سازندگان برج خنک کننده

 

 

سازندگان برج خنک کننده طبیعتاً وظیفه ساخت و تولید برج خنک‌کننده را برعهده دارند و دغدغه اصلی این صنف ارتقاء کیفی برج خنک کننده می‌باشد.یک سازنده برج خنک کننده همانند سایر تولیدکنندگان محصولات صنعتی سعی بر این دارد تا با پیشرفت روز افزون علم و تکنولوژی محصولات خود را با بروزترین و بالاترین کیفیت تولید و عرضه نماید. فرآیند ساخت و تولید محصولات سرمایشی صنعتی همانند برج خنک‌کننده جز با اتکا به دانش مهندسی سیالات، مهندسی شیمی و مهندسی برق امکانپذیر نمی‌باشد.

پیشرفت روزانه دانش مهندسی در زمینه تأسیسات سرمایشی و گرمایشی سبب شده تا سازندگان برج خنک کننده به دنبال ارتقاء و بهینه سازی محصولات خود باشند. سازندگان برج خنک کننده در راستای پیشبرد اهداف خود در تولید و ساخت امروزه با مشارکت دانش آکادمیک و مهندسی و همچنین با همکاری شرکتهای مشاور همچون شرکت سازه به دنبال راهکارهایی در زمینه بهبود کیفیت، اتوماسیون‌سازی تولید و بهینه‌سازی مصرف انرژی محصولات خود می‌باشند.

بیشتر بدانید: برج خنک کننده 

شرح کلی اوضاع سازندگان برج خنک کن 

سازندگان برج خنک کننده در سراسر دنیا همواره به صورت سالانه و ماهیانه در فصول مختلف گردهم آمده و با همفکری و مشارکت ذهنی سبب ایجاد ایده‌های نو و پویا در صنعت تولید کولینگ‌تاور شده‌اند. پیشروترین شرکتهای سازنده برج خنک کننده در دنیا شرکتهای Evapco-Marely- CTS-CTI-EBARA-SPX-Paharpour می باشند که در زمینه تولید علم در صنایع برودتی پیشگام در عرصه صنعت جهانی محسوب می‌شوند. در واقع وابسته به حوزه فعالیت شرکتهای معتبر دنیا در زمینه ساخت و تولید برج خنک کننده این تجهیز در قالب تولید برون مرزی (بین المللی) و ساخت و تولید داخلی ارائه و عرضه می‌شود.

---

سازندگان برج خنک کننده بین المللی

• Marely:

مارلی آمریکا پیشرو در صنعت سازندگی برج خنک کننده و قطعات جانبی این محصول پدر صنعت تولید، طراحی و ساخت کولینگ‌تاور در دنیا محسوب می‌شود. این شرکت فعالیت خود را از سال 1970 میلادی در آمریکا شروع نموده است و امروزه یکی از معتبرترین محصولات خود یعنی برج خنک کننده دو سلولی با نام مستعار طرح مارلی در سراسر دنیا طراحی و تولید می شود.

• CTI:

بزرگترین شرکت تولیدکننده برج خنک کننده در دنیا شرکت CTI می‌باشد که استانداردهای جهانی و بین‌المللی از طریق این شرکت در صنف تولید و ساخت برج خنک‌کاری در اختیار سایر کشورها و سازندگان این محصول قرار می‌گیرد. امروزه بسیاری از سازندگان برج خنک کننده به دنبال دریافت گواهینامه معتبر لیسانس تولید از شرکت CTI در زمینه کولینگ‌تاور می‌باشند و تاکنون 4 شرکت در ایران موفق به کسب این لیسانس در تولیدات خود شده‌اند.

• EVAPCO:

شرکت اواپکو اصلیتی آمریکایی دارد و فعالیت خود را از سال 1976 از شمال قاره آمریکا شروع کرده است و امروزه پدر صنعت تهویه مطبوع دنیا به شمار می‌آید و در زمینه تولید انواع برجهای خنک‌کننده گالوانیزه حرف اول را در دنیا می‌زند. امروزه شرکت اواپکو با داشتن بیش از 56 شعبه در کشورهای مختلف بزرگترین شرکت تولید و صادرات انواع برج خنک کننده بحساب می‌آید.

• EBARA:

این شرکت اصلیتی آسیا میانه دارد و فعالیت خود را برای اولین بار در کشور ژاپن شروع نموده است. بیشترین دلیل شهرت این برند معتبر تولید برج خنک کننده به خاطر تولید یکی از رایج ترین و بهترین نمونه‌های کولینگ‌تاور جریان متقاطع تحت عنوان کراس‌فلو یا برج خنک‌کن ابارا می‌باشد. این نمونه خاص از انواع کولینگ‌تاور کراس فلو با بیشترین تیراژ تولید و ساخت در این شرکت عرضه گردیده است.

• LENGTH:

این شرکت ماهیتی آمریکایی دارد و در زمینه تولید،طراحی، ساخت و عرضه انواع برج خنک کننده صنعتی در حوزه کشورهای نفت خیز خلیج‌فارس از جمله عراق، عربستان صعودی،کویت،مصر و قطر فعالیت می نماید که از سال 1995 شروع بکار کرده است و در سال 2008 به کشوره امارات متحده‌عربی نقل مکان نموده است.

• DELTA COOLING:

این شرکت همانند بسیاری از شرکتهای معتبر در زمینه ساخت و تولید کولینگ‌تاور در کشور ایالات متحده آمریکا در سال 1998 شروع به کار نموده است و برای اولین بار طرح برج خنک کننده چندمداره در این شرکت ایده‌پردازی شده است.

• CTS:

یکی از معتبرترین سازندگان حوزه خاورمیانه شرکت CTS ترکیه می‌باشد که در زمینه طراحی ، تولید و عرضه اتوماسیون برج خنک کننده (با ماشین آلات صنعتی) در تیراژ بالا فعالیت می‌نماید و این شرکت بیشترین تولیدات خود را معطوف به برج‌های خنک‌کننده چندسلولی نموده است و موفق به کسب نشان ایزو 9001 ، ایزو 18001 و کسب استانداردهای مختلف و معتبر از شرکت CTI آمریکا شده است.

 

---

سازندگان برج خنک کننده در کشور ایران

• دما گستر:

شرکت دما گستر فعالیت خود را از سال 1380 در مشهد آغاز به کار نموده است و پس از یک برهه کوتاه به تهران نقل مکان نموده و امروزه بانی و ایده نوآور در ساخت برجهای خنک کننده هیبریدی کم مصرف محسوب می‌شود. این شرکت امروز با هدف ارتقاء کیفی محصولات خود دارای 16 مدل کولینگ‌تاور به منظور بهره‌وری در نقاط مختلف اقلیمی می‌باشد. انواع کولینگ‌تاورهای تولیدی شرکت دما گستر امروزه با بهترین تیم کنترل کیفی (QC) تحت نظارت قرارگرفته است و در اختیار عموم مشتریان قرار می‌گیرد.

 

• پرتوآبگردان:

شرکت پرتوآبگردان کار خود را با از شهر مقدس مشهد در تولید و ساخت برج خنک کننده مدور یا مخروطی شروع نموده است و امروزه با نام توچال تهویه ایرانیان در حال فعالیت در سراسر ایران می باشد. این شرکت یکی از معتبرترین و قدیمی ترین تولیدکنندگان و سازندگان برج خنک کننده به شمار می آید.

• آریابنیز:

شرکت آریا بنیز یکی از معتبرترین و بزرگترین تولیدکنندگان برج خنک کننده در ایران به حساب می آید که با استفاده از دانش مهندسی به جرئت یکی از برترین تیم های طراحی کولینگ‌تاور را برعهده دارد. شرکت آریابنیز هم اکنون در حیطه صادرات به کشورهای خارجی نیز فعالیت می‌نماید.

• مهتاب‌گستر:

شرکت مهتاب گستر یکی از معتبرترین شرکتهای مهندسی در بخش سیستمهای تهویه مطبوع مخصوصاً تولید و ساخت برج خنک کننده به شمار می آید که دارای 6 شعبه معتبر و فعال در سراسر ایران جهت ارائه خدمات پس از فروش می‌باشد.

• ناب‌زیست:

شرکت ناب زیست نیز یکی از برترین سازندگان برج خنک کننده در تهران بزرگ و سراسر ایران به شمار می آید و امروزه با تولید برجهای خنک کننده چندسلولی سبب ارتقا و کنترل مصرف انرژی کولینگ تاور می‌گردد.

دغدغه‌های اصلی سازندگان داخلی برج خنک کننده

• تهیه مواداولیه با کیفیت به جهت تولید مناسب و استاندارد محصولات
• نبودن دستگاه های مناسب و استاندارد در خط تولید قطعات و تجهیزات جانبی کولینگ تاور
• نارضایتی مشتریان به دلیل وجود واسطه های فراوان در بازار فروش
• عدم توجیه پذیری اقتصادی به جهت خدمت رسانی پس از فروش
• تقلبی بودن و بی کیفیت بودن قطعات و مواد بکار رفته در فرآیند ساخت و تولید که سبب کاهش کیفیت نهایی محصول می شود.
• ناکارآمد بودن نیروی انسانی در بخش تولید و عدم جبران شدن این موضوع با اتوماسیون سازی تولید به دلیل نبودن دستگاه های تولید قطعات (به دلایل تحریم اقتصادی)
• طراحی و تولید برج خنک کننده توسط سازندگان غیر متخصص که سبب از بین رفتن اعتماد به تولید ملی و نارضایتی سایر صنوف صنعتی از حمایت تولیدکنندگان داخلی شده است.
• کاهش بهای تمام شده برخی از تولیدکنندگان و سازندگان برج خنک کننده و افزایش نارضایتی مشتریان پس از خرید کولینگ تاور سبب ایجاد نگرش کاهش بهای تمام شده با استفاده از کاهش کیفی متریال توسط سایر سازندگان

شرح کامل فرآیند ساخت و تولید برج خنک کننده توسط سازندگان مختلف

فرآیند ساخت(Build) یا تولید برج خنک کننده(کولینگ تاور) شامل بخشهای متنوعی از حوزه‌های مختلف ساخت قطعات و مونتاژ آنها در برج خنک کننده(Cooling Tower)می‌شود.به بیانی دیگر فرآیند تولید و ساخت برج خنک کننده در سه بخش اصلی تقسیم‌بندی می شود که بخش اول شامل تولید قطعات برج خنک کننده و بخش دوم مرتبط با عملیات مونتاژ(Assemble) می‌شود و بخش نهایی نظارت فنی و مهندسی(کنترل کیفی) می باشد.

فرآیند ساخت برج خنک کننده باید با دقت فراوانی صورت پذیرد زیراکه این بخش در نتیجه سبب ارزش‌گذاری و ارزش نهادن به کیفیت نهایی تجهیز تولیدشده می‌شود. برج خنک کننده با داشتن تجهیزات مختلف مرتبط با قسمتهای آب رسانی و هوارسانی دارای قطعات مختلفی است که از متریال فلزی، پلیمری و یا فایبرگلاس FRP تولید می‌شود. بیشتر سازندگان امروزه سعی بر این دارند تا حدامکان استفاده از متریال فلزی در تولید قطعات داخلی کولینگ تاور را محدود سازند و در جایگزینی آن از قطعات با مقاومت بالا از متریال ضدرسوب همچون فایبرگلاس یا پلی پروپیلن استفاده نمایند.

با توجه به موارد فوق الذکر سازندگان برج خنک کننده در مراحل تولید و ساخت کولینگ تاور ممکن است با بخشهای مختلف تولید سروکار داشته باشند.در واقع ساخت یک برج خنک کننده نیازمند داشتن دانش فنی در زمینه مهندسی سیالات ، شیمی ، برق ، عمران و مواد می‌باشد.به عنوان مثال بسیاری از بخش‌های مرتبط با سیستم گردش سیال آب یا هوا مربوط به رشته مهندسی مکانیک بوده و همچنین قسمت تأمین انرژی برق توسط موتور از بخشهای مرتبط با رشته مهندسی برق می‌باشد. بنابراین یک تولیدکننده موفق در ساخت برج خنک کننده باید دارای یک تیم کامل و مجرب از مهندسین در رشته‌های مختلف باشد.

مراحل کلی ساخت برج خنک کننده توسط سازندگان داخلی

1-ساخت قطعات و تجهیزات جانبی بکاررفته در بخشهای مختلف از جمله پروانه ، نازل، پکینگ ، قطره گیر و اجزای بدنه

2-مونتاژ و جمع‌آوری قطعات و تجهیزات روی بدنه و فریم اصلی

3-کنترل کیفی و نظارت فنی محصول تولیدشده مطابق با استانداردها و تستهای مختلف از جمله تست آب گیری ، تست جوش و تست فشار

(بخشهای متنوع ساخت قطعات برج خنک کننده(قبل از مون

• تزریق قطعات پلاستیکی و پلیمری همچون نازل یا افشانک ، قطره گیر و پکینگ‌مدیا
• تراشکاری قطعات فلزی از متریال فولاد و آلومینیوم همچون کاهش دور(فولی) و اسپرینکلر (آبگردان)
• تولید قطعات بدنه از متریال فایبرگلاس FRP با الیاف و رزین و با استفاده از روش قالب گیری و پخت دستی و یا ماشینی
• جوشکاری شاسی کویل، ساپورتهای نگهدارنده قطره‌گیر و پکینگ ، فن گارد یا توری محافظ پروانه و شاسی نگهدارنده پروانه و موتور در قسمت بالایی گلویی فن
• ساخت و تولید تیغه پروانه یا فن برج خنک کننده با استفاده از دستگاه اکسترود یا پرس هیدرولیک و مونتاژ آن بخش با قسمت هاب تراشکاری شده و سپس طی کردن مراحل بالانس استاتیکی و دینامیکی پروانه

 فرآیند مونتاژ در پروسه ساخت برج خنک کننده

فرآیند مونتاژ یا ساخت نهایی یک محصول شامل جایگذاری بخشهای مختلف در قسمتهای در نظر گرفته شده می باشد. در واقع مرحله بعد از تأمین و تولید قطعات جانبی برج خنک کن مرحله مونتاژ یا سربندی کولینگ تاور می باشد. این مرحله می تواند با توجه به صلاحدیدهای لازم جهت حمل و نصب به دو صورت انجام پذیرد.

• مونتاژ در محل پروژه (محل نصب کولینگ تاور)
• مونتاژ در کارخانه یا کارگاه ساخت و تولید برج خنک کننده

وابسته به ظرفیت و ابعاد کولینگ تاور فرآیند مونتاژ یا ساخت برج خنک کننده می‌تواند در هر دو صورت انجام پذیرد. عموماً ظرفیتهای بالاتر از 500 تن تبرید در کولینگ تاور به صورت مونتاژ در محل پروژه انجام می‌پذیرد. گاهاً به دلایل متنوع بسیاری از تولیدکنندگان سعی براین دارند که کلیه محصولات خود به صورت مونتاژ و تحویل درب کارخانه باشد. با توجه به همین هدف ظرفیت های بالاتر از 500 تن تبرید که عملاً حمل و بارگیری آن بسیار دشوار خواهد شد به صورت چندسلولی طراحی و تولید می گردد.

دلایل امتناع شرکت های سازنده از مونتاژ و ساخت برج خنک کننده در محل پروژه

• عدم کنترل کیفی تیم نظارت فنی به صورت صحیح و کارآمد به دلیل داشتن طول مسافت احتمالی
• کاهش کیفیت تولیدی محصول به دلیل خستگیهای ناشی از طول مسافت و زمان مونتاژ بر روی پرسنل اجرایی و مونتاژ
• افزایش زمان تولید، ساخت ، نصب و راه اندازی برج خنک کننده
• افزایش هزینه های ناشی از ایاب و ذهاب ، خوراک، محل اسکان و عملیات مونتاژ پرسنل

مراحل جزئی ساخت برج خنک کننده توسط سازندگان مربوطه

• 1-مرحله تولید و پرداخت قالب‌های اولیه قطعات بدنه فایبرگلاس
• 2-مرحله قالب‌گیری و ساخت قطعات فایبرگلاس برج خنک کننده از روی قالب مادر
• 3-مرحله پخت قطعات فایبرگلاس در مقابل خورشید یا حمام های کوره‌ای
• 4-مرحله پرداخت قطعات بدنه فایبرگلاس با دستگاه فرز و پولیش به منظور صیقل دادن و رفع نواقص ظاهری در قطعات تولیدی
• 5-مرحله تزریق مواد گرانول در دستگاه‌های تزریق پلاستیک به جهت ساخت و تولید قطعات پلاستیکی همچون نازل‌، قطره‌گیر و پکینگ برج خنک کننده
• 6-تراشکاری قطعات فلزی همچون سیستم کاهش دور ، اسپرینکلر ، فلنچ های ورودی و خروجی و هاب و دسته های پروانه و فن
• 7-اکسترود تیغه‌های فن با متریال فایبرگلاس یا آلومینیوم با مقطع ایرودینامیکی ایرفویل(Airfoil)
• 8-برشکاری و جوشکاری بخشهای نگهدارنده فن، موتور و سیستم انتقال قدرت و ساپورتهای نگهدارنده قطعات داخلی
• 9-آبکاری قطعات فلزی همچون ساپورت کویل(در برج‌های خنک کننده مداربسته)، ساپورتهای قطره گیر، پکینگ، لوله و نازل
• 10-مونتاژ و اسمبل و ساخت نهایی بدنه اصلی برج خنک کننده متشکل از فن دک، بیسین (تشتک)، پنل، ستونی و لوورها
• 11-جایگذاری و نصب قطعات جانبی ساخته شده در برج خنک کننده
• 12-نصب و سفت کردن تسمه های بخش انتقال قدرت
• 13-آب‌بند کردن درزهای فایبرگلاس در بخشهای مختلف بدنه و فلنچ های ورودی و خروجی آب
• 14-تست آبگیری ، تست جوش (برای کویل) ، تست فشار ( برای لوله های ورودی آب و کویل)
• 15-نظارت نهایی ناظر فنی شرکت دماگستر و رفع ایرادات احتمالی ناشی از خطاهای انسانی در تولید و ساخت برج خنک کننده

مطالب مشابه:

---

برج خنک کننده چیلر

برج خنک کننده صنعتی

اگزاست فن

کندانسور هوایی

محاسبه دبی برج خنک کننده

دبی برج خنک کننده 

دبی برج خنک کننده (Mass Flow) در واقع میزان حجم آب در گردش کولینگ تاور در واحد زمان می باشد. دبی برج خنک کننده در واقع نوع دیگری از واحد شارش جرمی سیال آب و یا به عبارتی دیگر میزان فلو آب در جریان در مدار چرخش سیال  برج خنک کننده می باشد. در بیانی دیگر یکی از مهمترین اصول طراحی کولینگ تاور میزان دبی برج خنک کننده (آب در گردش ) می باشد. این فاکتور تأثیر مستقیمی بر سیستم پاشش آب در برج خنک کننده دارد . سیستم پاشش آب برج خنک کننده (نازل) وابسته به میزان دبی برج خنک کننده طراحی می شود. هر یک از افشانک های برج خنک کننده قابلیت پاشش میزان معینی از حجم آب را دارا می باشد.

بنابراین دبی برج خنک کننده عامل تعیین کننده تعداد و نوع نازل ها در کولینگ تاور می باشد. دبی برج خنک کننده در واقع تاثیری مستقیمی نیز بر اتصالات ورودی و خروجی آب دارد . هرچه میزان دبی برج خنک کننده افزایش یابد سایز و قطر فلنچ ها و انشعابات داخلی برج خنک کننده نیز تغییر خواهد کرد.

---

دبی اسمی برج خنک کننده

دبی اسمی در برج خنک کننده در واقع میزان فلو مجاز گردش آب در یک دستگاه کولینگ تاو با ظرفیت معین می باشد . در واقع همانطور که واضح است دبی اسمی برج خنک کننده وابسته به سایز اتصالات ، سرعت چرخش و فشار مجاز آب ، تعداد و نوع نازل برج خنک کننده تعیین می گردد .

در واقع دبی اسمی  یکی از مهمترین فاکتورهای انتخاب برج خنک کننده می باشد. در هنگام انتخاب برج خنک کننده باید دبی آب در گردش سیستم طراحی شده از دبی اسمی برج خنک کننده نهایتا 10 الی 15 درصد متغیر باشد. در صورت مغایرت دبی اسمی در برج خنک کننده با دبی آب درگردش سیستم ، توصیه می شود مراتب را به واحد تولید شرکت اطلاع داده تا با تغییر سیستم پاشش آب (نازل برج خنک کننده) دبی اسمی برج خنک کننده با دبی آب درگردش به توازن تقریبی دست یابد.

نکته بسیار مهم:

همانطوری که توضیح داده شد به ازای یک ظرفیت معین از کولینگ تاور، با افزایش میزان دبی آب در گردش در برج خنک کننده دمای آب خروجی از برج خنک کننده به دمای مرطوب محیط نزدیک تر خواهد شد. بنابراین در نواحی با رطوبت بالا (شرجی) معمولا بایستی از مقدار جریان آب در گردش بیشتری نسبت به دبی جرمی در سیستم استفاده نمود .

نحوه محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده 

به منظور محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده باید به نکات اساسی و مهم تأثیرگذار در این پارامتر دقت نمود. انتخاب صحیح پمپ، سایز لوله کشی و اتصالات داخلی بین برج خنک کن و دستگاه های گرمازا تأثیر زیادی از دبی آب در گردش دارد. محاسبه ناصحیح پمپ سیرکولاتور و انتخاب نادرست سایز لوله کشی می تواند مشکلات زیادی از جمله فشار به پمپ و ایجاد کاویتاسیون اتفاق بیوفتد. از جمله نکات مهم و کلیدی در محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• ظرفیت برج خنک کننده

ظرفیت برج خنک کننده در واقع بیانگر این است که چه میزان حرارت باید از آب در یک واحد زمانی مشخص گرفته شود تا مطلوب حاصل گردد. به عبارتی دیگر رابطه بین ظرفیت و دبی برج خنک کننده رابطه مستقیم می باشد. بنابراین با افزایش ظرفیت برودتی دبی آب درگردش در برج خنک کننده نیز افزایش خواهد یافت.

• قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده

قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده در واقع بیانگر میزان سطح عمودی عبور آب در کولینگ تاور می باشد . هر سایز از اتصالات ورودی برج خنک کننده دارای محدوده استانداردی در گذر جرمی آب می باشد .

• سرعت و فشار استاندارد آب ورودی برج خنک کننده

سرعت و فشار استاندارد چرخش آب در برج خنک کننده در واقع مبین یک پارامتر مهم در این دستگاه می باشد . در واقع در صورت کاهش یا افزایش سرعت و فشار استاندارد آب مشکلاتی بسیاری در نحوه عملکرد برج خنک کننده ایجاد می شود. سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده در واقع باید بین 2 الی 6 فوت بر ثانیه طراحی گردد .  از معایت افزایش و کاهش سرعت و فشار از حالت استاندارد می توان به عوامل زیر اشاره نمود:

الف) کاهش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

در واقع کاهش سرعت و فشار جریان آب در گردش در برج خنک کننده (کاهش دبی برج خنک کننده) سبب تبدیل جریان آب از حالت آشفته به حالت آرام می باشد . در این حالت عدد رینولدز در آب به شدت دچار افت شده و عملا راندمان برج خنک کننده کاهش پیدا می کند.

ب) افزایش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

افزایش سرعت و فشار جریان ورودی در برج خنک کننده (افزایش دبی برج خنک کننده) سبب کاهش میزان زمان جهت انتقال حرارت در کولینگ تاور می شود. به عبارتی ساده تر اگر دبی برج خنک کننده از میزان معینی (محدوده دبی اسمی)  گذر کند نتیجه آن اختلال در عملکرد صحیح برج خنک کننده خواهد بود . براساس همین سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده و باتوجه به سایز اتصالات به راحتی می توانیم دبی آب در گردش برج خنک کننده را طراحی نمود.

 

اطلاعات بیشتر در بخش محاسبات برج خنک کننده

---

برج خنک کننده فایبرگلاس

کاهش دور برج خنک کننده

محاسبات برج خنک کننده

محاسبات برج خنک کننده شامل محاسبه ظرفیت برودتی، راندمان و آب جبرانی در برج خنک کننده می‌باشد که مبنای اصلی طراحی کولینگ تاور به حساب می‌آید. انجام دقیق محاسبات در برج خنک کننده فرصتی جهت انتخاب صحیح و درست نوع خنک‌کن، محاسبه ظرفیت برودتی مناسب و برآورد میزان مصرف آب برج خنک کاری قلمداد می‌شود. انجام صحیح محاسبات سبب عملکرد بهتر برج خنک کننده خواهد شد و در نتیجه کارکرد خوب در این تجهیز سایر دستگاه هایی که با خنک کن سرد می‌شود نیز کارکرد بهتری خواهند داشت.

یک کوره القایی را فرض کنید که اگر محاسبات برج خنک کننده به درستی صورت نپذیرد ممکن است کوره نتواند با قابلیت صددرصد ذوب گیری نماید یا در یک تایم محدود دچار رسوب، گرفتگی و مشکلات زیادی گردد. در واقع محاسبات مختلف کولینگ تاور پیش زمینه‌ای برای طراحی برج خنک کننده صنعتی و بهبود بخشیدن در سیستم سرمایشی صنعت محسوب می‌شود.

محاسبات مربوط به برج خنک کننده در دسته‌بندی‌های متفاوتی تقسیم می‌شود. اولین بخش نحوه تعیین دمای‌ خروجی آب می‌باشد. پس از تعیین دمای خروجی آب فاکتورهایی از قبیل ظرفیت برودتی و شرایط کارکرد برج خنک کن کمک بسزایی در انتخاب بهتر یک کولینگ تاور خواهد داشت. محاسبه آب مصرفی نیز به لحاظ برآورد تجهیزات جانبی در راه اندازی سیستم گردش آب از اهمیت بالایی برخوردار است.

امروزه کاهش میزان مصرف آب و انتخاب صحیح نوع برج خنک کننده یکی از مهمترین بخش های محاسبات محسوب می‌شود.افزایش‌ راندمان،کاهش میزان مصرف آب و تعیین دقیق ظرفیت برودتی کولینگ تاور مهمترین بخشهای مرتبط با انتخاب صحیح یک منبع برودتی قلمداد می‌شود که به دو روش زیر انجام می پذیرد.

• استفاده از فرمول ها و جداول از پیش تهیه شده در بخشهای مختلف
• بهره‌گیری از نرم افزار های مخصوص انتقال حرارت و طراحی تجهیزات برودتی

در این بخش به توضیح مفصل روشهای مختلف انجام محاسبات برج خنک کننده از جمله محاسبه نرخ حرارتی کولینگ تاور،آب تبخیری، بلودان و راندمان خواهیم پرداخت.

---

دمای تقرب یا آپروچ برج خنک کننده

اختلاف بین دمای آب سرد خروجی(Cooling Tower Outlet Temperature) با دمای مرطوب محیط(Ambient Wet Bulb Temperature)، آپروچ (Approach)نام دارد. در یک تعریف مختصر و ساده آپروچ برج‌ خنک‌کننده میزان نزدیکی دمای آب سرد کولینگ تاور به دمای حباب تر محیط می‌باشد. در نمونه اولیه محاسبات به هر میزان آپروچ (نزدیکی دمای خروجی آب به دمای‌مرطوب) کمتر باشد برج خنک کن دارای راندمان بیشتری خواهدبود. بنابراین در انجام محاسبات برج خنک کننده رسیدن به دمای آپروچ پایین تر همواره یکی از مهمترین بخشهای طراحی کولینگ تاور می‌باشد.

رسیدن به آپروچ کمتر از 5 درجه سانتی گراد در برج خنک کننده نیازمند ضریب‌اطمینان بالایی می‌باشد. در محاسبات اولیه طراحی به هر میزان آپروچ پایین‌تر در نظر گرفته شود راندمان برج خنک کننده بالاتر خواهد بود. حداقل میزان آپروچ معادل 5 درجه فارنهایت (2.8 درجه سانتی گراد) درنظر گرفته می‌شود. از طرفی هر چه از نظر تئوری در محاسبات مربوط طراحی اولیه بخواهیم آپروچ عدد پایین‌تری باشد باید ضریب افزایش سطح‌مفید کولینگ تاور(ضریب اطمینان) نیز بزرگتر انتخاب گردد.

بهینه ترین میزان آپروچ در نظرگرفته شده در محاسبات برج خنک کننده با ضریب اطمینان منطقی(عملی و اقتصادی) معادل 10 درجه فارنهایت (5 درجه سانتی گراد)می باشد.تعیین دقیق میزان آپروچ در واقع تابعی از دمای ایده آل آب سرد خروجی برج خنک کننده در فصول گرم (تابستان) می باشد.

به منظور محاسبه میزان آپروچ از فرمول زیر استفاده می شود.

Approach=Cold Water Temperature–Wet Bulb Temperature

آپروچ=دمای خروجی آب سرد برج خنک کننده - دمای مرطوب محیط طراحی کولینگ تاور

---

اختلاف دمای برج خنک کننده

یکی دیگر از فاکتورهای اساسی در محاسبات برج خنک کننده در واقع اختلاف دمای ورودی و خروجی آب در کولینگ تاور می‌باشد. اختلاف میان دمای آب گرم (ورودی) و دمای آب سرد (خروجی)تحت عنوان اختلاف دمای یا دلتاتی(Range) نامیده می‌شود.در محاسبه راندمان و محاسبه ظرفیت سرمایشی، میزان اختلاف دمای ورودی و خروجی از اهمیت بالایی برخوردار است.

اختلاف بین دمای آب گرم و سرد در کولینگ تاور محدودیت‌هایی دارد. در محاسبات مرتبط با طراحی رسیدن به اختلاف دمای(Range) بالاتر از 10 درجه سانتیگراد در یک سلول برج خنک کن شدنی نیست. ایده آل‌ ترین اختلاف دمای ورودی و خروجی در کولینگ‌تاور معادل 5 تا 7 درجه سانتیگراد طراحی می‌شود. اختلاف دمای ورودی و خروجی آب در کولینگ تاور همچنین تابعی از شرایط محیطی و دمای آب ورودی به منبع برودتی خنک کن می‌باشد.

با افزایش دبی آب در گردش در سیستم اختلاف دمای برج خنک کن به کمتر از 5 درجه سانتی گراد نیز کاهش پیدا کند. بنابراین اختلاف دمای آب سرد ورودی با آب گرم خروجی از برج خنک کننده تابعی از شرایط طراحی و شرایط محیطی می باشد.

مطالب مفید: محاسبه دبی برج خنک کننده

فرمول کلی زیر جهت محاسبه اختلاف دمای برج خنک کننده  بکار می‌رود.

Range = Hot Water Temperature – Cold Water Temperature

 

---

محاسبه راندمان برج خنک کننده

یکی از پر اهمیت ترین بخش های طراحی و محاسبات برج خنک کننده تعیین راندمان یا efficiently می‌باشد. راندمان برج خنک کننده(Cooling Tower Efficiently) به دو پارامتر آپروچ(Approach) و اختلاف دما (Range) وابسته می‌باشد. به عبارتی ساده‌تر محاسبه راندمان نیز مانند بسیاری از پارامترهای طراحی کولینگ تاور وابسته به دمای مرطوب محیط می‌باشد.در محیط‌هایی با رطوبت نسبی بالا(شرجی) خروجی محاسبه راندمان برج خنک کننده کمی کمتر از حالت‌های ایده‌آل می‌باشد. در محیط‌هایی با رطوبت نسبی پایین(اقلیم های گرم و خشک) همانند شهر یزد، شیراز و غیره در نتیجه محاسبه راندمان به عددهایی همانند 85 درصد به بالا می‌رسیم.

به عبارتی دیگر رسیدن به راندمان 100درصد در محاسبات برج خنک کننده به معنای این می‌باشد که آپروچ معادل صفر در نظر گرفته شود که چنین موضوعی امکان ندارد. بنابراین در محاسبه راندمان کولینگ تاور رسیدن به عددی بالاتر از 90 درصد به هیچ عنوان شدنی نیست. به منظور دقیق محاسبه راندمان از فرمول هایی استفاده می‌شود که خروجی این اعداد نشانگر این موضوع است که  بهینه‌ترین میزان راندمان برج خنک کننده با ضریب اطمینان استاندارد، معادل با 70 الی 75 درصد می‌باشد.در واقع رسیدن به راندمان بالاتر از 75درصد در محاسبات برج خنک کننده نیازمند هزینه بسیار زیاد بوده و غیراقتصادی می‌باشد.

به منظور محاسبه راندمان برج خنک کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

Cooling Tower Efficiency = Range/ (Range + Approach) x 100

به بیانی ساده‌تر محاسبه راندمان برج خنک کننده معادل است با :  نسبت اختلاف دما به مجموع آپروچ و اختلاف دما در کولینگ تاور.

کاهش میزان آپروچ و افزایش میزان اختلاف‌دما در کولینگ تاور طبق فرمول فوق سبب افزایش راندمان می‌شود. البته لازم به ذکر است که در تابستان با افزایش دمای مرطوب محیط راندمان برج خنک کننده نسبت به سایر فصول پایین‌تر خواهد بود و این موضوع نشانگر این است که پارامتر راندمان در دسته محاسبات عددی ثابت نمی‌باشد و مطابق شرایط فصلی و اقلیمی نیز متغیر می‌باشد.

فاکتورهای فراوانی بر افزایش راندمان در برج خنک‌کننده تأثیرگذار خواهد بود. بسیاران از طراحان و مشاورین مهندسی سیالات از بهترین نمونه‌های پکینگ‌مدیا و افشانک جهت پاشش صحیح آب و افزایش سطح تبادل حرارت بین آب و هوا استفاده می‌کنند. امروزه با پیشرفت علم سیالات و بهره‌گیری از نرم‌افزارهای مخصوص کمک بسیار زیادی در استفاده از نازلهایی با راندمان بالا و پاشش خوب و در نتیجه افزایش راندمان شده است.

مطالب مفید:  نازل برج خنک کننده

---

محاسبات چرخه غلظت در برج خنک‌کننده

یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار در محاسبات برج خنک‌کننده COC می‌باشد. چرخه غلظت(Cycle of Concentration) یا به صورت مختصر COC، یکی از مهمترین فاکتورهای تعیین‌کننده در طراحی هر خنک‌کننده آب محسوب می‌شود. COC یا چرخه غلظت در واقع  میزان رسانایی(Conductivity) در چرخه اصلی به رسانایی در چرخه آب جبرانی میباشد. به مظنور محاسبه میزان COC در برج خنک‌کننده مطابق فرمول زیر میتوان عمل نمود.

COC = Conductivity of Cooling Water / Conductivity of Makeup water

میزان COC یا چرخه غلظت کمیتی بدون بعد می‌باشد. مقدار COC در برج خنک‌کاری وابسته به شرایط آب ورودی و آب جبرانی بین عدد 3 تا 7 متغیر می‌باشد. در طراحی برج خنک‌کننده باید دقت نمود که مقدار COC حدالامکان بیشتر در نظر گرفته شود. چرا که افزایش میزان COC سبب کاهش میزان بلودان و دریفت قطرات آب می‌شود. چرخه غلظت یا COC یکی از مهمترین پارامترهای کلیدی در محاسبات برج خنک‌کننده مخصوصاً در بخش محاسبه بلودان محسوب می‌شود. بهترین و بهینه‌ترین عدد برای فاکتور COC در محاسبات معادل 5 در نظرگرفته می‌شود.

البته لازم به ذکراست استفاده از قطره گیر و سیستم بلودان هوشمند نیز تاثیر بسزایی در کاهش مصرف میزان بلودان و دریفت در کولینگ‌تاور دارد که استفاده استاندارد از چکه‌گیر یا قطره‌گیر برج خنک‌کننده باید از متریال مناسب و با کیفیت صورت پذیرد.

---

محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده

یکی از مهمترین بخشهای طراحی و محاسبات برج خنک‌کننده برآورد میزان آب مصرفی کولینگ‌تاور در شرایط مختلف اقلیمی و فصلی می‌باشد. آب جبرانی(Make Up) در برج خنک کننده در واقع میزان مصرف آب کولینگ‌تاور در واحد زمان معین میباشد. در یک چرخه گردش سیال آب این سیال از سه روش متفاوت و مختلف از دست می‌رود. محاسبه آب جبرانی دربرگیرنده پارامترهای زیادی می‌باشد. آب جبرانی در برج خنک‌کننده مرطوب یا مدارباز در واقع میزان آبی است که جهت ایجاد چرخه دائم و موازنه جرمی باید دائماً وارد کولینگ‌تاور گردد.

محاسبه آب جبرانی در برج خنک‌کننده تابع سه پارامتر اصلی می‌باشد. سه پارامتر تأثیرگذار بر محاسبه آب جبرانی عبارتند از تبخیر آب - بلودان و دریفت قطرات آب به بیرون کولینگ‌تاور. در واقع آب‌مصرفی(جبرانی) وابسته به عملکردهای متفاوت در کولینگ‌تاور در جهات مختف هزینه می‌شود. محاسبه آب جبرانی از این جهت حائز اهمیت می‌باشد که تأمین این آب در فصول گرم عملاً باید با دورنگری و در طراحی اولیه درنظرگرفته شود.آب جبرانی در برج خنک‌کننده توسط سه روش کلی محاسبه می‌شود.

• 1-روش محاسبه آب جبرانی به صورت تخمینی (1.5 تا 2 درصد آب در گردش)
• 2-محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده با روش فرمولی
• 3-محاسبه آب جبرانی توسط نرم افزارهای آنلاین و مهندسی از جمله SPX Calculator و Water Waste

در واقع در این مقاله سعی براین شده بر هر سه روش اساسی در تعیین محاسبه آب جبرانی اشاره شود. البته در زیر فقط به روش کلی محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده یعنی روش استفاده از فرمول های مهندسی اشاره مینماییم.

نمودار شماتیک از نحوه محاسبه آب جبرانی و تاثیر هر یک از سه پارامتر بر میزان Make Up

1-تبخیر آب در برج خنک‌کننده

اولین فاکتور هدررفت آب در برج خنک کننده در واقع تبخیر(Evaporate) می‌باشد. آب در اثر تماس با جریان هوای القا شده توسط فن برج خنک‌کننده دچار درصد کمی تبخیر شده و حرارت جذب شده برای تبخیر آب، سبب کاهش دمای آب می‌گردد.تبخیر بیشترین میزان آب جبرانی یا مصرفی را در خنک‌کنندهای تبخیری تشکیل می‌دهد. تبخیر آب در برج خنک‌کننده در واقع مهمترین و بیشترین میزان تأثیر در محاسبات آب جبرانی در برج خنک‌کننده را دارد. میزان تبخیر آب وابسته به اختلاف دمای ورودی و خروجی و همچنین وابسته به شرایط اقلیمی محیط نصب کولینگ‌تاور متفاوت می‌باشد.

تعیین دقیق میزان تبخیر آب در کولینگ‌تاور تأثیر بسزایی در نتیجه محاسبات آب جبرانی در برج خنک‌کن خواهد داشت. در واقع مهمترین بخش محاسبات برج خنک‌کننده در تعیین دقیق میزان آب مصرفی تبخیر می‌باشد.انرژی لازم گرفته شده از آب سبب تبخیر در برج خنک‌کننده می‌گردد.همین موضوع شاهراه اصلی محاسبات آب جبرانی می‌باشد. به عبارتی ساده‌تر با استفاده از ضریب محسوس گرمای‌ویژه تبخیر در برج خنک‌کننده میزان این پارامتر در محاسبه آب جبرانی به راحتی تعیین می‌گردد.در قسمت بعد در انتهای مقاله به بررسی عددی میزان تبخیر و محاسبه دقیق آب جبرانی در برج خنک‌کننده به طور مفصل می‌پردازیم.

مطلب جالب و آموزنده: برجهای خنک‌کننده بدون تبخیر یا برج خنک‌کننده خشک

---

2-بلودان برج خنک‌کننده

دومین فاکتور از هدررفت آب در کولینگ‌تاور زیرآب یا بلودان(bleed Off)و در اصلاح جریان تخلیه (Blow Down) می‌باشدکه یکی دیگر از فاکتورهای تأثیرگذار در محاسبات برج خنک‌کننده محسوب می‌گردد.میزان تخلیه یا زیرآب و در اصطلاح بلودان برج خنک‌کننده یک پارامتر عددی قابل تغییر می‌باشد. محاسبات مربوط بلودان برج خنک‌کننده در واقع یکی از فاکتورهای اساسی در طراحی کولینگ‌تاور می‌باشد.منظور از بلودان برج خنک‌کننده(Blow Down)، تخلیه پیوسته یا متناوب درصدی از آب در کولینگ‌تاور به منظور جلوگیری از افزایش غلظت مواد معدنی حل نشده (TDS) و سایر ناخالاصی‌های موجود می‌باشد.

میزان دقیق بلودان برج خنک‌کننده در واقع براساس میزان کیفیت آب ورودی و آب در گردش و همچنین براساس دمای ورودی و خروجی و چرخه غلظت تعیین می‌گردد. اگر میزان بلودان از عدد استاندارد کمتر باشد غلظت مواد محلول در برج خنک‌کننده افزایش می‌یابد و این موضوع سبب افزایش رسوب و گرفتگی و در نتیجه کاهش راندمان خواهد شد. اگر بلودان از حدمعین خود نیز افزایش یابد سبب افزایش مصرف بی‌رویه آب جبرانی در کولینگ‌تاور می‌گردد. بنابراین تنظیم میزان جریان بلودان در برج خنک‌کننده یکی از مهمترین فاکتورها در محاسبات آب جبرانی برج خنک‌کن محسوب میشود.

تنظیم و تعیین دقیق میزان بلودان کار ساده‌ای نیست بنابراین لطفاً به منظور تنظیم جریان زیرآب یا تخلیه در برج خنک‌کننده با کارشناسان مجرب شرکت دماگستر مشورت نمایید . تظیم میزان جریان تخلیه یا بلودان در کولینگ تاور بر اساس دو روش کلی دسته بندی می شود . روش اول تنظیم جریان تخلیه (بلودان برج خنک کننده) روش Manual یا دستی می باشد . در این روش با استفاده از یک شیر دستی و توسط یک اپراتور در هر چند ساعت جریان تخلیه تنظیم می گردد . روش دوم نیز در بلودان برج خنک کننده روش Automatic می باشد که بهترین روش در تنظیم میزان بلودان برج خنک کننده می باشد.

نحوه تنظیم جریان بلودان برج خنک کننده:

1-بلودان دستی (Manual Blow Down): در اینگونه موارد از یک فلنچ تخلیه کوچک و یک شیر دستی جهت تنظیم میزان بلودان برج خنک‌کننده استفاده می‌شود. میزان تنظیم بلودان در واقع به غلظت موادمحلول در آب ورودی و اختلاف دمای آب ورودی و خروجی (Range) بستگی دارد.

2-بلودان اتوماتیک(Automatic Blow Down): عموماً به منظور کاهش میزان تخلیه و بلودان در برج خنک‌کننده از یک TDS متر هوشمند و یک شیربرقی استفاده می‌شود. TDS متر با افزایش میزان غلظت موادمحلول در آب از حدمجاز استاندارد، فرمان روشن (On) را به شیر برقی جهت تخلیه آب صادر می‌نماید. با تخلیه و بلودان آب غلیظ از قسمت تشتک برج خنک‌کننده غلظت مواد محلول در آب کاهش پیدا می‌کند و TDS متر پس از زمان معین فرمان خاموش (Off) را صادر مینماید.

---

3-دریفت یا پرتاب قطرات آب

دریفت (Drift)در برج خنک‌کننده در واقع کشیده‌شدن قطرات ریز آب خروجی از اسپرینکلر یا آب پخش کن به وسیله جریان مکش هوای عبوری می‌باشد. میزان دریفت یا پرتاب قطرات آب به سمت پروانه تابعی از طراحی برج و سرعت هوای عبوری از کولینگ‌تاور می‌باشد .دریفت درواقع درصد بسیار کمی (2 درصد) از مصرف آب جبرانی برج خنک‌کننده را تشکیل می‌دهد.به منظور کاهش دریفت در برج خنک‌کننده از قطره‌گیر(Drift Elminator) جهت کاهش مصرف دریفت استفاده می‌شود.با استفاده از قطره گیر در برج خنک‌کننده میزان پرتاب قطرات آب به خارج کولینگ‌تاور تقریباً به 0.005 قطرات کاهش می‌یابد.

---

---

محاسبات عددی آب‌جبرانی برج خنک‌کننده

دو فاکتور اصلی و مهم در محاسبات آب جبرانی برج خنک‌کننده در واقع تبخیر و تخیله آب می‌باشد. فرمول محاسبه اصلی مصرف آب در واقع به شرح ذیل می‌باشد.

M=E+B+D

M = آب جبرانی یا میک آپ

E = تبخیر آب

B = بلودان

D = دریفت قطرات ریز آب

---

الف) محاسبه تبخیر آب در برج خنک کننده:

به منظور محاسبه تبخیر آب در برج خنک‌کننده از دو روش کلی می توان استفاده نمود.

روش اول) استفاده از فرمول تخصصی محاسبه عددی میزان تبخیر برج خنک‌کننده:

مطابق این روش به منظور محاسبه میزان آب جبرانی حاصل از تبخیر در برج خنک‌کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

E = 0.00085 x R x 1.8 x C

E = Evaporation Loss (m3/hr)

R= Range

C = Circulating Cooling Water (m3/hr)

روش دوم) استفاده از فرمول دوم تخصصی محاسبه عددی میزان تبخیر برج خنک‌کننده:

در این روش عموماً از روش حرارت جذب‌شده در تبخیر استفاده می‌شود. مطابق این روش برای محاسبه آب جبرانی حاصل از تبخیر در برج خنک‌کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

E = C x R x Cp / HV

E = Evaporation Loss in m3/hr

C= Cycle of Concentration

R= Range in °C

Cp = Specific Heat = 4.184 kJ / kg / °C

HV = Latent heat of vaporization = 2260 kJ / kg

---

با توجه به اینکه حرارت جذب شده برای تبخیر هر کیلوگرم آب 2260 کیلوژول می باشد ، برای هر کیلووات ظرفیت برج خنک کننده مقدار آب حاصل از تبخیر تقریبا 0.553 گرم برثانیه (معادل 2 لیتر بر ساعت) خواهد بود.

بنابراین تبخیر آب در یک برج خنک کننده با ظرفیت 100 تن تبرید (350 کیلووات) معادل تقریبی 700 لیتر بر ساعت می باشد.

البته روش فوق در واقع به صورت دقیق تر تابعی از دمای ورودی و خروجی و شرایط محیطی و فصلی عملکرد برج خنک‌کننده میباشد. به منظور محاسبه دقیق میزان مصرف آب میتوانید از نرم‌افزار محاسبه آب جبرانی شرکت دماگستر در این زمینه بهره‌مند شوید.

تصویری از خروجی نرم افزار محاسبات آب مصرفی برج خنک‌کننده

---

ب) محاسبه بلودان برج خنک کننده:

همانند تبخیر ، بلودان نیز با دو روش کلی قابل محاسبه می باشد .

روش اول)محاسبه عددی میزان بلودان برج خنک کننده با مطابق فرمول زیر:

B = E/ (COC-1)

B = Blow Down (m3/hr)

E = Evaporation Loss (m3/hr)

 COC = Cycle of Concentration (پارامتری بدون بعد بین 3 تا 7 که توسط تولیدکننده برج خنک‌کننده تعیین می‌گردد)

روش دوم)محاسبات تقریبی میزان بلودان برج خنک‌کننده مطابق با جدول زیر:

میزان تخلیه و بلودان در برج خنک‌کننده برای حفظ غلظت مواد معدنی حل‌نشده در محدوده قابل قبول، به محدوده خنک‌کاری کولینگ‌تاور(range)،دبی.شرایط اولیه آب(TDS) بستگی دارد.

به عنوان مثال برای یک دستگاه برج خنک‌کننده 100 تن تبرید با دبی آب در گردش 50 مترمکعب در ساعت و اختلاف دمای 5.5 Eدرجه سانتیگراد میزان آب جبرانی مطابق روش فوق بدین شکل محاسبه می‌گردد:

E=350*2 =700 L/h

B=50000 L/h *(0.0033)=165 L/h

M=B+E = 865 L/h