جریان گردابی هوا و تاثیر آن بر برج خنک کننده
Cooling tower re circulation
محل نصب برج خنک کن کجا است؟
فاصله کولینگ تاور ها از هم در موقع نصب چقدر باید باشد؟
آیا برج خنک کننده را باید در سایه گذاشت؟
چطور می شود برج خنک کننده را زیر سقف روشن کرد؟
در این مطلب که برای ارائه توضیحات بیشتر در مورد نحوه نصب و جانمایی cooling tower تهیه شده، سعی کردیم به این سوال ها پاسخ دهیم. روش عملکرد برج خنک کن بر اساس تبخیر سطحی است. کولینگ تاور در شرایط عادی هوای اطراف را به داخل کشیده و پس از برخورد آب و هوا، درصد کمی از آب تبخیر می شود. بر اثر تبخیر سطحی دمای آب کاهش پیدا میکند و آب به مدار خنک کاری برمی گردد. در این فرآیند هر میزان که هوای ورودی رطوبت کمتری داشته باشد، راندمان تبخیر بالا میرود. به همین دلیل یکی از مهمترین نکات اجرایی در مورد برج خنک کننده، جلوگیری از ایجاد جریان گردابی- Cooling tower Recirculation و بازگشت هوای اشباع خروجی است.
به عنوان مثال اگر به علت عملکرد ضعیف فن و طراحی اشتباه فن استک هوا به درستی به سمت بالا پرتاب نشود، درصدی از هوای خروجی که رطوبت نسبی بالایی دارد به سمت ورودی های لوور کولینگ تاور بر می گردد و باعث کم شدن ظرفیت سرمایش برج خنک کننده خواهد شد. در این بخش به بررسی دلایل برگشت هوای خروجی و کاهش راندمان برج خنک کننده می پردازیم.
قرار گرفتن کولینگ تاور در نزدیکی دیوار و زیر سقف (فضای سر بسته)
اگر محل قرار گیری و جانمایی برج خنک کننده، در نزدیکی دیوار و زیر سقف باشد، هوای تازه به راحتی وارد بخش ورودی نخواهد شد. در نتیجه عملکرد cooling tower دچار مشکل می گردد و دمای آب به اندازه کافی خنک نخواهد شد. در مواردی مشاهده شده که برای جلوگیری از تابش آفتاب، برج خنک کن را در فضای سرپوشیده و دارای سقف قرار می دهند. این کار اشتباه است و باعث بالا رفتن رطوبت نسبی خواهد شد. علاوه بر این درصدی از هوای خروجی از فن استک کولینگ تاور به سمت ورودی برگشته و باعث بالا رفتن نسبی دمای حباب تر یا وت بالب - Wet bulb می شود که در نتیجه راندمان برج خنک کننده به شدت کم می شود. حداقل فاصله برج خنک کن از دیوار های اطراف به صوت تقریبی باید برابر نصف ارتفاع برج خنک کن باشد. ارتفاع دیوارهای اطرف برج خنک کننده نباید بیشتر از ارتفاع فن استک باشد. برای محاسبه دقیق فاصله برج خنک کننده از دیوار باید از فرمول هایی بر مبنای میزان جریان هوای خروجی استفاده کرد.
در تصاویر بعدی، اشتباه در قرار گیری کولینگ تاور در فضای سر بسته و نزدیک دیوار را مشاهده می کنید.
با افزایش فاصله کولینگ تاور تا دیوار، شدت جریان برگشتی و گردابی کم می شود
اشتباه در نصب برج خنک کننده در نزدیک دیوار
وجود مشکل در فن یا فن استک
اگر توان فن و پره برج خنک کن به میزان مناسب نباشد و یا فن استک درست طراحی نشود، پس از وزش باد ،هوای خروجی که رطوبت بالایی دارد به سمت لوور ورودی رفته و خنک کاری را دچار مشکل می کند. شکستگی فن، راندمان پایین سیستم تسمه پولی، شکسته شدن فن استک و وجود درز در محل اتصالات از جمله مواردی است باعث ایجاد جریان هوای برگشتی به برج خنک کننده خواهد شد.
در بعضی از موارد کیفیت نامناسب بدنه فایبرگلاس باعث به وجود آمدن درز و شکستگی در بدنه می شود. در این موارد هم راندمان تبخیر برج خنک کننده کم خواهد شد. به صورت کلی برج خنک کننده گرد و بطری شکل بدترین شرایط را در زمینه جریان هوای برگشتی و گردابی دارد و استفاده از آن در پروژه های صنعتی و خط تولید توصیه نمی شود.
قرار دادن ایرکولر، کندانسور آیس بانک، ژنراتور و چیلر در نزدیک برج خنک کننده
در این موارد به دلیل اینکه هوای خروجی از فن کندانسور گرم است، دمای هوای اطراف محوطه به مرور زمان افزایش پیدا می کند و راندمان تبخیر کم می شود. به همین دلیل بهتر است در زمان جانمایی تجهیزات تهویه حتما با یک متخصص مشورت کنید. یک راه دیگر برای بررسی شرایط هوای ورودی برج خنک کن و اطمینان از بازده مناسب، شبیه سازی و تحلیل سیالاتی و نحوه حرکت جریان هوا در اطراف کولینگ تاور و سایر تجهیزات تهویه است. با استفاده از سیمولیشن CFD مسیر حرکت جریان هوا و وضعیت دما در نقاط مختلف مشخص می شود. در تصاویر بعدی نمونه های از سیمولیشن و شبیه سازی جریان هوای برج خنک کننده قابل مشاهده است.
سیمولیشن و شبیه سازی جریان هوای برج خنک کن، چیلر و دیزل ژنراتور بر روی سقف
نصب برج خنک کننده در سایه
یک اشتباه رایج که در بعضی از شرایط باعث کم شدن قدرت سرمایش برج خنک کن می شود، این تصور است که کولینگ تاور باید در سایه باشد. این تصور اشتباه به این خاطر است که بعضی از افراد فکر می کنند Cooling tower مثل کولر آبی است. در حالیکه بدنه و حوضچه برج های خنک کننده از فایبرگلاس هستند و انتقال حرارت بسیار کمی دارند. بعلاوه قرار دادن و نصب کولینگ تاور در زیر سایه بان و فضای سر بسته برای ایجاد سایه باعث خواهد شد که جریان هوا از فن و فن استک به خوبی خارج نشده و فضای اطراف برج گرمتر و مرطوب تر بشود. به همین دلیل به هیچ عنوان و بدون مشورت با کارشناسان یا مشاوران، برج خنک کننده را در سایه قرار ندهید چون معمولا نتیجه برعکس خواهد داد.
قرار گیری چند برج خنک کننده در کنار هم
اگر چند سلول Cooling tower در کنار هم باشند باید فاصله مناسبی بین آنها در نظر گرفت. پیشنهاد می گردد حداقل فاصله بین چند سلول کولینگ تاور معادل نصف ارتفاع آنها باشد. البته اگر فاصله بین سلول ها را بیشتر از این ارتفاع برج خنک کن در نظر بگیرید شرایط بهتری به وجود می آید. نصب برج خنک کننده بر روی سکو به بهبود عملکرد و کارایی کولینگ کمک می کند. توجه داشته باشید که برج خنک کن کراس فلو یا جریان متقاطع به دلیل اینکه هوا را تنها از دو سمت به داخل می کشند، امکان قرار گیری طولی در کنار هم را دارند.
روش نصب و جانمایی صحیح برج خنک کننده کانترفلو فایبرگلاس
در نظر گرفتن شرایط بالا در هنگام نصب و راه اندازی برج خنک کننده به بهبود راندمان عملکرد، افزایش ظرفیت سرمایش برج خنک کن و کم شدن مصرف انرژی می انجامد. همچنین پیشنهاد می شود، با استفاده از تخصص یک مشاور، نسبت به انجام شبیه سازی سیالاتی و سیمولیشن جریان هوا با در نظر گرفتن چیدمان برج خنک کن اقدام کنید تا هزینه سعی و خطا در محل نصب کولینگ تاور کم شود.
شبیه سازی جریان هوای اطراف برج خنک کن
مشاوره در چیدمان و نصب کولینگ تاور
مشاوره کاهش مصرف انرژی
مشاوره کاهش مصرف آب برج خنک کننده
طراحی و ساخت برج خنک کننده صنعتی
محمد قربانعلی بیک
09124780268
02166561974
02166129745
کانال آپارات ویدئو آموزشی برج خنک کن : https://www.aparat.com/ARACo_cooling
تأثیر یک نصب موفق در سامانه خنک کاری تجهیزات صنعتی می تواند تا سالیان طولانی موجب عملکرد عالی سیستم شود. در واقع رعایت اصول استاندارد در بهره گیری و راه اندازی هر تجهیز صنعتی یا برودتی سبب کارکرد بهتر تجهیزات شده و عدم رعایت اصول مهندسی در استارت و بهره گیری از برج خنک کننده سبب کاهش عمر مفید ، کاهش راندمان و افزایش مصرف انرژی این دستگاه می شود.