمای بالا یا پایین، به صورت موثر عمل کند.
3. مقاومت در برابر رطوبت: برج فایبرگلاس به دلیل ساختار مقاوم در برابر رطوبت، قابلیت استفاده در مناطق مرطوب را دارد.
4. وزن سبک: برج فایبرگلاس به دلیل استفاده از مواد سبک مانند الیاف شیشه ای، وزن بسیار کمی دارد و از این رو نصب آن در فضاهای مختلف و بر روی سازه‌های مختلف آسان است.
5. عدم جذب آب: برج فایبرگلاس به دلیل داشتن سطحی غیر‌جاذب، از جذب آب جلوگیری می کند و از طرفی از افزایش وزن آن نیز جلوگیری می شود.
6. طول عمر طولانی: برج خنک کننده فایبرگلاس دارای عمر طولانی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، تغییرات دما و رطوبت است.

فایبرگلاس چیست

فایبرگلاس، ماده‌ای مصنوعی است که از ترکیب فیبرهای شیشه ای با ماتریس پلیمری تشکیل می شود. این ماده به دلیل دارا بودن ویژگی های فوق العاده مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی، حرارت، فشار و تغییرات جوی، استحکام بالا و سبک بودن، در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا، ابزار دقیق، تجهیزات ورزشی، محیط زیست و خنک کننده ها استفاده می شود.

فایبرگلاس به دلیل وزن سبک، قدرت مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و تغییرات دما، عدم جذب آب، قابلیت شکل دهی و پایداری شیمیایی، جایگزین مناسبی برای فلزات و چوب در بسیاری از صنایع محسوب می‌شود.

علت استفاده از فایبرگلاس در ساختار برج خنک کننده

فایبرگلاس به دلیل ویژگی های بارزی که دارد، به عنوان یک جایگزین مناسب برای مواد سنتی مانند فلزات و بتن در ساخت برج های خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد.

به عنوان مثال، برج های فایبرگلاس بسیار سبک هستند و به راحتی حمل و نصب می شوند، همچنین ضریب انتقال حرارت در فایبرگلاس به دلیل عدم هدر رفت حرارت بیشتر، بهتر از بتن و فلز است.

همچنین، فایبرگلاس به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی و تغییرات دما، نسبت به مواد سنتی به عنوان مثال فولاد، کمتر دچار خوردگی و زنگ زدگی می شود، در نتیجه عمر مفید برج خنک کننده بیشتر است.

همچنین، فایبرگلاس قابلیت شکل دهی بالایی دارد و می‌توان آن را به شکل های مختلفی ساخت، این ویژگی امکان ساخت برج خنک کننده با ارتفاع و شکل های گوناگون را به وجود می آورد.

علاوه بر این، به دلیل سبک بودن و ضریب انتقال حرارت بالا، برج های فایبرگلاس نسبت به برج های سنتی کمتر فضا را اشغال می کنند و هزینه نصب و نگهداری آن‌ها نیز کمتر است

برج خنک کننده فایبرگلاس آب را تا چه دمایی کاهش می دهد

کارکرد برج فایبرگلاس همانند برج خنک کننده های سنتی است که با استفاده از تبادل گرما، حرارتی که در فرآیندهای صنعتی و تولیدی ایجاد می شود را از آب تولید شده توسط چیلر یا دیگر دستگاه ها کاهش می دهد.

در برج فایبرگلاس، سیال خنک کننده (معمولاً آب) از بالای برج به پایین جاری می شود و در طول مسیر به وسیله ابعاد و شکل خاص برج، با هوا تماس برقرار می کند.

هوا در اثر تماس با سیال خنک کننده، حرارت آن را جذب و به بیرون انتقال می دهد و در نتیجه سیال خنک شده و برای استفاده مجدد به سیستم بازگردانده می شود.

در این فرآیند، دمای سیال خنک کننده تا حدودی به دمای محیط و هوای اطراف بستگی دارد، زیرا درجه حرارتی هوا که با سیال در تماس است، باعث تغییر دمای سیال خواهد شد.

با این حال، دمای سیال خنک کننده در برج فایبرگلاس معمولاً در حدود 10-15 درجه سانتیگراد پایین تر از دمای ورودی آن به برج است.

بنابراین، اگر دمای ورودی سیال خنک کننده به برج برابر با 35 درجه سانتیگراد باشد، دمای خروجی آن معمولاً حدود 20-25 درجه سانتیگراد خواهد بود.

البته این مقدار به میزان بار حرارتی ورودی، اندازه و شکل برج، سرعت جریان سیال خنک کننده و شرایط هواشناسی منطقه بستگی دارد.

انواع کاربری برج خنک کننده فایبرگلاس

برج فایبرگلاس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی و تاثیرات محیطی، طراحی زیبا و کارآیی بالا، در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای برج فایبرگلاس عبارتند از:

1. صنایع پتروشیمی: برج فایبرگلاس برای خنک کردن آبی که در فرآیندهای صنعتی از جمله تولید پلیمرها، مواد شیمیایی و پتروشیمی استفاده می‌شود، کاربرد دارد.
2. نیروگاه‌ها: برای خنک کردن آب استفاده شده در سیستم های تولید برق، از برج خنک کننده فایبرگلاس استفاده می شود.
3. کارخانجات فولاد: برای خنک کردن آبی که در فرآیندهای تولید فولاد استفاده می شود، از برج فایبرگلاس استفاده می شود.
4. صنایع غذایی: برای خنک کردن آب و سایر محصولاتی که در فرآیندهای تولیدی در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از برج خنک کننده فایبرگلاس استفاده می شود.
5. ساختمان‌ها و تاسیسات صنعتی: برای خنک کردن آب مورد استفاده در ساختمان ها و تاسیسات صنعتی مانند سیستم های تهویه مطبوع، از برج فایبرگلاس استفاده می شود.

در کل، برج فایبرگلاس در تمامی صنایعی که به خنک کردن آب نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه خنک کردن آب در برج فایبرگلاس

برای خنک کردن آب در برج خنک کننده فایبرگلاس، آب گرم وارد برج شده و در بالای برج از طریق پمپ هایی، پمپاژ می شود.

سپس، آب از بالای برج به صورت پراکنده از طریق چندین برج‌ توزیع شده در بالای برج رها شده و به شکل پراکنده به سطح برج نشسته و در اثر تماس با هوا و درگذشت از طریق آن، حرارت خود را از دست می دهد و در نهایت به سمت پایین برج جریان داده می شود.

در این بخش از برج که به عنوان برج جذب آب شناور (Hot water basin) نامیده می شود، آب خنک شده جمع آوری می شود و به سیستم مورد نیاز برای استفاده دوباره بازگردانده می شود.

به طور کلی، فرایند خنک کردن آب در برج فایبرگلاس به علت بالا بودن سطح برج، زیاد بودن مساحت تماس بین آب و هوا و جریان هوای طبیعی وجود در بالای برج، بسیار کارآمد و با کارایی بالا انجام می‌شود.

اجزای مختلف فایبرگلاس برج خنک کننده

برج فایبرگلاس، شامل اجزای مختلفی است که هر یک از آن‌ها نقش مهمی در عملکرد برج ایفا می کنند. اجزای مختلفی که در برج فایبرگلاس مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

1. بدنه برج: بدنه برج از مواد فایبرگلاسی تشکیل شده است که به دلیل وزن کم، استحکام بالا، ضدزنگ و مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی مختلف، به‌عنوان ماده ی ساختاری برج خنک کننده به کار می رود.
2. فن های اجباری: فن های اجباری در بالای برج قرار می گیرند و به وسیله ی آن ها هوای سرد از بالای برج جذب و به داخل برج کشیده می شود تا تماس بیشتری با آب داشته باشد و باعث خنک شدن آب شود.
3. تفریغ کننده ی آب: در پایین برج یک تفریغ کننده ی آب قرار می‌گیرد که برای حذف آب خنک شده از برج به کار می رود و به وسیله ی آن آب خنک شده از برج خارج می شود.
4. پمپ های پخش آب: پمپ های پخش آب در بالای برج قرار می گیرند و برای پخش آب در سطح برج به کار می روند تا به وسیله ی هوای خنک کننده ی محیطی، حرارت از آب بازیابی شود.
5. سیستم تهویه: سیستم تهویه برای جلوگیری از تجمع رطوبت و سایر مواد زائد در داخل برج، جریان هوای طبیعی را در برج بهبود می بخشد.

این اجزا به طور کلی به عنوان بخش های اصلی برج خنک کننده فایبرگلاس شناخته می شود.

مزایای برج خنک کننده فایبرگلاس

برج فایبرگلاس، به دلیل ویژگی هایی که دارد، در مقایسه با سایر برج های خنک کننده، مزایایی دارد که عبارتند از:

1. وزن سبک: برج فایبرگلاس به دلیل ساختار خود از مواد سبک وزن مانند فایبرگلاس، وزن بسیار کمی دارد. این ویژگی باعث می شود که برای حمل و نصب بسیار راحت باشد.
2. مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی: برج فایبرگلاس از موادی تشکیل شده است که در برابر خوردگی، زنگ زدگی و تغییرات شدید دما مقاومت بالایی دارد. به همین دلیل، عمر طولانی و قابل اعتمادی دارد همچنین نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری خواهد داشت.
3. قابلیت ساخت سفارش : برج فایبرگلاس، به دلیل ساختار ساده اش، قابلیت ساخت سفارشی را دارد. این به معنای این است که برج خنک کننده به صورتی طراحی می شود که بتواند نیازهای خاص و منحصر به فرد کاربر را برآورده کند.
4. اقتصادی: برج فایبرگلاس با توجه به مقاومت و کیفیت بالایی که دارد، هزینه‌ی تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به برج های خنک کننده‌ی دیگر دارد. همچنین، به دلیل وزن سبک، در حمل و نقل، مونتاژ و نصب، هزینه ی کمتری دارد.
5. بهره وری انرژی بالا: برج فایبرگلاس با بهره وری انرژی بالایی که دارد، از میزان مصرف انرژی پایینی برخوردار است.

مراحل تولید برج فایبرگلاس 

تولید برج خنک کننده فایبرگلاس عمدتاً شامل چندین مرحله است که عبارتند از:

1. طراحی و نقشه کشی: در این مرحله، نقشه های مختلف برج خنک کننده برای کاربرد های مختلف آن، توسط مهندسان طراحی می‌شود.
2. ساخت قالب: پس از طراحی، قالب برای ساخت برج خنک کننده طراحی و ساخته می‌شود. قالب عمدتاً از فلزاتی مانند فولاد ساخته می‌شود.
3. قرار دادن فایبرگلاس در قالب: در این مرحله، لایه‌های مختلفی از فایبرگلاس در قالب قرار می‌گیرند. این لایه‌ها اغلب شامل پارچه های شیشه‌ای هستند که به وسیله رزین پلی استر به یکدیگر متصل می‌شوند.
4. لایه گذاری: پس از قرار دادن فایبرگلاس در قالب، به شکل دسته ای برج خنک کننده تولید می شود. سپس لایه‌ای از رزین پلی استر بر روی پارچه‌های فایبرگلاس اعمال می‌شود و این روند به صورت مکرر تکرار می‌شود تا به ضخامت مناسبی برسیم.
5. جداسازی قالب: پس از تمام شدن لایه‌گذاری، برج خنک کننده از قالب جدا می‌شود و آماده نصب و استفاده می‌شود.
6. برش و تمیز کردن: در این مرحله، قطعات اضافی از برج خنک کننده بریده می‌شوند و آن را به شکل دقیق‌تری تنظیم می‌کنند. سپس برج خنک کننده تمیز می‌شود و به اندازه کافی آماده نصب می‌شود.

بعد از انجام این مراحل، برج خنک کننده فایبرگلاس آماده بکار می‌شود

معایب برج خنک کننده فایبرگلاس

برخی از معایب برج خنک کننده فایبرگلاس عبارتند از:

1. قابلیت اشتعال: فایبرگلاس به راحتی قابل اشتعال است و در صورت اتصال به حرارت بالا، ممکن است آتش بگیرد.
2. قیمت بالا: تولید برج فایبرگلاس نسبتاً پرهزینه است و برای کاربردهای بزرگ، ممکن است هزینه بالایی داشته باشد.
3. نیاز به نگهداری دقیق: برج فایبرگلاس نیاز به نگهداری دقیق دارد، از جمله شستشو و تمیز کردن منظم و تعویض بعضی از اجزا به دلیل خوردگی و سایر خرابی‌ها
4. حساسیت در برابر ضربه: برج فایبرگلاس به دلیل ساختار خود، نسبتاً حساس به ضربه است و احتمال شکستن و ترک خوردگی در صورتی که با آن فشار وارد شود وجود دارد.

با این حال، با توجه به مزایای برج فایبرگلاس از جمله وزن سبک، مقاومت بالا در برابر شرایط آب و هوایی و مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی و خوردگی، این نوع برج خنک کننده در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد

بهترین محل برای نصب کردن برج خنک کننده فایبرگلاس کجاست؟

برخی از عواملی که در انتخاب محل نصب برج خنک کننده فایبرگلاس مهم هستند، عبارتند از:

1. ارتفاع زمین: برج خنک کننده باید در محلی نصب شود که ارتفاع آن از سطح زمین برای جریان هوای خنک کننده مناسب باشد.
2. فضای باز: بهتر است برج خنک کننده فایبرگلاس در محلی با فضای باز نصب شود تا بتواند به آسانی هوای تازه را دریافت کند و جریان هوای خنک کننده اش نیز به خوبی عمل کند.
3. فاصله از ساختمان‌ها: برای جلوگیری از تداخل با ساختمان‌ها و حفظ فضای کافی برای جریان هوای خنک کننده، باید برج خنک کننده در فاصله ای مناسب از ساختمان‌ها نصب شود.
4. فضای کافی برای تعویض هوا: برج خنک کننده فایبرگلاس به حجم بالایی از هوای خنک نیاز دارد، بنابراین باید در محلی نصب شود که فضای کافی برای جریان هوای تازه داشته باشد.
5. دسترسی به آب: برای عملکرد بهینه، برج خنک کننده باید در محلی نصب شود که به آب در دسترس باشد.
6. شرایط هواشناسی: برای کاهش هزینه‌ها و بهره‌وری بیشتر، برج خنک کننده فایبرگلاس باید در محلی نصب شود که شرایط هواشناسی مناسبی برای استفاده از آب خنک کننده وجود داشته باشد.

ابعاد برج

ابعاد این برج خنک کننده بستگی به نوع و کاربری آن دارد. این ابعاد شامل ارتفاع، قطر، ضخامت و وزن برج می‌شود که باید با توجه به نیاز کاربری و شرایط محیطی طراحی و ساخته شوند.

به طور کلی، برج فایبرگلاس ممکن است ارتفاعی در حدود ۲ تا ۵۰ متر و قطری در حدود ۱ تا ۱۲ متر داشته باشد. همچنین، ضخامت دیواره‌های برج نیز ممکن است در حدود ۳ تا ۱۰ میلی‌متر باشد.

لازم به ذکر است که ابعاد دقیق برج فایبرگلاس بستگی به عوامل مختلفی مانند دمای آب و هوا، دمای آب ورودی و خروجی، نوع و حجم آب مورد نیاز و... دارد. به همین دلیل، برای طراحی برج فایبرگلاس، باید به محاسبات دقیق و مشاوره از مهندسان متخصص اعتماد کرد.

نحوه تعمیر و نگهداری

تعمیر و نگهداری برج خنک کننده فایبرگلاس برای افزایش عمر مفید و کارایی آن بسیار مهم است. در ادامه به برخی از مراحل تعمیر و نگهداری برج خنک کننده فایبرگلاس اشاره می‌کنیم:

1. پاکسازی فیلترهای هوا: فیلترهای هوا برج خنک کننده برای حفظ کیفیت هوای ورودی به برج استفاده می‌شوند. به همین دلیل، باید آن‌ها را به‌صورت دوره‌ای پاکسازی کرد تا جلوی تجمع ذرات گرد و غبار در داخل برج گرفته شود.
2. بررسی سیستم آبی: در هنگام تعمیر و نگهداری برج فایبرگلاس باید سیستم آبی آن را بررسی کرد. در صورت وجود لکه ها، رسوبات و یا خوردگی در داخل لوله ها، باید آن ها را تعمیر و یا تعویض کرد.
3. بررسی سیستم برقی: برای اطمینان از کارایی بهینه فایبرگلاس، سیستم برقی آن باید دوره ای بررسی و تعمیر شود. بررسی سیم ها، اتصالات و قطعات الکترونیکی در داخل برج، می تواند از خرابی سریع در آینده جلوگیری کند.
4. بررسی پمپ های آب: پمپ های آب برای چرخش آب در داخل برج استفاده می شوند. برای اطمینان از کارایی بهینه آن ها، باید آن ها را به‌صورت دوره ای بررسی کرد و در صورت نیاز تعمیر یا تعویض کرد.
5. بررسی دیواره‌های برج: دیواره های برج خنک کننده فایبرگلاس باید به دوره ای بررسی شوند.