تولید کننده انواع برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته
شرکت فنی و مهندسی دما گستر کار خود را در زمینه گسترش تولید انواع برج خنک کننده فایبرگلاس، از جمله مکعبی،مخروطی و هیبریدی و تأمین قطعات جانبی از جمله پکینگ مدیا، قطره گیر، نازل و آب پخش کن برج خنک کننده شروع کرده است. نام دما گستر برگرفته از گسترش دهنده تجهیزاتی است که رابطه مستقیمی با تعیین دمای یک سیال دارند می باشد. این نام درواقع دربرگیرنده معانی و اهداف این شرکت می باشد که هیئت مدیره با هدف ارتقاء بهبود کیفی تجهیزات برودتی همچون برج خنک کن ، ایرکولر و اگزاست فن انتخاب نموده است.
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.
در این بخش از سایت تمامی مقالات برج خنک کننده و سایر تجهیزات برودتی آپلود می شود که در صفحات مختلف قابل دسته بندی می باشد . مقالات برج خنک کننده شامل دسته بندی زیر می باشد. به منظور ارتقا بخش رضایتمندی و ارتقا بخش علمی دانش مهندسی ایران در زمینه مقالات برج خنک کننده از شما همکاران و کارفرمایان گرامی دعوت می شود عنوان مقاله را براساس نوع نیاز علمی خود به مدیریت سایت دماگستر اعلام بفرمایید .
مشخصات مقاله برج خنک کننده :
یک مقاله جامع در خصوص برج خنک کننده باید شامل محتویات علمی ، آموزشی ، محاسباتی ، ترسیمی و طراحی باشد . به منظور اطلاع رسانی بهتر و با کیفیت تر در زمینه مقالات رسمی برج خنک کننده شرکت دماگستر ، بعد از ادیت نهایی مقاله ، مقالات جهت بازبینی سردبیر ارسال می گردد . در این مرحله پس از بررسی دقیق محتوایی و فنی مقاله و تایید فنی مقاله در سایت معتبر و مرجع شرکت دماگستر بارگزاری می گردد .
انواع مقالات برج خنک کننده :
1-مقالات علمی برج خنک کننده : این بخش از مقالات شرکت دماگستر در زمینه روشن شدن علوم حاکم بر برج خنک کننده و کلیه اجزای جانبی برج خنک کننده می باشد . به عنوان مثال بررسی موازنه جرمی سیال آب در برج خنک کننده طبق دو قانون پایستگی جرم و پایستگی انرژی قابل بررسی خواهد بود . مقالات علمی برج خنک کننده بیشتر بر مباحث حاکم و معادلات و روابط علمی و مهندسی برج خنک کننده و کلیه تجهیزات داخلی کولینگ تاور از جمله : نازل برج خنک کننده ، قطره گیر ، پکینگ ، اسپرینکلر ، سیستم هوادهی و غیره می باشد .
2-مقالات آموزشی برج خنک کننده : این بخش از مقالات شرکت دماگستر در زمینه رشد و ارتقا دانش فنی در خصوص برج خنک کننده و اجزای برج خنک کننده در سایت این شرکت بارگزاری می شود . مقالات آموزشی برج خنک کننده گاه می تواند توضیح در خصوص نحوه نصب برج خنک کننده ، نصب قطعات برج خنک کننده ، نوع تعمیر و نگهداری برج خنک کننده ، بهترین مکان نصب برای جانمایی برج خنک کننده و مطالب این چنین باشد .
به منظور اطلاع رسانی بیشتر در خصوص مقالات برج خنک کننده به زیرمجموعه مرتبط با هر دسته از مقالات برج خنک کننده مراجعه نمایید . به زودی کلیه مقالات رسمی بارگزاری شده در زمینه برج خنک کننده و اجزای برج خنک کننده در مرجع معتبر پیام رسان های مجازی آپلود و قابل دانلود برای عموم مشتریان خواهد بود .
برج خنک کننده (cooling tower) دستگاه برودتی خنک کننده آب میباشد و به آن "برج خنک‌کن آب" نیز اطلاق می‌شود. برج خنک‌کننده ماشین خنک کننده‌ای است که قالباً در کاهش دادن دمای آب تا محدوده خاص بکار می‌رود. کاهش دمای آب در کولینگ تاور تابع شرایط دمایی محیط میباشد. این ماشین سرمایشی (برج خنک کننده) توسط آب حرارت ماشین‌آلات را جذب و آن را به محیط خارج هدایت می‌کند. گرمای جذب شده از تجهیزات صنعتی در برج‌خنک‌کننده توسط هوا به بیرون انتقال می‌یابد. به بیانی دیگر برج خنک کننده نوعی مولد برودتی یا مبدل حرارتی بین آب و هوا محسوب می‌شود. این منبع برودتی با ایجاد تماس و برخورد بین آب گرم و هوای محیط سبب تبادل شدن انرژی گرمایی می‌شود. تبادل حرارتی از آب گرم به هوای خنک انجام می‌پذیرد و این موضوع سبب کاهش یافتن دمای آب میگردد.
آب سرد تولید شده در برج خنک کننده مجدداً انرژی اضافی تجهیزات را جذب و آن را مکرراً به هوا انتقال می‌دهد. این فرآیند یک سیکل تکراری است که دمای کاری ماشین‌آلات صنعتی را دائماً ثابت نگه می‌دارد. برج سردکن آب یا کولینگ‌تاور با تولید دائمی آب سرد می تواند گرمای چیلر ، دیگ بخار یا کوره القایی را بگیرد. کاهش دائمی دمای ماشین آلات و جذب گرمای این تجهیزات جهت ثبات سیستم نیاز است. فقدان گردش آب سرد موجب افزایش یافتن دمای این تجهیزات و عدم کارایی مناسب آنها خواهدشد. پس لزوم استفاده از برج خنک کننده سبب ثبات "سیستم" با بالاترین راندمان خواهدشد. این "سیستم" ممکن است چرخه تهویه مطبوع یک ساختمان یا فرآیند تولید یک محصول بکار گرفته شود.
روش برج خنک کننده در تبادل انرژی گرمایی
برج خنک‌کننده یا برج تبرید در علوم انتقال حرارت نوعی منتقل کننده انرژی حرارتی به شمار می‌آید. این تجهیز سرمایشی عمل انتقال گرمای اضافی یک چرخه ترمودینامیکی به محیط اطراف را انجام می‌دهد. انرژی منتقل شده از آب به هوا امکان دارد گاهاً در یک سامانه باز صورت پذیرد. در این صورت آب در خروجی از افشانکها بر روی پکینگ‌مدیا پاشش می‌کند و در تماس با هوای القایی فن قرار می‌گیرد. در این جریان تماسی با برخورد آب و هوا گرمای آب از دو طریق به هوا انتقال می‌یابد. در حالت اول گرما به دلیل اختلاف دمای دو سیال در قسمت پکینگها یا پدهای سلولزی از آب به هوا جابجا می‌شود. در حالت دوم انرژی به صورت گرمای محسوس سبب بخار شدن درصد کمی آب و سردشدن این سیال می‌شود. بهره گیری از دو روش تبادل انرژی سبب شده تا این سیستم بیشترین راندمان برودتی را در انواع کولینگ تاور داشته باشد.
در برخی از انواع برج خنک کننده سطوح تبادل گرما به صورت کویل(Coil) یا شبکه‌ای از لوله‌های باریک میباشد. جریان سیال با گذر از شبکه لوله های باریک در تماس با هوای خشک محیط باز خنک می شود. گرمای محسوس در این فرآیند صفر می باشد و تبخیری در جریان اصلی سیال صورت نمی پذیرد. میزان افت دما در این روش کمتر خواهد بود ولی مزیت بزرگ این روش عدم تبخیر جریان آب می باشد. فقدان تبخیر در سیکل بسته در برجهای خنک کننده سبب کاهش رسوب و خوردگی در مبدل و تجهیزات دیگر می‌شود. بکارگیری سیکل بسته در جریان خنک کاری سیالات مختلف دیگر نیز مورد کاربرد قرار می‌گیرد. علاوه بر دو مزیت فوق عدم تبخیر در سیکل بسته سبب می شود که مصرف آب این تجهیزات بسیار پایین باشد. مصرف آب برجهای خنک کننده ترکیبی نیز حتی 25 درصد مصرف آب در سیستم‌های باز میباشد.
قانون پایستگی انرژی و جرم در سامانه برج خنک کننده
موازنه انرژی در برج خنک کننده (Energy Balance)
برج خنک کننده دستگاهی جهت انتقال حرارت QC (گرمای کندانسور یک ماشین صنعتی) به محیط اطراف میباشد. در چرخه هر فرآیند ترمودینامیکی قانون پایستگی انرژی برقرار است. عملیات انتقال انرژی در برج خنک کننده نیز یک فرآیند ترمودینامیکی محسوب می‌شود. انرژی مصرفی دستگاه برودتی بیانگر توان مصرفی (قالباً انرژی برق) در بخشهای مصرف کننده برج میباشد. مصرف کننده‌های اصلی انرژی برق در برج خنک‌کننده الکتروموتور بخش هوادهی و پمپ سیرکولاتور آب می‌باشند. گرمای تولیدی نیز نشانه‌ی میزان انرژی است که در بخش کندانسور به آب انتقال می‌یابد. در نهایت مکمل این دو مورد دفع گرمای جذب شده از آب در برج خنک کننده است. بازنویسی قانون پایستگی انرژی در چرخه کاری کولینگ تاور به شرح ذیل صورت می‌پذیرد.
گرمای مازاد تولیدی از منبع گرم = انرژی مصرفی (برق موتور و پمپ) + گرمای دفع شده در کولینگ تاور
موازنه جرم در برج خنک کننده (Mass Balance)
فرآیند تبادل انرژی در قالب انواع برج خنک‌کننده یک فرآیند ترکیبی از انتقال جرم و حرارت به صورت همزمان میباشد. کولینگ‌تاور با ایجاد یک سطح تبادل حرارت بسیار بزرگ سبب تبخیر درصدی از آب میگردد. تبخیر صورت گرفته در برج خنک کننده خود مقدمه جذب گرمای موجود در جریان اصلی آب می‌شود. گرمای لازم جهت بخار شدن آب و از هم گسسته شدن پیوندهای ملکولی آب از مابقی جریان آب جذب می‌شود. جریان اصلی سیال آب با از دست دادن گرما دچار کاهش دما شده و اصطلاحاً سرد خواهد شد. علاوه بر تبخیر دو عامل دیگر در برج خنک کننده موجب هدر رفتن آب می شود. بلودان یا تخلیه و پرتاب قطره‌های آب از فن یا پروانه به بیرون از دیگر عوامل مصرف آب میباشد.
به منظور برقرار شدن قانون پایستگی جرم باید میزان مشخصی آب را به طور دائم وارد دستگاه بنماییم. به این جریان آب که به صورت دائمی وارد برجخنککن می‌شود، جریان جبرانی (make up) نیز می‌گویند. فرمول زیر به منظور پایسته شدن جریان سیال در سامانه فوق برقرار است.
جریان جبرانی = آب تبخیر شده + تخلیه جریان مواد غلیظ (blow down) + پرتاب قطره‌ها از قسمت فن (drift)
محاسبه ظرفیت یا بار سرمایشی برج خنک کننده
به نرخ انرژی گرمایی دفع شده از سیال در واحد زمانی معین ظرفیت برودتی یک منبع سرمایشی اطلاق می‌شود. میزان انتقال حرارت در واحد زمان، تحت عنوان توان (Power) در علوم فیزیک مطرح میباشد. در صورتی که انرژی جابجا شده از نوع جذب باشد این کمیت فیزیکی تحت عنوان توان برودتی نیز شناخته می‌شود. به منظور محاسبه توان برج خنک‌کننده باید تعریف کنیم که این تجهیز وظیفه خنک کردن چه سیالی را برعهده دارد. جهت تخمین توانایی برودتی یک منبع برودتی، ظرفیت گرمایشی ویژه سیال خنک کاری (CP) باید تعیین گردد.
به منظور محاسبه دقیق توان برودتی در مرحله دوم باید تعیین نمود چه میزان جریان آب در گردش است. به نرخ حجمی آب گردشی ، دبی آب سیرکوله (water flow rate) نیز گفته می‌شود. البته فاکتور دمای محیط ، دمای آب گرم و سرد نیز عوامل دیگر دخیل در شرایط طراحی می باشد. اختلاف دمای ورودی و خروجی سیال را دلتاتی یا رنج (range) می‌گویند. اختلاف دمای آب داغ و سرد وابسته به ظرفیت سرمایشی یا توان سرمایی کولینگ تاور می باشد. دمای خشک و مرطوب محیط نیز از دیگر عوامل محیطی در محاسبه ظرفیت برودتی میباشد.
فاکتورهای اصلی محاسبه ظرفیت برج خنک کننده
دبی جرمی سیال در گردش (گذر اسمی سیال)
نوع سیال خنک‌شونده و تعیین ظرفیت گرمایشی ویژه
دمای ورود و خروج سیال (دمای خروجی وابسته به محیط طراحی)
ضریب تأثیر طراحی در محاسبه ظرفیت نامی و تفکیک آن از توان واقعی
روش‌های محاسبه ظرفیت سرمایشی برج خنک کننده
معادلات ترمودینامیکی حاکم بر شرایط طراحی
محاسبه براساس ظرفیت و نوع چیلر فقط در کاربری خنک کننده چیلر
استفاده از نرم افزارهای محاسباتی ظرفیت سرمایشی کولینگ تاور
حتماً بارها شنیده‌اید که ظرفیت برج معادل 100 تن یا ظرفیت چیلر 200 تن میباشد. منظور از کلمه "تن" در برج خنک کننده و چیلر همان ظرفیت سرمایشی این ماشین‌های برودتی میباشد. کلمه تن در این اصطلاح مهندسی، خلاصه شده کلمه "تن تبرید" یا "تن سرمایی" میباشد. تن سرمایی یکی از واحدهای انتقال حرارت و معیار سنجش قدرت دستگاه‌های برودتی به شمار می‌آید. توانایی ایجاد برودت در دستگاه‌های برودتی عمدتاً با واحد تن تبرید بیان می‌شود. این ظرفیت سرمایشی مختصراً نمایانگر قدرت بالقوه برج یا چیلر خنک‌کننده در کاهش دمای یک سیال میباشد. یکای تن تبرید یا RT به معنای میزان حرارتی است که برای ذوب کردن یک تن یخ مورد نیاز میباشد. واحد ترمودینامیکی تن تبرید هم ارز یکاهایی همچون KW و BTU/H میباشد. هر تن برودتی برابر با 3.51 کیلووات و برابر با 12 هزار بی تی یو بر ساعت میباشد.
انواع کاربری برج خنک کننده
کاربرد برج خنک کننده در خنک کردن دستگاه‌های صنعتی
اکثر ماشین‌آلات صنعتی همانند کوره‌ها، بویلرها و توربین‌ها در چرخه‌کاری خود مقداری حرارت اضافی تولید می‌کنند. وظیفه برج خنک کننده صنعتی در چرخه این ماشین‌آلات و تجهیزات، جذب و دفع گرمای اضافی ایجادشده میباشد. توربین‌های گازی در پالایشگاه‌ها، کمپرسورهای هوا در نیروگاه‌ها و دیگ‌های بخار در صنایع از مهمترین تجهیزات سرد شده با کولینگ‌تاور به شمار می‌آید. وظیفه استخراج این انرژی حرارتی به عهده سیال هوا است. کاربری ماشین‌های برودتی دیگر همچون چیلر نیز در صنایع کوچک و بزرگ رایج میباشد. هزینه‌های بالا در مصرف انرژی، تعمیر و نگهداری دشوار چیلرها، موجب استقبال صنعت از برج خنک کننده گردیده است.
کاربرد برج خنک کننده در خنک کردن چیلرها
اکثر ساختمان‌ها و برجهای بزرگ، ادارات، بانک‌ها و مراکز خرید دارای سیستم تهویه مطبوع مرکزی (HVAC) می‌باشند. در سیستم‌های سرمایش مرکزی از چیلرهای تراکمی یا جذبی جهت خنک کردن هوای داخلی محیط استفاده می‌کنند. گرمای جذب شده از یک منطقه ساختمان توسط چیلر سبب افزایش دمای این ماشین برودتی می‌شود. کولینگ تاور با هدف تعدیل دمای چیلر در این کاربری تحت عنوان برج خنک کننده چیلر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برج خنک کننده با تولید آب سرد و هدایت آن به کندانسور، موجب تعادل دمایی این تجهیز می‌شود. لازم به ذکر است که فقط چیلرهایی که دارای کندانسور آبی می‌باشند از برج خنک‌کننده در مدار کندانسور خود استفاده می‌نمایند. امروزه بیشتر چیلرهای تراکمی و تمامی چیلرهای جذبی دارای کندانسور آبی می‌باشند.
اجزای داخلی و مهم برج خنک کننده
الکتروموتور (motor): فراهم کننده گشتاور لازم جهت چرخش فن یا مولد انرژی مکانیکی
فن یا پروانه (fan): به وجود آورنده فشار نسبی در هوا و جابجا کردن حجم مشخصی از سیال هوا
سیستم انتقال قدرت(speed reducer): کاهش دهنده سرعت زاویه‌ای موتور (دور موتور) به سرعت چرخشی استاندارد فن
گیربکس انتقال قدرت و کاهنده دور: جایگزین سیستم تسمه پولی در انتقال قدرت از دینام به پروانه
سطوح خنک‌کن (fill): فیلینگ یا پوشال جهت ایجاد سطح انتقال حرارت مستقیم بین آب و هوا (در کولینگ تاورهای مدار باز)
کویل (coil): فراهم کننده سطح برای تبادل انرژی بین آب و هوا (در برجهای خنک‌کننده مدار بسته)
نازل (nozzle): تقسیم کننده جریان آب داغ ورودی در برجهای مکعبی
آب پخش کن (Sprinkler): توزیع کننده سیال گرم در کولینگ تاورهای مخروطی
لوله و انشعابات داخلی (pipe and fittings): منتقل کننده جریان آب در بخشهای داخلی برج
بست کمربندی (belt Fastener): متصل کننده انشعابات داخلی به نازلها یا افشانکها
قطره‌گیر (drift eliminator): بازدارنده پرتاب قطرات آب به سمت فن مکنده القایی
تشتک (basin): محل جمع آوری آب سرد یا مخزن تجمیع آب با دمای پایین
کرکره‌ها (louvre): دریچه داخل شدن هوای خشک و سرد محیط
ساپورتهای حائل یا نگهدارنده (supports): قوطی‌های نگهدارنده پکینگها ، قطره گیرو سایر تجهیزات درونی
محافظ پروانه (fan Guard): محافظ فن در مقابل ضربات احتمالی یا ورود اشیاء خارجی
شاسی موتور(motor Chassis): فریم نگهدارنده دینام یا الکتروموتور
فلنچ ورودی(inlet Flange): اتصال ورودی آب داغ
فلنچ خروجی(outlet Flange): محل خروجی آب سرد
فلوتر (floater): شناور تنظیم کننده جریان آب جبرانی
شیر تخلیه(drain valve): محل خروجی جریان بلودان(blow down)
فلنچ سرریز (overflow): خروجی تخلیه جریان مازاد آب
اجزای کنترلی و جانبی برج خنک کننده
سیستم کنترل دور متغیر (VFD control):
این بخش در قسمت تابلو کنترل وظیفه تنظیم دستی یا اتوماتیک دور خروجی موتور توسط تغییر فرکانس را عهده‌پذیر است.
آنتی فریز در تشتک تجمیع آب سرد (anti-freez):
دارای دو بخش هیتر و ترموستات میباشد که با قرارگرفتن در تشتک در زمستان از یخ زدن آب ممانعت می‌نماید.
دک کاهش صدای فن (lower fan deck):
این قطعه در زیر قسمت کاهش دور بین فن و فولی نصب می‌شود و لرزش‌های موجود پروانه را کاهش می‌دهد.
لرزه گیر مکانیکی (spring shock absorber):
سبب دمپ لرزشها و کاهش سطح ارتعاشات کولینگ‌تاور گشته و در انواع چیلرهای تراکمی نیز کاربرد زیادی دارد.
سیستم تخلیه اتوماتیک آب بلودان (auto-drain):
بلودان هوشمندمجهز به یک TDS متر و شیر برقی میباشد که عامل کاهش میزان املاح سنگین در تشتک میباشد.
سیستم فیلتراسیون هوا (air filter):
توری‌های هوای فلزی(آلومینیوم) در پشت کرکره‌ها نصب می‌شود و از ورود ذرات معلق به داخل جلوگیری می‌نماید.
ساید گلس یا پنل بازدید(side glass):
پنل شیشه‌ای یا تلقی که موجب سهولت بازدید اپراتور از شرایط کارکرد برج خنک کننده در شرایط مختلف می‌شود.
پمپ شاور (pump):
این بخش فقط در سیستم برجهای خنک‌کننده هیبریدی به کار می‌رود و آب را دائماً بر روی کویل پاشش می‌کند.
توری آشغال گیر (trash trap):
این تجهیز در جلوی فلنچ خروجی آب سرد نصب شده و باعث ممانعت از عبور آشغال‌های موجود در تشتک میگردد.
فیلتر میکرونی مدار آب جبرانی(bag filter):
فیلتر کیسه‌ای سبب افزایش کیفیت آب جبرانی و کاهش میزان رسوب گرفتگی قطعات داخلی کولینگ تاور خواهد شد.
انواع برج خنک کننده
برج خنک کننده مدار باز (مرطوب)
برج خنک کننده مدارباز با ایجاد یک سطح تبادل تماس مستقیم بین هوا و آب سبب کاهش دمای آب می‌شود. در این مدل کولینگ تاور درصدی از آب دچار تبخیر شده و وارد هوای ورودی می‌شود. این موضوع سبب مرطوب شدن هوای اطراف یا اشباع شدن آن میگردد. بخاطر همین موضوع به این مدل سیستم سردکننده برج خنک کننده مرطوب نیز گفته می‌شود. آب خروجی از نازل یا اسپرینکلر شروع به ریزش بر روی پکینگها در تماس با هوا دچار کاهش دما می‌شود. به سیستم‌های مرطوب، مدارباز نیز گفته می‌شود زیرا که چرخه گردش آب در یک سیکل باز صورت می‌پذیرد.
برج خنک کننده مدار بسته خشک
در این مدل کولینگ تاور ، آب در یک چرخه تماماً بسته (Close) در تماس با هوای خشک محیط خنک میگردد. از این رو این نوع سیستم برودتی برج خنک کننده خشک نیز نامیده می‌شود. این نوع کولینگ‌تاور به دلیل تماس مستقیم با هوای خشک محیط تابع دمای محسوس محل نصب (دمای جوی محیط) می‌باشند. برج خنک کننده خشک یا مداربسته دارای سطوح انتقال حرارت از نوع شبکه‌های لوله و فین میباشد. آب در گذر از این شبکه‌ها در تماس با هوای ایجاد شده توسط فن یا پروانه، سرد میگردد.
برج خنک کننده هیبریدی (ترکیبی)
نسل جدید تجهیزات برودتی تبخیری که ترکیبی از برج خنک کننده مدار باز و مداربسته میباشد برج خنک کن هیبریدی نام دارد. جریان اصلی سیال آب در گذر از سطوح نفوذ حرارتی کویل توسط یک جریان ثانویه پاششی قرار می‌گیرد. در این تماس، گرما توسط نفوذ و هدایت از آب گرم کویل به آب سرد مدار پاشش انتقال می‌یابد. مزیت بزرگ این مدل برج خنک کننده کاهش دمای آب تا نزدیکی دمای مرطوب محیط است. این سیستم برودتی در عین حال هیچگونه رسوب گرفتگی و تبخیری ندارد.
انواع برج خنک کننده بر اساس نوع جریان هوای ورودی
برج خنک کننده جریان مخالف یا کانتر فلو
کولینگ تاور کانترفلو دارای ورودی هوا از تمامی جوانب دستگاه در قسمت بالایی تشتک و بخش زیرین پکینگها میباشد. جهت جریان هوای ورودی به برج خنک کننده جریان مخالف در جهت مخالف با جریان آب پاششی از نازل میباشد. هوا در این مدل از قسمت لوورهای پایین وارد می‌شود و از بخش بالای تنوره فن خارج می‌شود. کارایی این مدل کولینگ‌تاور بسیار مناسب برای محیط‌های گرم و خشک میباشد. در شهرهایی همانند یزد، شیراز، مشهد، تهران، اراک و اصفهان که رطوبت نسبی هوا پایین میباشد، بسیار کاربرد دارند. سیستم های کانترفلو راندمان بالاتری نسبت به سیستم کراس یا متقاطع دارند. البته کاربری این سیستم‌ها در مناطق مرطوب و شرجی کارایی کمی دارد.
برج خنک کننده جریان متقاطع یا کراس فلو
کولینگ تاور کراس فلو یا جریان عمود دارای دو ورودی اصلی هوا در دو طرف میباشد. هوا در ورود به این بخش به صورت عمود بر جریان ریزشی آب سبب سرد شدن این سیال می‌شود. برج خنک‌کننده جریان متقاطع به دلیل تماس هوای تازه در سراسر قسمت پکینگ دارای عملکرد خوبی در مناطق شرجی میباشد. در مناطق شمالی و جنوبی کشور عزیزمان که به دلیل نزدیکی به دریا، رطوبت محیط محل نصب کولینگ تاور بالا میباشد. در این گونه مناطق اقلیمی از کولینگ تاورهای جریان متقاطع یا ابارا استفاده می‌شود. شهرهایی همانند اهواز، ماهشهر، بوشهر، رشت، گرگان و ... بسیار مناسب جهت کاربری این دستگاه میباشد. این مدل اولین بار توسط شرکت ابارا ژاپن ایده پردازی شده است. به همین دلیل به این چنین سیستم های برودتی برج خنک کننده ابارا نیز گفته می‌شود.
انواع برج خنک کننده براساس شکل ظاهری
برج خنک کننده با استراکچر مکعبی
این مدل از سیستم‌های برودتی دارای ظاهر مکعب مستطیل بوده و بسیار فضای کمی را اشغال می‌نماید. برج خنک کننده مکعبی می‌تواند به صورت مدارباز، مداربسته و یا هیبریدی تولید و طراحی گردد. کولینگ تاور مکعبی دارای سیستم پاشش آب ثابت و بسیار کم رسوب میباشد. برج خنک کننده مکعبی به دلیل داشتن ارتفاع زیاد و سیستم پاشش آب منظم دارای راندمان بالایی میباشد. سیستم‌های برودتی مکعبی امروزه در بیشتر صنایع بزرگ و همچنین در تهویه مطبوع کاربرد فراوانی دارد.
مزایای برج خنک کننده مکعبی
رسوب گرفتگی کمتر در تجهیزات داخلی همچون نازل و پکینگ مدیا
اشغال فضای کمتر به دلیل نداشتن فضای پرت و اضافی
راندمان بالاتر و کاهش دمای بیشتر آب
تعمیر و نگهداری آسان‌تر
ارسال و حمل بسیار سریع، کم هزینه و آسوده
دارای مخزن آب سرد بزرگتر نسبت به مدلهای مخروطی
برج خنک کننده با استراکچر استوانه‌ای (مخروطی)
کولینگ تاور مدور یا گرد یکی از قدیمی ترین طرح‌های تولیدی بسیاری از شرکتهای سازنده برج خنک کننده به شمار می‌آید. یکی از مشخصه‌های اصلی آن سیستم پاشش آب دوار دارای اسپرینکلر یا آب پخش کن میباشد. ابعاد بزرگ استوانه‌ای شکل و ارتفاع کم نسبت به مدل مکعبی از دیگر مشخصات این مدل میباشد. بیشترین کاربرد این نوع برج خنک کننده در انواع ساختمان‌ها و برجهای مرتفع به منظور خنک کاری کندانسور چیلر در موتورخانه میباشد. سیستم های مدور امروزه به دلیلهای متعدد کاربرد کمی در خط تولید سازندگان برج خنک کننده دارد.
مزایای برج خنک کننده استوانه‌ای یا مدور
نصب آسان در محل پروژه
صدای کمتر فن یا پروانه و گردش آسان تر و بهینه هوا
قیمت پایین تر و اقتصادی تر بودن نسبت به تیپ مکعبی
مکش هوای بهتر به دلیل داشتن لوورهای بزرگتر
انواع برج خنک کننده بر اساس جنس بدنه
برج خنک کننده فایبرگلاس
فایبرگلاس امروزه بیشتر تولیدات صنعتی را معطوف خود کرده است و برج خنک کننده نیز از این قائده مستثنی نبوده است. استفاده از صنعت کامپوزیت در تولید قطعات فایبرگلاس از نوع FRP (Fiber reinforce polymer) میباشد. فایبرگلاس به معنی الیاف شیشه مقاوم شده با پلاستیک میباشد که از دو عنصر الیاف و رزین تشکیل می‌شود. به بیانی ساده‌تر ساختار کامپوزیت بدنه برج خنک کن الیاف تقویت شده با رزینهای پلی‌استر میباشد. قطعات فایبرگلاس بدنه ابتدا در قالب مورد نظر تحت پوشش الیاف، رزین، اروزیل و تیتان قرار می‌گیرد. بعد از مدت ژل تایم و پخت از قالب اولیه جداسازی می‌شود. به منظور پخت و فرآوری نهایی قطعات بدنه را در تماس با تابش نورخورشید قرار می‌دهند.
دقت کنید !! نوع الیاف و رزین بکار رفته در ساخت قطعات فایبرگلاس بیشترین تاثیر را در کیفیت نهایی بدنه می‌گذارد.
الیاف فشرده فایبرگلاس در برج خنک کننده در دو تیپ کلی حصیری و سوزنی در قطعات بدنه به کار برده می‌شود. ترکیب این دو الیاف در تولید قطعات بدنه سبب افزایش مقاومت نهایی سازه کامپوزیتی در کولینگ تاور می‌شود. البته الیاف‌های پودری نیز تحت عنوان پرکن در لایه‌های آخر سبب ضد نفوذ شدن بدنه در مقابل آب می‌شود. تولید بدنه فایبرگلاس برج خنک کننده باید مطابق با استانداردهای لازم صورت پذیرد تا کیفیت مورد انتظار را داشته باشد. برج خنک کننده فایبرگلاس در دو تیپ مکعبی و مخروطی تولید و عرضه میگردد. برج خنک کننده فایبرگلاس جایگزین بسیار عالی برای انواع کولینگ‌تاور بتنی و فلزی در صنعت به شمار می‌رود. قسمت‌های مختلف بدنه برج خنک کن فایبرگلاس شامل فن استک، پنل، لوور، ستونی و تشتک میباشد.
مزایای برج خنک کننده فایبرگلاس
لرزش کم و فرکانس ارتعاش پایین به دلیل دمپ عالی ارتعاشات توسط الیاف شیشه
دسترسی آسان به بخشهای داخلی همانند پکینگ، قطره گیر، نازل و آب پخش کن
عدم پوسیدگی در مقابل جریان آب در داخل و گرد و غبار در بیرون
عدم نفوذ پذیری گرمایشی و جذب حرارت توسط نیروی تابشی خورشید
عدم رسوب پذیری در مقابل تبخیر آب و افزایش مواد محلول
قابلیت اسیدشویی بدنه و رسوب زدایی تجهیزات داخلی
سبک و دارای قابلیت حمل و جابجایی آسوده و راحت
برج خنک کننده بتنی و فلزی
برج خنک کننده بتنی (concert cooling tower) دارای یک سازه تمام بتنی به شکل مکعبی یا به شکل هذلولی میباشد. سیستم هوادهی این نوع برج خنک کننده عموماً سیستم دمش یا مکش القایی از نوع axial flow میباشد. سیستم هوادهی این سیستم‌های برودتی شامل یک فن محوری دمنده بزرگ یا چند فن محوری مکنده کوچک میباشد. این مدل برج خنک کن بیشتر در نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌های بزرگ دیده می‌شود. به همین دلیل به این مدل، برج خنک کننده نیروگاهی نیز گفته می‌شود. برج خنک کن بتنی عمدتاً برای صنایعی که دارای دبی آب در گردش بالایی می‌باشند کاربرد فراوان دارد.
بدنه فلزی برج خنک کننده در واقع گزینه مناسبی جهت جلوگیری از اتلاف وقت در تولید کولینگ‌تاور با بدنه بتنی محسوب می‌شود. بدنه فلزی به کار رفته با ایجاد پوشش‌های مناسب می‌تواند مقاومت کافی در برابر رسوب و خوردگی را داشته باشد. برج خنک کن با بدنه فلزی قالباً از متریال فولاد گالوانیزه تولید و عرضه می شود. به همین دلیل به این سردکن‌های صنعتی "برج خنک کننده گالوانیزه" گفته می‌شود. کولینگ‌تاور فلزی عموماً دارای یک چارچوب و اسکلت فلزی به صورت چند پارچه میباشد . استراکچر و فریم اصلی دستگاه توسط پیچ و مهره اسمبل (مونتاژ) میگردد. برجهای خنک کننده فلزی بیشتر توسط شرکت شرکت بالتیمور و سارآفرین تولید و عرضه می شدند. امروزه به دلیل معایب زیاد طراحی از این مدل سیستم های برودتی استفاده چندانی نمی‌شود.
معایب برج خنک کننده بتنی
وزن بسیار زیاد و سنگینی بیش از حد بدنه و استراکچر اصلی
عدم قابلیت حمل و جابجایی و تغییر مکانی محل نصب
هزینه بسیار زیاد سازه عمرانی بتنی
سرعت ساخت پایین سازه سیمانی
مصرف آب بسیار زیاد به دلیل عملکرد ضعیف تبادل حرارت
رشد جلبک و میکرو ارگانیسم‌ها و باکتری‌های داخل تشتک بتنی
معایب برج خنک کننده فلزی یا گالوانیزه
رسوب و خوردگی بدنه فلزی در مقابل جریان آب
وزن بسیار بالا و سنگین بودن بیش از حد
عدم حمل و جابجایی آسان به دلیل سنگینی بیش از حد قطعات فلزی
عدم دسترسی آسان به اجزای داخلی به دلیل زنگ زدگی اتصالات
رشد جلبک ، لجن و میکروارگانیسم ها و کاهش کیفیت آب سرد خروجی
جذب و نفوذ آسان انرژی گرمایی تابشی حاصل از تابش نورخورشید
ایجاد سر و صدای زیاد به دلیل ارتعاش بدنه و نوع سیستم‌های هوادهی نامرغوب
کاتالوگ مشخصات فنی برج خنک کننده
برج خنک کننده شرکت دماگستر با بدنه فایبرگلاس در انواع مدار باز و مدار بسته قابل عرضه و تولید میباشد. کاتالوگ کولینگ تاور در سه دسته مختلف توسط کارشناسان فنی شرکت دماگستر جمع آوری گردیده است. کاتالوگ برج خنک کن حاوی اطلاعات مفیدی در زمینه ابعاد و سایر مشخصات فنی انواع میباشد. کاتالوگ برج خنک‌کننده در واقع دربرگیرنده انواع اطلاعات و مشخصات فنی متریال و تجهیزات بکار رفته در این تجهیز میباشد. این مشخصات با توجه به نوع و مدل خنک‌کن، نوع و جنس متریال بکار رفته نیز قابل تغییر خواهد بود. ضخامت بدنه فایبرگلاس با توجه به وزن آب و ظرفیت دستگاه متغیر می باشد. همچنین پارامتر سیستم هوادهی در هر مدل معین دارای فن یا پروانه با قطر مشخص می باشد. توان الکتروموتور با توجه به گشتاور مورد نیاز چرخش پروانه و صرفاً جهت هوادهی معین در کاتالوگ قید شده است.
اطلاعات اصلی و اساسی موجود در کاتالوگ مشخصات فنی
ظرفیت و توان سرمایشی یا قدرت برج خنک کننده در کاهش دمای آب
حداکثر دمای ورودی به کولینگ تاور و حداقل دمای خروجی از کولینگ تاور
میزان حجم دبی مجاز سیال آب در گردش در ورودی به دستگاه
میزان مصرف آب در فصول گرم و سرد با توجه به شرایط کاری استاندارد
ابعاد و دایمنشن نهایی هر یک از ظرفیت‌های مختلف تولیدی
وزن درحال کار - وزن خشک سازه اصلی
اتصالات ورودی و خروجی - اتصالات جانبی
توان مصرفی الکتروموتور و میزان آمپر مصرفی یا نوع برق مصرفی (سه فاز یا تک فاز)
قطر پروانه یا فن به عنوان مرکز مکش هوا
میزان حجم هوای تولیدی بر اساس واحد CFM
تعداد پره های فن یا پروانه با توجه به میزان هوادهی لازم
نحوه صحیح انتخاب برج خنک کننده
طراحی و انتخاب سیستم‌های برودتی نباید توسط افراد عادی صورت پذیرد بلکه این موضوع باید توسط کارشناس مربوطه صورت پذیرد. مشاور فنی پروژه با داشتن دانش مهندسی موجب انتخاب صحیح و اصولی این تجهیز می‌شود. کارشناس با در نظر گرفتن اصول و اساس طراحی، برج خنک کننده مورد نظر را پیشنهاد نماید. در مرحله انتخاب کولینگ تاور باید جوانب مختلف کمی و کیفی را در نظر گرفت. اصول اصلی در فرآیند انتخاب و طراحی برج خنک کننده انجام محاسبات ظرفیت و تعیین میزان آب مصرفی میباشد. محاسبه پارامترهای طراحی همچون راندمان، توان برودتی و برآورد فراهم کردن آب مصرفی از مهمترین بخشهای انتخاب محسوب می‌شود.
در انتخاب برج خنک کننده از روی کاتالوگ محصولات دقت کنید!!
در مرحله خرید برج خنک کننده صرفاً استفاده از کاتالوگ مشخصات فنی به هیچ عنوان توصیه نمی‌شود. انتخاب هر ماشین صنعتی از کاتالوگ نباید صرفاً با توجه به ظرفیت آن صورت پذیرد. علاوه بر ظرفیت سرمایشی کولینگ تاور عوامل دیگری نیز بر پارامتر انتخاب و طراحی این تجهیز تأثیرگذار میباشد. عوامل جانبی همچون اقلیم محل نصب و شرایط کیفی استاندارد آب تأثیر بسزایی بر خرید و انتخاب صحیح خواهد داشت. بنابراین بهتر است از انتخاب کولینگ تاور به صورت غیرکارشناسی از کاتالوگ مشخصات فنی خودداری نمایید. بهترین گزینه در انتخاب تأسیسات صنعتی استفاده همزمان از کلیه پارامترهای در دسترس طراحی است. مهمترین ابزار طراحی استفاده از نرم افزارهای آنلاین در محاسبات مهندسی و استفاده از کاتالوگ سازندگان سیستم‌های برودتی میباشد.
ابعاد و مشخصات برج خنک کننده
انرژی حرارتی دفع شده در برج خنک‌کننده به محیط اطراف سبب سرد شدن سیال خنک کاری می‌شود و از این جهت برج خنک‌کن را نوعی سردکن صنعتی نیز قلمداد می‌کنند. انتقال انرژی در برج خنک کننده از طریق گرمای نهان تبخیر سیال خنک کاری صورت می‌پذیرد و از این رو درصد کمی از حجم در گردش سیال تبخیر شده وارد هوای محیط بیرون می‌شود. سیال خنک‌کاری باید درگردش خود در یک سیکل گرمازا و در عبور از برج‌خنک‌کننده توانایی دریافت میزان قابل توجهی از انرژی را دارا باشد. در واقع توانایی دریافت انرژی در سیال خنک‌کاری تحت عنوان ظرفیت‌گرمایشی‌ویژه مطرح میباشد که بهترین سیال در خنک‌کنندگی یک چرخه‌صنعتی آب میباشد. انتقال جرمی بخارات حاصل از تبخیر در برج‌خنک‌کننده در صورتی که سیال در گردش از نوع آب باشد سبب افزایش رطوبت نسبی محیط اطراف و تشکیل مه می‌شود.در نتیجه توصیه میگردد برج‌خنک‌کننده در محیط بیرون(outdoor) نصب گردد تا هوای داخل محیط قرارگیری به مرور زمان اشباع نشود و راندمان نهایی (Efficiently) افت نداشته باشد. ابعاد برج خنک کننده در واقع فاکتور اصلی ایجاد سطح مبادله انرژی به شمار می آید . به هر میزان برج خنک کن ابعاد بزرگتری داشته باشد سطح مقطع بزرگتری خواهد داشت و این به معنای انتقال حرارت بیشتر می باشد. ابعاد و اندازه یک کولینگ تاور رابطه مستقیمی با ظرفیت سرمایی یا توان برودتی دارد. برجهای بزرگتر طبیعتاً ظرفیت بیشتری خواهند داشت. امروزه نمونه های از اسکیل بزرگ کاربرد برج خنک کننده را در صنعت در نیروگاه و پالایشگاه ها می توان به راحتی جستجو نمود. در اکثر نیروگاه ها قالباً از برجهای غول پیکر بتنی با سازه هذلولی جهت خنک نمودن حجم بسیار زیادی از آب در ساعت استفاده می شود. در اسکیل کوچک و در ابعاد تقریبی 100 در 100 می توان مشاهده نمود که برجهای خنک کننده کوچک در صنایع کوچک همانند تزریق پلاستیک ، گلاب گیری و عرق گیری استفاده میگردد. مشخصات ابعادی دستگاه های برودتی و ماشین آلات فاکتوری است که همواره در کاتالوگ محصولات شرکت های سازنده می توان آن را مشاهده نمود.
رسوب گرفتگی در برج خنک کننده
رسوب و گرفتگی تجهیزات و قطعات داخلی برج خنک کننده یکی از عمده مسائل اجتناب ناپذیر در کولینگ تاور محسوب می شود که در طی عمر کاری این دستگاه ممکن است به صورت متوالی ایجاد مشکل نماید. در بیشتر انواع برج های خنک کننده اعم از مدار باز - جریان مخالف و همچنین جریان متقاطع بیشتر رسوب گرفتگی به دلیل تبخیر آب و تغلیظ نمک های محلول در آب می باشد. رسوبات تشکیل شده در مدار برج خنک کننده عموماً از جنس آهک بوده و به رنگ سفید و قهوه ای روشن در میان شیارهای پکینگ و قطعات جانبی دیگر تشکیل می شوند. رسوبات آهکی تشکیل شده در بخش های داخلی برج خنک کننده بیشتر به دلیل املاح سنگین آب همچون کلسیم، منیزیم و کاتیون های فلزی و نمکی تشکیل می شود.
راهکارهای اصلی و اساسی در کاهش میزان رسوب پذیری برج خنک کننده
استفاده از پکینگ مدیا یا پوشال خنک کننده آنتی باکتریال و ضد رسوب همانند پکینگ نت اسپلش
استفاده از الیاف نانو پودری و نانو فایبر در بافت اصلی قطعات بدنه
تزریق آب Make up با کیفیت بالا یا به صورت سختی گیری شده
تنظیم دقیق بلودان یا تخلیه آب غلیظ از قسمت تشت یا بیسین
انتخاب برج خنک کننده با سیستم خنک کاری هیبریدی و کاهش میزان تبخیر آب
عدم کاربری تجهیزات فلزی و کاهش میزان زنگ زدگی و عدم تلفیق مواد رسوبات سنگین ناشی از لوله ها یا اتصالات فلزی
استفاده از فلیترهای فلزی یا غیر فلزی در بخش ورودی هوای کولینگ تاور که سبب ممانعت از ورود گرد و غبار موجود در هوا می شود.
نگهداری و محافظت از برج خنک کننده
مرحله نگهداری کولینگ تاور (برج خنک کننده) مهمترین اقدام پس از نصب و راه اندازی می باشد که اگر به صورت صحیح صورت پذیرد اثرات بسیار مفیدی خواهد داشت. نگهداری و محافظت از برج سبب افزایش طول عمر قطعات داخلی و جانبی می گردد. اگر اصول نگهداری برج خنک کننده رعایت نگردد سبب بروز مشکلات فراوانی شود.
رایح ترین مشکلات به وجود آمده در صورت عدم رعایت اصول نگهداری برج خنک کننده
رسوب گرفتگی شدید و انسداد مجراهای توزیع آب همانند لوله ها و انشعابات داخلی ، آب پخش کن و افشانک ها به دلیل استاندارد نبودن آب در چرخش کولینگ
مسدود شدن شیارهای بین ورق های پکینگ مدیا و کاهش سطح موثر انتقال حرارت به خاطر مطلوب نبودن آب جبرانی
آفتاب سوختگی قطره گیرها یا المیناتورها به دلیل عدم نصب صحیح و مطلوب نبودن مکان و موقعیت نصب کولینگ
تخریب قطعات داخلی و کاهش عمر تجهیزات همانند پکینگ ، فن ، نازل و قطره گیر
سرویس و چکاپ برج خنک کننده
سرویس کردن و چکاپ کردن(Check Up) یک تفاوت اساسی با تعمیر اساسی یا آورهال دارد و آن هم این است که در سرویس لزوماً نیازی به تعویض قطعه نمی باشد. سرویس یک دستگاه می تواند شامل عملیات مختلف شستشو و تنظیم مجدد قطعات داخلی می باشد. رعایت کردن سرویس دوره ای در برج خنک کننده سبب کاهش میزان خرابی در بخش های مختلف شده و از بروز خرابی های غیرقابل جبران نیز جلوگیری می نماید.
بخشهای مختلف و مهم در هر نوبت سرویس برج خنک کننده
شستشو با جت آب و کارواش در بخشهای قطره گیر، آب پخش کن و سیستم توزیع آب ، لوور و دیگر اجزایی که تماس مستقیم با آب یا هوای آلوده دارند
شستشو با اسیدهای مناسب در بخشهایی که تماس دائمی با آب دارند و رسوب گرفتگی های بیشتری می گیرند همانند افشانک ها و پکینگ ها
تنظیم لوله های خروجی اسپرینکلر و چرخش صحیح آب پخش کن و رسوب زدایی سوراخهای خروجی از لولهای جانبی
تنظیم زاویه پره های فن یا پروانه و بالانس کردن آن که سبب افزایش طول عمر بلبرینگ ها و گیربکس و همچنین موجب کاهش آمپر مصرفی موتور و خنک کار کردن آن می شود.
تعمیر اساسی یا آورهال برج خنک کننده
تعمیر یا overhaul در برج خنک کننده با توجه به تماس دائم و مکرر با آب و قرارگرفتن در محیط بیرون یک امری اجتناب ناپذیر است. تعمیر اساسی کولینگ تاور یا برج خنک کن شامل فرآیندهایی از جمله تعویض پکینگ ها یا پوشالها ، تعویض و تعمیر فن یا پروانه به لحاظ کاهش لرزش و بالانس کردن تیغه ها ، تعویض قطره برگردان یا چکه گیرهای داخلی ، تعویض نازلها یا آب پخش کن(اسپرینکلرهد) می باشد. مدت زمان تعمیر برج خنک کننده با توجه به کیفیت متریال مورد استفاده شده در داخل برج خنک کن ممکن است بین 2 تا 10 سال باشد. به هر میزان گرید و کیفیت تجهیزات فرعی و اصلی کولینگ تاور بالاتر باشد طول عمر دستگاه بالاتر رفته و تعمیر برج خنک کننده نیز با تاخیر بیشتری نیز همراه خواهد بود.
راهکارهای اساسی در افزایش دوره تعمیر برج خنک کننده
استفاده از متریال مرغوب پلیمری همانند PP یا PVC درجه یک (سفید رنگ) در تولید پکینگ های داخلی
انتخاب صحیح برج خنک کننده و طراحی سیستم خنک کاری آب بر اساس بهترین نوع کولینگ تاور
ترکیب مواد آنتی یووی anti-UV در بدنه و قطعاتی که در تماس با تابش اشعه خورشید قرار دارند.
بکارگیری نسل جدید پروانه با تیغه های سوپر بلید(super blade) در ساختار تیغه های فن و کاهش میزان لرزش فن
بهره بری از فن یا پروانه با متریال مناسب محیط طراحی (محیط های مرطوب و اسیدی = فن فایبرگلاس و محیط هایی با تابش شدید نور خورشید: پروانه آلومینیوم)
استفاده از تجهیزات محافظتی همانند سیستم هیتریز هوشمند آنتی فریز ، سیستم فیلتراسیون آب جبرانی، فیلترهای هوا و ...
انجام منظم سرویس و شستشو قطعات داخلی
قیمت و بهای تمام شده برج خنک کننده
قیمت یا فی در هر موضوعی طبیعتاً حرف آخر را می زند و در مورد کولینگ تاور یا برج خنک کاری نیز این موضوع صادق می باشد. قیمت هر دستگاهی که تولید می شود از عوامل مختلفی می تواند تأثیرپذیر باشد. قیمت برج خنک کننده نیز با توجه به جامع بودن قطعات داخلی و سروکار داشتن با بخشهای مختلف تهیه مواد اولیه دائماً دستخوش تغییرات فراوان می شود. با توجه به همت تولیدکنندگان و سازندگان برج خنک کننده هم اکنون سعی تمامی شرکتهای سازنده بر این بوده است تا قیمت های خود را با کمترین ضریب تغییرات اعلام نمایند.
عوامل اصلی موثر در قیمت برج خنک کننده یا کولینگ تاور
نوع برج خنک کننده (مکعبی یا مخروطی ، مدارباز یا مداربسته)
ظرفیت برج خنک کننده (از 10 تن تبرید تا 4500 تن تبرید)
قیمت مواد اولیه فایبرگلاس همانند الیاف و رزین
نوع الیاف و رزین بکاربرده شده در تولید و ساخت برج خنک کن
تعداد لایه های الیاف و رزین و ضخامت نهایی بدنه
نوع پکینگ مدیا بکار رفته و گرید مواد بکار رفته در پکینگها
گرید عایق حرارتی و کلاس محافظتی موتور و نوع برند موتور
نوع پروانه با فن ، نوع تیغه های بکار رفته و تعداد پره های فن مکنده
girl Author |
پنجشنبه, ۵ تیر ۱۳۹۹، ۰۸:۱۴ ق.ظ |۰ نظر
محاسبات برج خنک کننده جریان متقاطع
الف) ظرفیت برج خنک کننده جریان متقاطع
برای تعیین ظرفیت برودتی کولینگ تاور کراس فلو باید ابتدا با در دست داشتن دبی آب در گردش و دمای ورودی و خروجی طراحی شده برای سیستم ظرفیت برودتی واقعی (Real Capacity) را محاسبه نمود و سپس با در نظر داشتن دمای دامنه و دمای نزدیکی به دمای مرطوب محیط ضریب ظرفیت(ضریب تاثیر) را محاسبه نمود و توان برودتی طراحی را از فرمول زیر محاسبه نمود.
Design Capacity = Real Capacity * Factor of Safely
ب) محاسبه آب مصرفی برج خنک کن جریان متقاطع
تبخیر آب در برج خنک کننده جریان متقاطع به طور مرتب موجب افزایش غلظت مواد محلول باقی مانده و زیاد شدن ناخالصی ها در آن می شود و از این رو لازم است که برج خنک کننده جریان متقاطع به طور مستمر زیر آب کشی شده (جریان تخلیه یا بلودان) و آب سختی‌گیری شده جایگزین آن شود. این عمل ممکن است به صورت دستی و یا اتوماتیک صورت پذیرد . به این منظور باید شیر و فلنچ خروجی جریان زیر آب‌کشی را در تشتک برج خنک کننده جریان متقاطع نصب نمود. دامنه آب مصرفی ناشی از زیر آب کشی و جایگزینی آن با آب تازه سختی گیری شده بین 0.0012 و 0.0006 گالن بر دقیقه به ازای هر تن تبرید در نظر گرفته می شود.
مقدار تقریبی مصرف آب در برج خنک کننده جریان متقاطع در اثر تبخیر به ازای هر تن تبرید نیز بین 0.2 تا 0.3 لیتر بر دقیقه یا 3 تا 4.5 گالن بر ساعت می باشد. در نتیجه با به دست آوردن این دو فاکتور، مقدار آب جبرانی برابر با مجموع آب حاصل از تبخیر و آب تخلیه ناشی از آب زیر کشی است .
آب مصرفی برج خنک‌کننده جریان متقاطع = جریان زیرآب‌کشی + جریان تبخیر
ج) میزان حجم هوای مورد نیاز در واحد زمان در برج خنک کننده جریان متقاطع
تقریباً به ازای هر گالن در دقیقه بین 90 تا 100 فوت مکعب در دقیقه در نظر گرفته می شود و چنانچه به ازای هر تن تبرید ظرفیت چیلر 3 گالن در دقیقه در نظر گرفته شود مقدار جریان هوای لازم به ازای هر تن تبرید 300 فوت مکعب در دقیقه خواهد بود.
کاتالوگ برج خنک کننده جریان متقاطع
یکی از مهمترین مبنای انتخاب صحیح برج خنک کننده در دست داشتن کاتالوگ محصول با مشخصات فنی کامل از طرف تولید کننده میباشد که مبنای اصلی بسیاری از طراحی‌ها در نظر گرفته می‌شود. کاتالوگ برج خنک‌کننده دارای اطلاعات مفیدی میباشد که هر از این اطلاعات می‌تواند به عنوان راهنمای خوبی برای طراحی، انتخاب، نصب و راه‌اندازی این دستگاه مطرح باشد. اطلاعات مفیدی که از یک کاتالوگ توسط سازنده عنوان می گردد می تواند شامل بخش های زیر میباشد.
طول، عرض و ارتفاع (ابعاد کولینگ‌تاور) که این بخش تأثیر بسزایی در ظرفیت و نحوه جانمایی برج خنک کن خواهدداشت.
وزن خشک(Dry Weight) و وزن در حال کار (Oprerating Weight)که تأثیر بسزایی در طراحی و آماده سازی فنداسیون محل قرارگیری دارد.
سایز ورودی و خروجی اتصالات اصلی که تأثیر مستقیمی بر نحوه پایپینگ و لوله‌کشی برج خنک‌کن دارد.
میزان آب در گردش استاندارد (دبی‌اسمی) که تأثیر بسزایی در نحوه کارکرد صحیح کولینگ تاور خواهدداشت.
میزان مصرف انرژی الکتروموتور که در نحوه کابل‌کشی و راه‌اندازی نوع مدارالکتریکی(ستاره یا مثلث) دارد.
girl Author |
چهارشنبه, ۴ تیر ۱۳۹۹، ۰۸:۱۳ ق.ظ |۰ نظر
مهمترین مزایای برج خنک کننده جریان متقاطع
راندمان بالا در مناطق رطوبتی و کاهش دمای آب در تا دماهای پایین
امکان تولید به صورت چندسلولی و کنترل مصرف انرژی(خاموش نمودن یک یا چندموتور در زمان بار کم)
کاهش هزینه‌های حمل(هزینه‌های بارترافیکی و بزرگ) به دلیل ابعاد مستطیلی در ظرفیت‌های بالا
امکان تولید به صورت یکپارچه در ظرفیت‌های بالا به دلیل استراکچر مستطیلی
اشغال فضای کمتر نسبت به مدل مخروطی و اشغال ارتفاع کمتر نسبت به مدل مکعبی
کاهش هزینه مونتاژ در محل در ظرفیت‌های بالا به دلیل امکان تولید به صورت مونتاژ درب کارخانه
تعمیر و نگهداری آسان و دسترسی راحت به تمامی اجزای داخلی برج‌خنک‌کننده
اساسی ترین معایب برج خنک کننده جریان متقاطع
راندمان بسیار ضعیف در مناطق خشک و گرم
توزیع آب نامناسب در نازلهای پاشش آب
اشغال فضای زیاد و جانمایی سخت و دشوار
ایجاد افت فشار زیاد در هوا و افزایش توان مصرفی موتور
رسوب و گرفتگی بیشتر نسب به برجخنککن جریان‌مخالف
یخ‌زدگی مدارآب چرخشی در زمستان
پرتاب قطرات آب به سمت فن و تخریب سیستم هوادهی و هوارسانی در برج‌خنک‌کننده
روش‌های کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع
روش اول) برای کنترل دمای آب خروجی از برجخنککن کراس‌فلو راه‌های گوناگونی وجود دارد که ساده‌ترین آن استفاده از سنسور دما به علاوه ترموستات و درنتیجه روشن و خاموش‌کردن فن های کولینگ تاور می باشد. در این روش حسگر ترموستات دمای آب خروجی برج خنک کننده را سنجیده و در صورت کمتر بودن دمای آب سرد از دمای ایده آل مورد انتظار فرمان خاموش شدن فن یا پروانه را صادر می کند.
روش دوم) در برج های خنک کننده ای که دارای یک فن جریان محوری بزرگ هستند می توان با استفاده از یک کنترل‌کننده فرکانس (اینورتر) دور فن را کاهش یا افزایش دهیم و یا حتی می توان آن را خاموش یا روشن نمود. به منظور کنترل بهتر دمای خروجی آب در برج خنک کننده جریان متقاطع می توان از یک درایو دور متغیر یعنی اینورتر در مدارتابلوکنترل استفاده نمود که با کاهش فرکانس و دور خروجی موتور سبب کاهش دور فن یا پروانه و کاهش میزان هوادهی گردد. در این روش موتور دیگر به تعداد زیاد خاموش و روشن نمی گردد و با کاهش دور فن و موتور هم مصرف انرژی به شدت کاهش پیدا می کند و همچنین استهلاک قطعاتی همچون پروانه و موتور نیز به شدت کمتر خواهد شد.
نکته مهم و اساسی در بکارگیری سیستم کنترل دمای آب در برج خنک کننده جریان متقاطع
در برجهای خنک کننده جریان متقاطع با ظرفیت بالا که در طراحی آن ها از یک یا چند فن بزرگ استفاده می شود کنترل دمای آب از طریق خاموش روشن کردن موتور و فن می تواند مشکلاتنی را همچون افزایش سریع دمای آب و لزوم آغاز به کار فن در مدت زمان کوتاه است در این صورت مدت خاموشی فن کاهش یافته و دفعات راه اندازی آن بیشتر می شود. در این طور مواقع راه حل دوم یعنی استفاده از اینورتر جهت کنترل دور فن در برج خنک کن جریان متقاطع پیشنهاد می شود.
روش سوم) کنترل دبی آب با استفاده از شیر سه راهی با مسیرکنارگذر در ورودی آب برج خنک کننده جریان متقاطع است. در این روش بخشی از آب رفت به مدار برگشت وارد شده و موجب تعدیل دمای آب خروجی از برج خنک کننده می شود. استفاده از کنترل کننده دور برای پمپ های سیرکولاتور چرخش آب نیز از دیگر روش های کنترل دبی برج خنک کننده جریان متقاطع می باشد.
