کولر صنعتی، هواساز، فن سانتریفیوژ، هواکش،کولر گلخانه و تجهیزات تصفیه هوا

کولرهای هوایی یا ایر کولر یکی از وسایلی هستند که در اکثر واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی برای کاهش دمای سیالات مورد استفاده قرار می گیرند.

در کولر هوایی , هوا با دمای محیط به لوله های حاوی سیال گرم برخورد کرده و باعث کاهش دمای دیواره لوله می شود . و به این ترتیب دمای سیال داخل لوله کاهش می یابد. طول استاندارد لوله های مورد استفاده در مبدل های خنک کننده هوایی، معمولاً ۲۰، ۳۰ و ۴۰ فوت می باشد. یکی از مسائلی که در مورد کولر هوایی اهمیت دارد، نسبت مساحت فن به مساحت Bay می باشد. این نسبت را converge fan می گویند و در مقدار آن در مبدل های خنک کننده هوایی نباید از ۴/۰ کوچکتر باشد.

انواع کولر هوایی :

معمولاً مبدل های خنک کننده هوایی در دو آرایش زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

– Forced Draft
– Induced Draft

از این کولرهای هوایی یا ایر کولر که اصطلاحان برج خنک کننده یا کولینگ تاور نیز نامیده میشوند، برای کاهش دمای سیال داخل لوله ها، از هوای محیط استفاده می کنند.

مبدل های حرارتی هوا خنک که به مبدل های حرارتی Fin Fan نیز معروف هستند،
معمولاً در مواردی که آب در دسترس نیست یا
با توجه به حداکثر دمای محیط می توان دمای خروجی فرآیند مورد نظر را به دست آورد، استفاده می شوند.

تجهیزات خنک کننده هوا می توانند راه حل ساده تری در مقایسه با خنک شدن با آب باشند؛
زیرا در سیستم های آب خنک، نیاز به پمپ های بیشتر، لوله کشی، چیلر مرکزی یا برج های خنک کننده می باشد که
باعث افزایش هزینه عملکرد و نگهداری سیستم می شود.

کولر هوایی در کاربردهای بسیار متنوعی مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد های معمول شامل موارد زیر هستند:

• کولرهای روغنی
• کولرهای آبی و گلیکولی
• رادیاتورهای موتور
• کولرهای روغن هیدرولیک
• سیستم های خنک کننده حلقه بسته

این دستگاه های کاربردی، کاهش هزینه عملیاتی، طولانی ترین عمر، بالاترین قابلیت اطمینان و حداقل نگهداری از هر یک از سیستم ها را ارائه می دهند.

نحوه عملکرد مبدل هوا خنک

از کولر هوایی برای انتقال گرما از مایع به هوای محیط استفاده می شود.

مایع درون لوله ها رسانای گرما است.

هوای جوی که به عنوان ماده خنک کننده عمل می کند،
به منظور حذف گرما، در یک مبدل هوا خنک، توسط فن به صورت عمودی از لوله ها جریان می یابد.

به منظور بهبود ویژگی های انتقال حرارت مبدل های خنک کننده هوا، لوله ها با پره های خارجی طراحی می شوند.

این پره ها می توانند منجر به افزایش قابل توجه سطح انتقال گرما شوند.

پارامترهایی مانند طول، عرض و تعداد ردیف های لوله با توجه به کاربرد خاص و هم چنین طراحی خاص لوله پره ای متفاوت است.

اجزای اصلی مبدل های حرارتی خنک کننده هوا شامل موارد زیر است:

• لوله پره ای
• دسته لوله
• مونتاژ فن و درایو
• محفظه پلنوم هوا و مجموع ساختار کلی

 مزیت استفاده از مبدل هوا خنک

انتخاب این که آیا باید از کولر هوایی استفاده شود، اساساً یک مسئله اقتصادی است که
شامل اولین هزینه های سرمایه ای، هزینه های بهره برداری و نگهداری، نیازهای فضا و ملاحظات زیست محیطی می باشد که
تصمیم گیری در مورد مزایا و معایب خنک کننده با هوا را در تحت تاثیر قرار می دهد.

مزایای خنک سازی با هوا را می توان با گزینه خنک کننده با آب مقایسه نمود.

این موارد باید مورد به مورد بررسی شده و ارزیابی شود که
آیا سیستم های خنک کننده با هوا برای کاربرد مورد نظر، اقتصادی و عملی هستند یا خیر.

معرفی کولر هوایی

کمبود آب و افزایش هزینه ها، همراه با نگرانی های اخیر در مورد آلودگی آب و برج های خنک کننده، استفاده صنعت از مبدل های حرارتی آب خنک را بسیار کاهش داده است.

در نتیجه، هنگامی که وجود گرمای بیشتر در داخل کارخانه امکان پذیر نیست،
بهترین انتخاب مبدل های هوا خنک می باشند.

اکنون بخش عمده ای از فرآیند خنک سازی در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی در مبدل های حرارتی با خنک کننده هوا انجام می شود.

هم چنین از کندانسورهای خنک کننده هوا برای نیروگاه ها استفاده می شود.

اصول کار یکسان است؛ اما کندانسورها ممکن است بسیار بزرگ باشند.

کولر هوایی یا Air cooler را نباید با دستگاه های خنک کننده هوا مانند چیلرها اشتباه گرفت.

طراحی یک مبدل هوا خنک، پیچیده تر از یک مبدل حرارتی دارای پوسته و لوله است؛
زیرا اجزای سازنده و متغیرهای بیشتری وجود دارد.

اجزای اصلی :

این مبدل ها شامل یک یا چند لوله که در معرض جریان هوای فن ها قرار دارند، تجهیزات فن و موتور آن، کنترل کننده سرعت چرخش فن و تجهیزات لازم برای هدایت جریان ها می باشد. در این مبدل ها جریان سیال گرم پس از عبور از یک نازل وارد لوله هایی می شود که در مجاورت فن قرار دارند. این لوله ها با توجه به پره هایی که روی دیواره بیرونی لوله قرار دارند، کار انتقال حرارت را سریع تر انجاممی دهند. در قسمت عبور سیال از مجاورت فن، هر مجموعه از لوله های حاوی سیال گرم را یک Bundle می نامند که خود شامل چندین لوله است. معمولاً چند Bundle به طور موازی با یکدیگر از روی فن عبور می کنند. به این مجموعه یک Bay می گویند.

در بعضی موارد دو فن به صورت سری روی جریان های موازی Bundle های یک Bay عمل می کنند. این حالت شامل دو Bundle از لوله های حاوی سیال گرم است که از مجاورت دو فن سری شده عبور می کند. معولاً برای خنک کردن سیال گرم توسط مبدل هواخنک در صنعت ، از چند Bay که به صورت موازی قرار گرفته اند استفاده می شود. به مجموعه این Bay ها، Unit گفته می شود.

قطر فن های مورد استفاده در مبدل های هواخنک در دامنه ۳ تا ۲۸ فو ت قرار دارد. با این حال معمولاً فن هایی با قطر ۱۴ تا ۱۶ فوت از بزرگ ترین فن های مورد استفاده در صنایع پتروشیمی به شمار می روند. شکل ۲ دو Bay با ۴ Bundle همانطوریکه گفته شد، هوا با دمای محیط به لوله های حاوی سیال گرم برخورد کرده و باعث کاهش دمای دیواره لوله می شود و به این ترتیب دمای سیال داخل لوله کاهش می یابد. برای افزایش میزان انتقال حرارت، از لوله های پره دار استفاده می شود.

لوله های پره دار در کولرهای هوایی یا کولر هوایی ، ایر کولر به صورت های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مهمترین انواع این پره ها، پره های (Extruded fin ) می باشد که معمولاً از جنس آلومینیوم ساخته می شوند.

نحوه ساخت این پره ها :

یک لایه از فلز مربوطه را بر روی لوله قرار می دهند و سپس این لایه را با اعمال فشار توسط دستگاه دیگری روی لوله نصب می کنند. قالب این دستگاه به صورتی عمل می کند که سطح خارجی لوله در نهایت به صورت پره های مارپیچ و یا شکل های دیگر در می آید و به این ترتیب سطح خارجی لوله افزایش یابد. از این پره ها معمولاً در دمای پایین تر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد استفاده می شود. شکل ۳ یک Unit که شامل دو Bay و شش Bundle می باشد.