قطعات برج خنک کن

فروش قطعات و لوازم یدکی کولینگ تاور

cooling tower fill and spare parts

برج خنک کننده صرف نظر از تقسیم بندی های متفاوتی که برایشان وجود دارد، دارای قطعات کلی یکسانی هستند. در این پست به معرفی این قطعات پرداخته و توضیحات مختصری را در خصوص هر یک مطرح خواهیم کرد. 

دانلود جزوه، کتاب فارسی معرفی و مقایسه قطعات برج های خنک کن

دانلود کاتالوگ قطعات کولینگ تاور(نازل، شفت، گیر بکس، پکینگ فن) مارلی

برای مطالعه توضیحات ارائه شده در خصوص نحوه انتخاب قطعات برای تعمیرات برج خنک کننده به ادامه مطلب مراجعه فرمائید.

فروش قطعات برج خنک کن و سایر تجهیزات

فروش برج خنک کن صنعتی و مسکونی

طراحی و ساخت کولینگ تاور صنعتی

شرکت آراکو 

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

www.araco.ir

[e-mail]

---

فن برج خنک کننده   Cooling Tower fiber glass Fan

پروانه برج خنک کن، مانند سایر فن های صنعتی به دو دسته فن سانتریفیوژ و محوری تقسیم می گردند. فن سانتریفوژ یا گریز از مرکز در برج های خنک کننده دمنده(Forced draft cooling tower) کاربرد دارند که نسبت به کولینگ مکشی یا Induced Draft از تنوع و عمومیت بسیار کمتری برخوردار هستند.

فن های محوری از لحاظ جنس و نحوه عملکرد به سه دسته فن های ضربی(که در برج های سایز کوچک کاربرد دارند)، فن های با پروفیل ثابت که از آلومینیوم و فایبر گلاس ساخته شده و راندمان متوسطی دارند و فن های پروفیل متغییر(فن های فایبر گلاس ایر فویل - که عموما از کامپوزیت تولید می شوند و راندمان بالایی دارند) تقسیم می شود. برای مطالعه توضیحات بیشتر در خصوص فن محوری بر روی لینک زیر کلیک نمائید.

مشخصات فنی و قیمت فن و پره برج خنک کن

جهت انتخاب فن برج خنک کن باید این فاکتور ها را مورد بررسی قرار داد:

• میزان هوادهی مورد نیاز در برج خنک کننده
• میزان جبران افت فشار توسط فن
• مشخصات هندسی (قطر) و وزن فن
• میزان تولید صدای فن برج خنک کن
• زاویه حمله( که مستقیما بر هوادهی، و افت فشار تاثیرر دارد)
• حداکثر سرعت خطی لبه فن که بر اساس نوع فن و قطر آن باید مشخص گردد
• PH  آب برج خنک کن که به تناسب آن باید جنس فن، هاب، درایو شفت و گیربکس مشخص شود

در عکس زیر، قالب دو تکه فایبر گلاس فن که از روی نمونه بلید و پره ارائه شده از طرف مشتری ساخته شده، و در ادامه پره فایبر گلاس کامپوزیت برج خنک کننده تولید شده، مشاهده می گردد.

فروش فن فایبر گلاس ایرفویل برج خنک کننده

ساخت فن فایبرگلاس از روی نمونه موجود

ساخت قالب قن ایرفویل برج خنک کن

فروش فن آلمینیومی کولینگ تاور

فروش برج خنک کن صنعتی و خانگی

---

درایو شفت(گاردان یا محور) کولینگ تاور

 Cooling tower drive shaft

در برج های خنک کن صنعتی بتونی و فایبرگلاسی، عموما موتور در خارج از دهانه فن استک قرار می گیرد. در این موارد برای انتقال گشتاور تولید شده توسط موتور به فن برج خنک کن، از درایو شفت استفاده می شود. در حقیقت درایو شفت در برج های خنک کننده ای استفاده می شود که قطر فن آنها بیش از 3-4 متر است. در این موارد و به دلیل طول زیاد شفت، دقت در تولید و نصب درایو شفت اهمیت ویژه ای دارد. در صورت عدم تنظیم مناسب، درایو شفت پس از مدتی صدمه دیده و به اصطلاح می برد و در عین حال می تواند به گیربکس صدمه بزند.

درایو شفت برج خنک کن به دو دسته تقسیم می شوند.

1- شفت و گاردان فلزی

این نوع درایو شفت وزن نسبتا بالایی دارد اما قیمت تمام شده آن به نسبت محور های کامپوزیت فیبر کربن پایین تر است. درایو شفت فلزی کولینگ تاور معمولا از جنس فولاد ضد زنگ ساخته می شود تا در شرایط مرطوب و گرم دچار خوردگی نشده و زنگ نزند. مزیت این شفت رابط فلزی کولینگ تاور، قابلیت تولید مناسب، زمان تحویل کوتاه تر و قیمت مناسب آن می باشد.

2- درایو شفتهای کامپوزیت که عموما از فیبر کربن ساخته میشوند و وزن آنها از درایو شفتهای فلزی بسیار کمتر است و استحکام قابل قبولی نیز دارند لیکن قیمت آنها بسیار بالاتر است.

استفاده از درایو شفت های کامپوزیتی فایبر کربن به استثنای هزینه بالا، مزایای فراوانی دارد که به صورت کلی شامل موارد ذیل می باشد.

• وزن بسیار کم و در نتیجه سهولت نصب و جابجایی
• قابلیت دمپ کردن تنش های ناگهانی به خاطر خاصیت ارتجاعی
• استحکام بسیار زیاد در صورت استفاده از برند معتبر

صفحه ویژه ساخت، فروش و طراحی درایو شفت برج خنک کن

فروش قطعات برج خنک کن و سایر تجهیزات

فروش درایو شفت فلزی و کامپوزیت برج خنک کن

ساخت محور رابط برج خنک کننده

محمد قربانعلی بیک

09124780268

---

فن استک کولینگ تاور 

Cooling tower fan stack

فن استک یا محفظه فن برج خنک کن یکی از قطعات به ظاهر ساده ولی بسیار مهم است. فن استک ها در برج های خنک کننده جریان مکشی یا Induced draft cooling tower استفاده می شوند. در برج های خنک کننده صنعتی، فن استک کولینگ تاور وظایف مهمی بر عهده دارد که برخی از آنها عبارتند از : 

- یکنواخت کردن جریان هوای خروجی از برج خنک کن

- جلوگیری از ایجاد جریان گردابی در لبه پره ها و بلیدها

- ایجاد فشار ریکاوری در قسمت بالای فن استک با توجه به فرم ونتوری

- جلوگیری از جریان گردابی بین خروجی کولینگ تاور و قسمت ورودی

- تقویت استحکام سازه ای بدنه Cooling tower

- محافظت از فن، هاب، درایو شفت، موتور و گیربکس برج خنک کننده

- محافظت از پرسنل حین کار و انجام تعمیرات برج خنک کن در زمان روشن بودن دستگاه

از لحاظ هندسی فرم کلی فن استک به صورت ونتوری طراحی شده است که باعث بهبود راندمان فن و هدایت بهتر هوای خروجی از برج خنک کن می شود. بدین ترتیب و با استفاده از فرمول برنولی، در قسمت بالای فن استک، مقداری فشار ریکاوری ایجاد می شود. 

باید توجه داشت که فن استک علاوه بر خواص و تاثیری که در عملکرد برج خنک کن دارد، از لحاظ فیزیکی نیز به عنوان محافظ فن برج خنک کن و موتور و گیربکس عمل می کند. همچنین ارتفاع فن استک موجب می گردد جریان هوای خارج شده از برج خنک کن که از لحاظ رطوبت در شرایط اشباع قرار دارد، به راحتی به سمت ورودی هوای Cooling tower حرکت نکند که این امر نیز موجب افزایش راندمان برج خنک کننده می شود. علاوه بر این موارد فن استک یا فن دک در زمان وزش باد نیز می تواند جلوی ایجاد جریان گردابی و ورود مجدد هوا به برج خنک کننده را بگیرد. 

در حوزه متریال و جنس، به صورت کلی فن استک کولینگ تاور را از جنس فایبر گلاس و با مقطع مشخصی درست می کنند. دلیل استفاده از فایبر گلاس FRP در ساخت Cooling tower Fan Stack این است که فن استک علاوه بر فرم هندسی صحیح باید از استحکام مناسبی نیز برخوردار باشد تا در وزشهای متناوب باد، لرزش های برج خنک کن و شرایط دمایی مختلف صدمه ندیده و علاوه بر افزایش راندمان برج خنک کن بتواند از قطعاتی نظیر فن، موتور و گیربکس نیز محافظت نماید. یکی از نکات مهم دیگر مقاومت فن استک در مقابل رطوب و شرایط اقلیمی و نسبت استحکام به وزن بالا است که فایبر گلاس این موارد را پوشش می دهد. 

در مواردی که آب در گردش کولینگ تاور شرایط اسیدی یا قلیایی داشته باشد، باید برای تولید فن استک از رزین مناسب استفاده کرد تا استک برج خنک کن به مرور زمان دچار خوردگی نشده و آسیب نبیند.

از لحاظ هندسی فن استک ها دارای فرم های هندسی خاصی هستند که توسط سازنده طراحی و تست می گردد. در اکثر فن استک ها، نسبت مشخصی بین این ابعاد وجود دارد.

در کولینگ تاور های مونتاژ در محل سازه بتنی و سازه فایبر(Field erected cooling tower) عموما فن استک ها پس از گذشت مدتی در حدود 15 سال مستهلک شده و دچار ترک خوردگی و پارگی می شوند. در این شرایط کارخانجات و شرکت ها برای اطمینان از صحت عملکرد صحیح برج خنک کننده، اقدام به خرید فن استک های جدید می کنند.

ساخت و فروش فن استک صنعتی برج خنک کننده 

فروش فن استک فایبر گلاس برج خنک کن صنعتی

تولید فن استک کامپوزیت برای کولینگ تاور بتونی

طراحی قالب، ساخت قالب و تولید فن استک دو لایه برج خنک کننده

طراحی و ساخت فن رینگ کامپوزیت فایبرگلاس برای ایرکولر

تولید و اجرای فن بل فایبر گلاس و کامپوزیت برای ایر کولر 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

www.araco.ir

طراحی و ساخت فن استک و فن رینگ فایبرگلاس برای ایرکولر و کولینگ تاور

---

گیربکس برج خنک کننده

Cooling tower gear box

هنگامی که قطر فن برج خنک کن از یک متر بیشتر می شود به منظور کاهش دور فن از گیربکس استفاده می کنند. دلیل کاهش دور فن در برج خنک کن این است که طبق استاندارد های CTI در برج خنک کن، سرعت خطی لبه بیرونی اکثر انواع فن نباید بیش از 60 متر بر ثانیه باشد. این مورد به خاطر جلوگیری از ایجاد لرزش های خطرناک و نیز ایجاد جریان گردابی در فن استک است. به همین دلیل گیربکس در برج های خنک کننده پکیج و برج های خنک کن صنعتی سازه فایبر و سازه بتونی نقش عمده ای را ایفا می کند.

در حالت کلی دلیل اینکه گیربکس برج خنک کن در داخل فن استک و در زیر فن قرار دارد باید شرایط خاص و ویژه ای داشته باشد که بدین شرح می باشد :

• قابلیت عملکرد گیربکس در شرایط دمایی خاص
• قابلیت عملکرد گیربکس برج خنک کننده  در رطوبت 100% 
• قابلیت استهلاک نیروهای اعمال شده از سوی فن برج خنک کننده
• قابلیت مقاومت در شرایط شیمیایی

با توجه به موارد ذکر شده، انتخاب و نصب گیربکس برج های خنک کننده، نیاز به دقت و توجه خاصی دارد.

مشاوره خرید گیربکس کولینگ تاور

فروش گیربکس برج خنک کن

09124780268

---

قطره گیر(نم گیر)برج خنک کننده

Cooling tower Drift eliminator

قطره گیر یا شبنم گیر کولینگ تاور از قطعات اصلی برج خنک کننده صنعتی و پکیج است. وظیفه اصلی قطره گیر در برج خنک کن جلوگیری از پرتاب قطرات آبی است که به همراه هوا در حال خارج شدن از برج خنک کن هستند. 

معادل انگلیسی قطره گیر برج خنک کن Drift eliminator است که در اسناد فنی برخی از برج های خنک کننده صنعتی موجود می باشد.

نحوه عملکرد قطره گیر برج خنک کن بدین صورت است که عموما با تغییر جهت ناگهانی جریان هوا مانند شکل ذیل، موجب می شود قطرات درشت آب به دام افتاده و به داخل برج خنک کن بازگردند. شایان ذکر است که انتخاب و تعمیر صحیح قطره گیر در برج خنک کننده می تواند موجب کاهش مصرف آب گردد.

قطره گیرها به صورت کلی به دو نوع تقسیم می شوند.

- قطره گیر لانه زنبوری برج خنک کننده

این نوع قطره گیر ها به صورت لایه هایی از شبکه لانه زنبوری و معمولا از جنس PP و PVC ساخته میشوند و می توانند درصد بسیار زیادی از قطرات را با فرم مسیرشان به دام بیاندازند و باعث کاهش اتلاف آب در برج خنک کن بر اثر پاشش قطرات گردند. مشکل این نوع قطره گیر ها افت فشار نسبتا بالاتر نسبت به انواع پروفیلی می باشد و معمولا در برج های خنک کننده صنعتی استفاده نمی گردند.

 

- قطره گیر پروفیلی کوهان دار(تیغه ای)

قطره گیر پروفیلی برج خنک کن به صورت مجموعه ای از پروفیلهای V  شکل می باشد که به وسیله اتصالات مورد نیاز به همدیگر وصل شده اند. این نوع قطره گیر در حالت کلی راندمان کمتری نسبت به قطره گیرهای لانه زنبوری دارد ولی افت فشار کمتری ایجاد نموده و به دلیل استحکام بالا در برجهای خنک کن بتونی و سازه فایبر صنعتی بیشتر استفاده می شود.

مشاوره طراحی، تعمیرات، اورهال و فروش برج خنک کن

فروش قطره گیر تیغه ای و پروفیلی برج خنک کن به همراه اسپیسر

مشاوره در خصوص انتخاب و فروش قطعات برج خنک کن و سایر تجهیزات

فروش شبنم گیر لانه زنبوری کولینگ تاور

فروش نم گیر PP و PVC برج خنک کننده

فروش انواع  قطره گیر و شبنم گیر برج خنک کن

09124780268

---

پکینگ(فیلینگ) کولینگ تاور، بخش اول

پکینگ برج های خنک کن که به نام فیلینگ هم شناخته می شوند یکی از المانهای اصلی و تاثیر گذار در برج های خنک کن هستند. به دلیل اهمیت فراوان پکینگ در برجهای خنک کننده، این قسمت را در دو پست مورد بررسی قرار خواهیم داد. در بخش اول به بررسی عملکرد و انواع پکینگ ها از نظر جنس می پردازیم.

وظیفه اصلی پکینگ ها در برج خنک کن، افزایش سطح تمای آب یا سیال خنک شونده با هوا می باشد. در حقیقت پکینگ ها با روشهای مختلفی به افزایش سطح تماس آب و هوا کمک می کنند و موجب می شوند میزان آب بیشتری بتواند خنک شود.

از نظر جنس، پکینگ ها به صورت عمده سه گروه تقسیم میشوند.

1- پکینگ چوبی برج خنک کن 

این نوع پکینگ ها در گذشته در برج های خنک کن صنعتی و پکیج استفاده می شد و امروزه به ندرت از آنها استفاده می گردد. باید توجه داشت که در بسیاری از اکثر موارد امکان جایگزینی پکینگ های چوبی با پکینگهای پلیمری وجود دارد که عموما باعث افزایش راندمان برج خنک کن می گردد لیکن بهتر است در این موارد از متخصصین طراح استفاده شود.

مزایا : 

• عدم نیاز به تکنولوژی خاص 

معایب :

• قیمت بالا
• راندمان تبخیر بسیار پایین
• سطح مفید تبخیر کم
• وزن بسیار بیشتر از انواع پلیمری
• محدود تامین کنندگان فعلی
• ایجاد جلبک و رسوب بر روی فیلینگ چوبی

2- پکینگ PVC برج خنک کننده

با پیشرفت تکنولوژی استفاده از پکینگ های پلیمری به شدت رواج یافت. یکی از انواع اصلی پکینگ های موجود از لحاظ جنس پکینگ های PVC می باشد.

انواع پکینگ ها از لحاظ عملکردی خود دارای مدلهای و تیپ های مختلفی هستند که در پست بعدی مورد بررسی قرار می گیرد.

مزایا :

• قیمت بسیار مناسب
• وزن پایین
• مقاومت در برابر حریق

معایب :

• عدم امکان جوش بین ورقها
• خشک شدن و شکننده شدن در مقابل تابش نور مستقیم خورشید

3- پکینگ PP برج خنک کن

این پکینگ ها نیز از لحاظ کلی مانند پکینگهای PVC می باشند و در انواع مختلف تولید شده اند.

مزایا :

• مقاومت در برابر نور مستقیم خورشید
• انعطاف پذیری
• امکان جوش دادن ورقه ها

 معایب :

• قیمت بالاتر نسبت به پکینگ PVC
• قابلیت اشتعال پذیری بالا

---

پکینگ(مدیا) برج خنک کننده، بخش دوم 

در بخش دوم اطلاعات فنی مربوط به پکینگ، به بررسی طبقه بندی پکینگ ها از لحاظ نوع عملکرد می پردازیم. از لحاظ نوع عملکرد در پکینگ های جدید می توان پکینگ ها را به دو نوع پکینگ فیلم و پکینگ اسپلش تقسیم کرد .

1- پکینگ فیلم برج خنک کن 

دلیل نامگذاری این نوع پکینگ ها به دلیل شرایط عملکرد آنها در برخورد با آب و یا سیال خنک شونده است. هنگامی که آب بر روی این نوع پکینگ ها ریخته می شود، فیلمی (سطحی) از آب بر روی ورقه ها تشکیل می شود. تشکیل این فیلم سطحی باعث می شود در حجم یکسان، سطح برخورد آب و هوا بیشتر شده و تبخیر سطحی افزایش یابد و در نتیجه سیال خنک شود. بزرگترین مزیت پکینگ های فیلم راندمان تبخیر بالاتر از پکینگ های اسپلش است. بزرگترین عیب این نوع پکینگ ها گرفتگی حفره های آن به دلیل ایجاد رسوب به مرور زمان است. شایان ذکر است که پکینگهای فیلم خود دارای انواع مختلف و با ابعاد حفره های مختلف می باشند که هرکدام کاربری خاصی دارند لیکن اصول خنک کردن و تبخیر سطحی در آنها یکسان می باشد.

مزایا :

• راندمان بالای تبخیر
• قیمت مناسب

معایب:

• گرفتگی شدید در صورت استفاده در آب با سختی بیش از 150 -200
• ایجاد افت فشار هوای بیشتر
• نیاز به تعویض بعد از 3- 4 سال

2- پکینگ اسپلش برج خنک کن

نامگذاری این نوع از پکینگ ها از صدای چکیدن قطرات آب و پاشش آن به اطراف گرفته شده است. اصلی ترین کاربرد پکینگ نت اسپلش در مواردی است که سختی آب بالا باشد. عملکرد این نوع پکینگ ها بدین صورت می باشد که پس از ریختن قطرات آب بر روی شبکه پکینگ، هر قطره به قطرات ریزتری تقسیم شده و در نتیجه تبخیر سطحی بر خلاف پکینگ های فیلم که روی سطح پکینگ انجام می شد، بین قطرات ریز آب و هوا صورت می پذیرد. به دلیل سطح کم این نوع پکینگ ها رسوب خیلی کمتری از پکینگ های فیلم بر روی آن ایجاد شده ولی راندمان تبخیر آن از پکینگ های فیلم به مراتب کمتر است. خود پکینگهای اسپلش نیز دارای انواع مختلفی از جمله: پکینگ اسپلش گرید، پکینگ تریپل اسپلش و پکینگهای NC و VC می باشند لیکن در اصول عملکرد با همدیگر مشترک هستند.

مزایا:

• قابل استفاده در برجهای صنعتی
• عدم نیاز به تعویض تا مدت طولانی
• رسوب بسیار کمتر نسبت به پکینگ فیلم
• عدم تشکیل بایو فیلم و جلبک بر روی پکینگ اسپلش

معایب:

• قیمت بالاتر از پکینگ فیلم
• راندمان تبخیر کمتر از پکینگ فیلم

 

مشاوره طراحی، تعمیرات و فروش برج خنک کن

فروش پکینگ برج خنک کننده و سایر تجهیزات

فروش فیلینگ برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

---

نازل(کانال آبرسانی یا سیستم پاشش آب) برج خنک کننده

نازل ها و کانال ها به عنوان یکی دیگر از قطعات اصلی برج خنک کن شناخته می شوند. وظیفه اصلی نازل های و کانالها، پاشش آب به صورت یکنواخت بر روی سطح پکینگ هی می باشد. به صورت کلی پاشش آب بر روی پکینگ ها به 3 روش مختلف انجام می شود.

1 - اسپرینکلر برج خنک کن بطری شکل

به منظور آبرسانی در برج های خنک کن بطری شکل(گرد)، از مجموعه اسپرینکلر استفاده می شود. روش کار اسپرینکلر بدین صورت است که با چرخش بر روی پکینگ ها، آب از طریق بازو به سمت داخل پاشیده می شود. مشکل اصلی اسپرینکلر، رسوب و گرفتگی و در عین حال راندمان پایین پاشش آب می باشد. به همین دلیل در بسیاری از برج های خنک کن قدیمی و بطری شکل، در زمان تعمیرات از سیستم نازل های ثابت استفاده می شود.

2- نازل ثابت کولینگ تاور(نازل تحت فشار، نازل مربع پاش، نازل ثقلی)

نازلهای در مدلهای مختلف تولید می شوند و وظیفه اصلی آنها پاشش آب بر روی سطح برج با سرعت بالا و در سطح گسترده می باشد. به صورت کلی نازل ها را در برج های خنک کن مکعبی و کانتر فلو (جریان مخالف) استفاده می کنند. همچنین نازلها در برخی از برج های خنک کن بتونی نیز کاربرد دارند.

3- کانال آبرسانی برج خنک کن صنعتی

در برخی از برج های خنک کن صنعتی و نیز در برج های خنک کن کراس فلو(جریان متقاطع) از کانال استفاده می شود. یکی از دلایل استفاده از کانال در کولینگ تاورها، کاهش گرفتگی رسوب می باشد.

این نوع کانالها در برج های خنک صنایع فولاد و صنایع سرب و روی که رسوب گذاری در برج های خنک کن بسیار زیاد است کاربرد دارد. مشکل اصلی کانال در مقایسه با نازل، سطح پاشش کمتر آن می باشد. 

---

قطعات اصلی برج خنک کن، بدنه(فایبر گلاس، بتونی، فلزی)

بدنه برج خنک کن (کولینگ تاور)، چند نقش اصلی را ایفا می کند. نخست اینکه بدنه برج خنک کن به عنوان چهار چوب اصلی این تجهیز بوده و  وظیفه تحمل نیروهای اصلی و نیروهای جانبی را بر عهده دارد. در عین حال بدنه برج خنک کننده باید ارتعاشات مربوط به فن و گیربکس را میرا نموده و از انتقال آن به پایه ها و یا سیستم پایپینگ جلوگیری نماید.

دوم اینکه بدنه برج خنک کن به عنوان حائلی است که اجازه پاشش آب به بیرون از برج را نمی دهد. به همین دلیل بدنه برج خنک کن باید حتما از عایق بندی مناسبی برخوردار باشد.

در حالت کلی بدنه برج خنک کن می تواند از سه جنس مختلف ساخته شود :

بدنه بتونی : این حالت بیشتر در برج های خنک کن صنعتی کاربرد داشته و به دلیل وزن و هزینه بالاتر در کولینگ تاور های پکیج استفاده نمی شود. 

بدنه فایبر گلاس : این نوع بدنه به دلیل سبک بودن و مقاومت مناسب در برج ها خنک کن پکیج ساختمانی و برجهای خنک کن صنعتی استفاده می شود.

بدنه فلزی : استفاده از بدنه فلزی در برج های خنک کن صنعتی کاملا مردود می باشد و تنها در برخی از انواع برج خنک کن جریان دمشی از بدنه فلزی استفاده می گردد.

مشاوره طراحی، تعمیرات و فروش برج خنک کن

فروش قطعات برج خنک کن و سایر تجهیزات

فروش پکینگ برج خنک کن

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

خدمات کولینگ تاور آراکو

طراحی برج خنک کننده

طراحی کولینگ تاور و انتخاب برج خنک کننده

Cooling tower design and selection

روشهای قدیمی طراحی برج خنک کننده، مبتنی بر استفاده از جداول و نمودارهای عمومی بوده است. در بسیاری از موارد طراحی و انتخاب کولینگ تاور صنعتی نیز بر مبنای اطلاعات تجربی بود که برای اقلیم خاصی کاربری داشت. این در حالی است که وسعت کشور عزیزمان ایران و وجود اقلیم ها و شرایط آب و هوایی متفاوت، موجب می گردد، که به منظور کارکرد بهینه یک برج خنک کن، طراحی ویژه ای برای آن صورت گیرد.

عدم رعایت اصول طراحی و استفاده صرف از کلید واژه تن تبرید یا تناژ تبرید برج خنک کننده در بسیاری از موارد به کارکرد نامناسب کولینگ تاور در آن منطقه خواهد انجامید.

به عنوان مثال مشخصات و ابعاد و اندازه برج خنک کننده ای با ظرفیت 100 تن تبرید در شهر تهران در مقایسه با یک کولینگ تاور با همین ظرفیت در آب و هوای مرطوب مانند اهواز یا بندر عباس کاملا متفاوت است. این در حالی است که بسیاری از تولید کنندگان برج خنک کن این موارد را در عملیات طراحی لحاظ نمی کنند.

نمودار تغییرات متوسط دمای هوای روز و شب در ایران(نمودار هفتگی دمای حداقل و حداکثر)

به منظور طراحی برج خنک کن صنعتی به خصوص در صنایعی مانند فولاد، روی، مواد غذایی باید موارد ذیل حتما در طراحی در نظر گرفته شود :

-  دمای آب ورودی به برج خنک کننده

- دمای مورد نیاز آب خروجی از کولینگ تاور - الزاما بالاتر از دمای مرطوب - حباب تر یا Wet bulb  

- شرایط آب و هوایی و موقعیت محل نصب کولینگ تاور

- آنالیز آب کولینگ تاور - میزان سختی آب، PH و ...

- جهت وزش باد غالب و هندسه ساختمانها و فضای اطراف برج خنک کننده

- نوع صنعت و کاربری برج خنک کن

با داشتن اطلاعات فوق مشاور خواهد توانست برج خنک کن مناسب هر صنعت و موقعیت جغرافیایی را شناسایی کرده و همچنین از بین تولید کنندگان داخلی، برند های مناسب را معرفی نماید.

اطلاعات مورد نیاز برای طراحی و انتخاب برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو با سابقه ای مناسب در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج خنک کن، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه محاسبات، طراحی، تهیه اسناد فنی جهت استعلام و خرید و بهینه سازی مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

طراحی برج خنک کن بتونی و فایبر گلاس صنعتی

طراحی کولینگ تاور صنعتی و مسکونی

کاهش مصرف آب و اورهال (تعمیرات) برج خنک کننده

فروش برج خنک کن(کولینگ تاور) صنعتی پکیج

شرکت آراکو 

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

مفاهیم اصلی و تعاریف در طراحی و بهینه سازی کولینگ تاور

تبخیر سطحی چیست : تبخیر سطحی فرآیندی است که در آن، مایع مورد نظر در دمایی غیر از دمای جوشش، به حالت بخار در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. به صورت کلی هر مایعی به میزان مشخصی در هر دما دچار تبخیر می شود. 

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم مایع (m) رابطه مستقیم دارد و برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که در اینجا به نوع مایع بستگی دارد و با LV نشان داده می‏شود. با توجه به این توضیحات داریم:

QV=mLV 

تغییر فاز بخار، آب و یخ 

در حقیقت طی فرآیند تبخیر سطحی، مایع تبخیر شده گرمای نهان تبخیر را از محیط می گیرد و موجب خنک شدن سیال و محیط می گردد. این همان فرآیندی است که هنگام خارج شدن از استخر، موجب سرد شدن بدن شما در هوای آزاد می شود.

مهمترین مزیت تبخیر سطحی نسبت به روش های دیگر سرمایش، مصرف انرژی بسیار کم آن و سهولت ساخت تجهیزات آن می باشد ولی در عین حال این روش به مصرف بالای آب می انجامد.

روش های کاهش مصرف آب در برج خنک کننده

دمای حباب خشک - درای بالب

Dry Bulb 

دمای حباب خشک محیط در هر منطقه طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی مربوطه، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر می باشد که در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد.

دمای حباب مرطوب - وت بالب

Wet Bulb

با توجه به تعریف بیان شده در خصوص دمای خشک، اگر به دور حباب دماسنجی، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دما سنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به Wet Bulb یا دمای حباب مرطوب معروف است. این دما یک دمای تعادلی است که به میزان دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

باید توجه داشت که دمای خشک و دمای مرطوب در طی ماههای سال تغییر می کند ولی مفهوم از این دو دما در طراحی برج خنک کننده، متوسط حداکثر دمای خشک و دمای مرطوب در گرمترین فصل سال (مرداد ماه) است. همچنین دمای آب یا سیال خنک شده در برج خنک کن، در بهترین شرایط 2- 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب یا Wet bulb خواهد بود.

تصویر تفاوت حباب مرطوب، وت بالب و دمای خشک

نحوه محاسبه دمای مرطوب با استفاده از دمای خشک و رطوبت نسبی که کمک چارت سایکرومتریک می باشد که در ادامه لینک دانلود چارت سایکرومتریک قرار داده شده است.

دانلود نمودار سایکرومتریک PsychrometricChart 

مفهوم رنج در برج خنک کن  

Cooling tower range

اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range می نامند. در حقیقت این عدد نشانگر میزان تغییر دمای سیال یا آب در برج خنک کننده است. به صورت کلی دمای رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کن نمی تواند در یک مرحله از 35-38 درجه بیشتر باشد و اگر اختلاف دمای ورودی و خروجی مورد نظر در کولینگ تاور بیشتر از این عدد باشد، فرآیند خنک سازی باید در دو یا چند مرحله صورت گیرد.

به عنوان مثال اگر دمای آب وارد شده به برج خنک کن 80 درجه سانتیگراد بوده و دمای مورد نیاز خروجی کولینگ تاور 30 درجه باشد، خنک کاری باید طی دو مرحله و توسط دو برج خنک کننده به صورت سری انجام شود.

مفهوم دمای اپروچ در برج خنک کننده

Cooling tower approach

اختلاف دمای سیال یا آب خنک شده در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط Wet bulb، را Approach می گویند. همانگونه که بیان شده از نظر تئوری میزان Approach در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2-3 درجه سانتیگراد باشد.

برای مثال اگر دمای مرطوب محیط در شهری مانند آبادان یا اهواز معادل 30 درجه سانتیگراد باشه، برج خنک کننده می تواند نهایتا آب را تا دمای 33 درجه سانتیگراد خنک کند.

 

تصویر مفهوم دمای رنج و اپروچ در کولینگ تاور

مفهوم آب جبرانی یا Make up در برج خنک کن : آب جبرانی به آبی گفته می شود که به منظور جبران آب تبخیر شده و آب سر ریز به داخل مخزن برج خنک کننده اضافه می شود. آب میک آپ جبرانی در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و PH  داشته باشد.

میزان آب میک آپ(جبرانی) در برج خنک کن = میزان تبخیر + میزان تلاف ناشی از پرتاب قطرات + میزان آب سر ریز یا بلو دان

مفهوم آب سر ریز کولینگ تاور 

Cooling Blow down water

آب سر ریز Blow down در برج خنک کننده به میزان آبی گفته می شود که به منظور حفظ شرایط نرمال آب در گردش (سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده ای معین، از مخزن برج خنک کن تخلیه می گردد.

مفهوم ضریب تغلیظ در برج خنک کن

Cooling tower Cycle Of Concentration - COC

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول در آب درون برج خنک کننده به ذرات محلول در آب ورودی یا همان آب میکاپ برج خنک کن گفته می شود. همانگونه که گفته شد ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن عمدتا به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند و بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل نیز از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون و باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی رساند. 

میزان سیکل تغلیظ یا Cycle of concentration در برج خنک کن صنعتی و کولینگ تاور بستگی به شرایط آب و کاربری برج خنک کننده دارد ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ  برج خنک کن بین 3 الی 7 می باشد.

توضیحات تکمیلی در خصوص محاسبه مصرف آب برج خنک کننده

ظرفیت برج خنک کن بر حسب تن تبرید یا کیلو وات

محاسبه ظرفیت کولینگ تاور

همانطور که در ابتدای این مقاله توضیح دادیم، فرمول محاسبه حجم آب تبخیری در برج خنک کن در گرمترین حالت تقریبا برابر E=0.0018*R*C است که R معادل رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده و C برابر مقدار دبی آب در گردش بر حسب متر مکعب در ساعت است. از طرف دیگر حاصل ضرب دمای رنج در دبی آب در گردش، ظرفیت سرمایش کولینگ تاور بر حسب کیلو وات یا تن تبرید است.

اگر ظرفیت سرمایش یک کولینگ تاور را با Q نشان دهیم، مقدار ظرفیت خنک کاری Cooling tower بر حسب کیلو وات از فرمول زیر بدست می آید:

Q=R*C*4180/3600 kW

و ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید عبارت است از :

Q=(R*C*4180/3600)*0.285 rt

به این صورت برای حساب کردن و مشخص شدن مقدار آب تبخیر شده توسط برج خنک کن در بدترین وضعیت دمایی، می توانیم از روی ظرفیت برج خنک کن بر حسب کیلو وات مقدار تبخیر را به صورت تقریبی و با استفاده از فرمول زیر بدست بیاوریم. توجه کنید که در این فرمول ظرفیت کولینگ تاور بر حسب کیلو وات است. فرمول تبدیل کیلووات به تن تبرید سرمایش برابر 1kW=0.285rt است. 

 E=Q*0.0013 ~0.0015

یعنی جرم بخار آب تبخیر شده در برج خنک کن بر حسب کیلوگرم برابر است با ظرفیت سرمایش بر حسب کیلووات ضرب در 0.0013 یا 0.0015.

مثال : میزان تبخیر آب یک برج خنک کن به ظرفیت 500 تن تبرید را حساب کنید.

برای بدست آوردن مقدار آب میکاپ و تبخیر شده در بدترین شرایط دمایی (ظهر مرداد ماه) در مرحله اول ظرفیت پانصد تن تبرید کولینگ تاور را به کیلووات تبدیل می کنیم.

500rt/0.285=1750kW

با در نظر گرفتن این عدد و فرمول تبخیر خواهیم داشت مقدار تبخیر آب برابر است با

 E=1750*0.0013=2.3 m^3/h

یعنی این برج خنک کننده در اوج گرمای تابستان به میزان 2300 لیتر آب یا 2.3 متر مکعب در ساعت تبخیر آب دارد. البته باید در نظر داشته باشید که این عدد مربوط به بدترین شرایط دمایی است و در واقعیت ساعت های کمی در طول سال هستند که برج خنک کننده به این مقدار مصرف آب داشته باشد. مثلا در پاییز، زمستان، بهار و حتی ساعت های صبحگاه و شبانگاه، مصرف آب بسیار کمتر از این عدد خواهد بود.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به میزان حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از سیال خنک شونده جذب می کند، ظرفیت کولینگ تاور می گویند. 

 

واحد ظرفیت برج خنک کننده کیلو وات یا تن تبرید است. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

 

طراحی و فروش برج خنک کن صنعتی

محاسبات برج خنک کننده

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی 

فروش پکینگ ضد رسوب آلمانی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

www.araco.ir

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ : https://www.aparat.com/ARACo_cooling

کاهش مصرف آب برج خنک کن و کولینگ تاور صنعتی

کاهش آب تبخیر شده در برج خنک کننده

Cooling tower water saving

خشکسالی های اخیر و کاهش منابع آب در اقصی نقاط دنیا، به خصوص ایران از یکسو و افزایش قیمت آب و برق از سوی دیگر، موجب گردیده است که مدیران کلان سازمانها و کارخانجات، در فکر کاهش مصرف آب و برق در تجهیزات خود باشند. به صورت کلی کشور ما ایران، یکی از اقلیم های نسبتا خشک در جهان است و به همین دلیل دچار مشکلات عمده ای در تامین آب مصرفی شرب و نیز آب صنعتی هستیم. در انتهای همین مطلب به برخی از سوالات در مورد مصرف آب و کاهش مصرف آب برج خنک کننده اشاره شده است.

نقشه بحران آب در دنیا در سال 2040 که نشان دهنده بحران شدید کم آبی در ایران و خاورمیانه است.

یکی از تجهیزاتی که در صورت طراحی نادرست، فرسودگی و عدم بهره گیری از علم روز می تواند موجب اتلاف فراوان آب و برق گردد، برج خنک کننده - Cooling Tower است. برج های خنک کن پالایشگاه، نیروگاه، پتروشیمی و صنایع فولاد به دلیل حجم بالای آب خنک شونده، ابعاد بسیار بزرگی دارند و عموما به صورت کولینگ تاور صنعتی بتنی و فایبر گلاس مونتاژ در محل - Field Erected Cooling tower - هستند.

تصویر برج خنک کننده مونتاژ در محل بتنی

بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج خنک کننده، شامل مراحل مختلفی است که مهمترین آنها عبارتند از :

• شبیه سازی جریان هوا در برج خنک کن به منظور شناخت وضعیت موجود و یافتن نقاط بحرانی در برج

• اندازه برداری و اندازه گیری های میدانی آب و هوا

• محاسبات ترمودینامیکی تبخیر 

• بررسی راندمان فن، قطره گیر و فیلینگ – پکینگ برج خنک کننده

• ارائه راهکارهای کاهش مصرف آب در برج خنک کن

باید توجه داشت که کلیه این مراحل، بهتر است توسط تیم متخصص و با تجربه در حوزه برج خنک کن صورت گیرد. جهت مطالعه توضیحات تکمیلی در خصوص محاسبه میزان آب مصرفی برج خنک کننده به لینک ذیل مراجعه فرمائید :

http://cooling-tower.blog.ir/post/میزان-مصرف-آب-کولینگ-تاور-برج-خنک-کننده

در نهایت اصلاحات اصلی یا روشهای کاهش مصرف آب برج خنک کننده، بسته به نوع برج و شرایط عملکرد و همچنین وضعیت قطعات آن، باید در بخش های زیر صورت پذیرد:

- افزایش راندمان فن برج خنک کن

- بهینه سازی شرایط قطره گیر کولینگ تاور

- انتخاب پکینگ مناسب برج خنک کننده

- بررسی موتور، گیربکس و درایو شفت برج خنک کن

- انتخاب لوور مناسب کولینگ تاور

یکی از روش های دیگر کاهش مصرف آب برج خنک کننده، تصفیه آب صنعتی و استفاده از آن جهت تامین آب برج خنک کننده است. 

استفاده از سیستم تصفیه آب برای کاهش مصرف کولینگ تاور

سیستم هوشمند کم کردن دور فن برای کاهش مصرف آب

بهره گیری از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده نیز از روشهایی است که به کاهش مصرف آب کولینگ تاور و همچنین کاهش مصرف برق برج خنک کن کمک زیادی می کند. علاوه بر این سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن می تواند موجب افزایش عمر تجهیزاتی از قبیل فن و موتور شود. سیستم هوشمند کنترل دور فن و دبی پمپ از تعدادی سنسور دما و یک درایو یا اینورتور تشکیل شده است.  

درایو الکتروموتور فن، با توجه به دمای محیط و وت بالب، سرعت چرخش پره های برج خنک کننده را تغییر می دهد. برای مثال شب ها که دمای حباب تر کم می شود، دور فن پایین می آید تا هم مصرف آب کولینگ تاور کاهش یابد و هم صدای فن پایین بیاید.

نمونه درایو و اینورتر مورد استفاده در سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور

سیستم اینورتر یا درایو می تواند به خاطر اینکه الکتروموتور را از شوک ناگهانی روشن شدن و خاموش کردن حفظ کند، هزینه های تعمیر و نگهداری را هم کمتر کند.

سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

تاثیر بالا بردن سیکل تغلیظ در کم کردن مصرف آب برج خنک کن

سیکل تغلیظ به انگلیسی Cycle of Concentratin-COC نام دارد. بعضی از همکاران و تولیدکنندگان برج خنک کننده، در مورد سیکل تغلیظ می گویند که با بالا بردن عدد آن، مصرف آب برج خنک کننده به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می کند. در این مورد بهتر است که اول در مورد سیکل تغلیظ توضیح دهیم. چرخه غلظت یا سیکل تغلیظ به زبان ساده، نسبت حداکثر تی دی اس آب قابل قبول در برج خنک کننده به حداکثر TDS آب میک آپ است. 

فرمول محاسبه کردن چرخه غلظت یا سیکل تغلیظ در برج خنک کننده

با در نظر گرفتن تعریف سیکل تغلیظ، اگر مقدار آن را از حد مشخصی بالاتر ببریم(معمولا در پروزه های صنعتی عدد COC برابر 5 در نظر گرفته می شود) مقدار TDS در کولینگ واتر زیاد می شود. در نتیجه رسوب در داخل برج و در عین حال لوله ها و مسیر آب زیاد خواهد شد و بنابر این راندمان خنک کاری کم می شود که صدمه زیادی به خط تولید می زند. برای همین حتی با استفاده از پکینگ نت اسپلش NET150 یا NET125 اگرچه به ظاهر ممکن است مصرف آب را حدود 5 درصد کمتر کند، اما باعث رسوب گرفتن لوله ها و مسیر آب شده و به خرابی تجهیزات خواهد انجامید.

توضیح مهم : در سالهای اخیر و با افزایش توجه به حوزه مدیریت آب، شرکت های بسیاری شروع مطالعه در خصوص روش های کاهش مصرف آب نموده اند و در این میان عده ای مدعی شده اند که با به دام انداختن قطرات آب می توان مصرف آب برج خنک کننده را کاهش داد. در خصوص این ادعا کافی است ابتدا به نمونه های مشابه این روش در جهان مراجعه نمود که تقریبا هیچ مشابه عملیاتی و اقتصادی از دستگاه بازیافت آب برج خنک کننده که بر روی فن استک نسب می شود در دنیا وجود ندارد. دلیل این مساله درصد بسیار پایین قطرات معلق در بخار آب است که به نسبت آب تبخیر شده بسیار ناچیز است (0.003 الی 0.0001 آب در گردش)

در عین حال زمانی که آب به صورت بخار در آمده و با گرفتن حرارت از محیط، وارد فاز گاز می شود، با فیلتر کردن بخار آب نمی توان آن را به حالت مایع بر گرداند و تنها می توان با سرد کردن مجدد بخار ، آن را به حالت آب در آورد. در این حالت انرژی لازمه برای سرد کردن و کندانس بخار برابر با همان میزان گرمایی است که برج خنک کننده از آب موجود در سیستم گرفته است و اگر بخواهیم مجددا بخار را سرد نماییم عملا مجموعه سیستم برج خنک کننده کار آیی نخواهد داشت و بهتر بود از ابتدا از چیلر استفاده میشد.

توجه به این نکات کمک می نماید که در مقابل ادعاهای غیر منطقی در خصوص به تله انداختن بخار آب با مولوکولار سیو - Molecular sieve و برگرداندن آن به کولینگ تاور بدون صرف انرژی، استدلال مناسبی داشته باشیم.

مجددا تاکید می گردد که مناسبترین و رایج ترین روش کاهش مصرف آب برج خنک کننده، بهره گیری از برج خنک کن هیبرید - کولینگ تاور هیبریدی به همراه سیستم هوشمند است.

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید

آشنایی برج خنک کننده کم مصرف هیبریدی 

دانلود جزوه آشنایی با برج خنک کننده هیبرید و کاهش مصرف آب - شرکت آراکو

شرکت آراکو با سابقه ای درخشان در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج خنک کن صنعتی، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص صنایع فولاد، صنایع مس، صنایع روی، صنایع سیمان و پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

صرفه جویی آب در کولینگ تاور صنعتی

کاهش مصرف آب برج خنک کن و کولینگ تاور

فروش سیستم تخصصی ضد رسوب برچ خنک کننده

طراحی و ساخت برج خنک کننده هیبرید و مدار بسته

تصفیه فاضلاب جهت استفاده در آب میک آپ برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

 

آدرس سایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

سوالات رایج در مورد کاهش مصرف آب برج خنک کننده

-آیا بازیابی بخار آب خروجی کولینگ تاور اقتصادی است و در دنیا نمونه ای دارد؟

پاسخ: خیر، تبدیل کردن مجدد بخار آب به مایع، نیازمند همان انرژی است که در مرحله اول توسط برج خنک کن از آب گرفته شده است. استفاده از مولوکولار سیو و یا چیلر برای اینکار منطقی و توجیه پذیر نیست و بدلیل صنعتی و اقتصادی نبودن در دنیا انجام نشده است. بهترین و اصولی ترین روش کاهش مصرف آب برج خنک کننده استفاده از سیستم کنترل هوشمند و برج خنک کن هیبریدی است.

-بیشترین میزان کاهش مصرف آب متوسط سالیانه مربوط به کدام نوع برج خنک کننده است؟

بیشترین میزان متوسط صرفه جویی در مصرف آب مربوط به کولینگ تاور هیبرید است. متوسط کاهش مصرف آب برج خنک کن هیبرید در حدود حداقل 50 درصد خواهد بود. در رتبه دوم برج خنک کننده مدار بسته است که به سیستم کنترل هوشمند دور فن و پاشش آب مجهز شده باشد. میانگین کاهش مصرف متوسط سالیانه آب در کولینگ تاور مدار بسته 30 درصد است. 

-آیا استفاده از برج خنک کننده ارزان قیمت بطری شکل-گرد باعث بالا رفتن مصرف آب می شود؟

بله. کولینگ تاور ارزان قیمت و غیر صنعتی دایره ای به دلیل راندمان پایین، کیفیت کم و پاشش زیاد قطرات، مصرف آب بیشتری نسبت به کولینگ تاور مکعبی فایبرگلاس دارند. تنها مزیت این نوع برج خنک کننده قیمت پایین آنها است.

آشنایی با عملکرد برج خنک کن

کولینگ تاور چیست ؟

آب خنک کاری(کولینگ واتر) پس از چرخش در داخل دستگاه ها و ماشین آلات، انرژی حرارتی را از آنها می گیرد و دمایش زیاد می شود. برای خنک کردن آب پروسس، معمولا از برج خنک کن استفاده می کنیم. به علت حساسیت دستگاهها و خطوط تولید به دمای زیاد، اگر برج خنک کننده بی کیفیت بوده و یا راندمان عملکرد پایینی داشته باشد، ممکن است کل خط تولید یک کارخانه متوقف گردد.

اهمیت Cooling tower در کارخانه ها

با توجه به توضیح بالا، می توانیم بگوییم:

کولینگ تاور قلب سیستم خنک کاری کارخانه است. بنابراین انتخاب و خرید یک برج خنک کن صنعتی باکیفیت و استاندارد، اهمیت خاصی دارد.

برخی از مدیران فنی و مالکین کارخانه ها، تصور می کنند خریدن Cooling tower ارزان، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. اما واقعیت این است که خرید ارزان، معمولا هزینه و زمان تعمیرات را بالا می برد. به همین خاطر است که برج ارزان و بی کیفیت باعث دردسر همیشگی پرسنل تعمیرات و نگهداری خواهد شد و مقدار تولید مجموعه را هم کم می کند. این مساله در بازار رقابتی این روزها، مثل دور ریختن بخش زیادی از حاشیه سود است.

بخاطر طولانی بودن این مقاله و راحتی دسترسی شما خوانندگان عزیز به بخش مورد نظر، در ابتدا فهرستی از تیترهای این مطلب قرار می دهیم تا با کلیک بر روی هر عنوان، به بخش مورد نظر منتقل شوید.

آشنایی با کولینگ تاور

انواع برج خنک کن

طرز کار برج خنک کننده

مفهوم تبخیر سطحی

وت بالب یعنی چه؟

رنج در ایرکولر و برج خنک کن به چه معنی است؟

مفهوم اپروچ

مقدار آب مصرفی کولینگ تاور

سیکل تغلیظ چطور تعریف می شود؟

ظرفیت برج خنک کننده به چه عواملی بستگی دارد؟

---

آشنایی با Cooling tower

کولینگ تاور(Cooling tower)، دستگاهی است که دمای سیال یا آب را با استفاده از تبخیر سطحی کاهش می دهد. بدلیل راندمان مناسب، کم هزینه و ساده تر بودن کاهش دما بر مبنای تبخیر سطحی نسبت به استفاده از چیلر یا ایر-کولر، استفاده از برج خنک کننده در صنایع مختلف گسترش یافته است.  

تصویر مقایسه نوع کارکرد برج خنک کن جریان مخالف و جریان متقاطع

---

طبقه بندی انواع برج خنک کن

برج خنک کننده انواع مختلفی دارد که پر مصرف ترین آنها، کولینگ تاور فایبرگلاس پکیج است. این نوع از Cooling tower در کارخانه شرکت سازنده و به صورت کامل تولید می شوند و نیاز به ستون جداگانه و بدنه بتونی یا کامپوزیت و فایبر مونتاژ در محل ندارند. مناسب ترین نوع برج پکیچ، کولینگ تاور مکعب شکل کانترفلو (جریان مخالف) است. البته در زمان خرید باید حتما به کیفیت محصول و داشتن استاندارد از طرف تولید کننده توجه داشته باشید. فراموش نکنید که برج خنک کن مخروطی(مدور یا بطری) شکل از نظر کیفیت و عملکرد سطح بسیار پایینی دارد و به خاطر ایرادها و مشکلات تعمیر نگهداری، انتخاب بسیار خطرناکی است.

دسته بندی انواع برج خنک کن

---

روش کارکردن کولینگ تاور

در ابتدای این مطلب گفتیم که کارکرد برج خنک کننده بر اساس تبخیر سطحی آب است. پس برای اینکه متوجه شویم برج خنک کن چیست و چطور کار می کند، می خواهیم در مورد کلمات کلیدی مرتبط با Cooling tower توضیح دهیم. در این بخش مفهوم تبخیر سطحی که از مبانی انتقال حرارت در برج خنک کن است، را بررسی می کنیم.

شماتیک کلی مسیر حرکت هوا و آب و نحوه عملکرد برج خنک کن

---

تبخیر سطحی چیست؟

تبخیر سطحی فرآیندی است که در آن، مایع مورد نظر به حالت بخار در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. به صورت کلی هر مایعی به میزان مشخصی در هر دما دچار تبخیر سطحی می شود. به عنوان مثال هنگامی که از استخر بیرون می آیید، با وجود اینکه دمای قطرات آب روی پوست شما به دمای تبخیر آب نرسیده، به دلیل تبخیر سطحی احساس سرما می کنید. شدت تبخیر سطحی به مقدار سرعت جریان هوا نیز بستگی دارد. به همین دلیل وقتی که از استخر خارج شدید، اگر باد شدیدی بوزد، احساس سرمای بیشتری می کنید. 

---

تفاوت تبخیر سطحی و تبخیر عادی

 Evaporation VS Vaporization

تفاوت تبخیر سطحی با تبخیر(بر اثر جوش آمدن) این است که تبخیر سطحی در هر دمایی اتفاق میافتد ولی تبخیر بر اثر جوش آمدن نیازمند رسیدن مایع به دمای تبخیر می باشد.

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم جسم (m)رابطه مستقیم دارد و برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که در اینجا به نوع مایع ارتباط داشته و با LV نشان داده می‏شود. بنابراین داریم:

QV=m*LV

در ادامه می خواهیم با مفهوم دمای حباب مرطوب آشنا شویم.

تصویر روش اندازه گیری وت بالب برای محاسبات برج خنک کننده و کولینگ تاور

---

Wet bulb temperature

دمای حباب مرطوب یا تر(وت بالب)

در مباحث مربوط به تهویه، دمای خشک محیط دمایی است که به وسیله دماسنجی که در فضای باز و محلی دور از تابش مستقیم آفتاب قرار گرفته باشد، مشخص شود. اگر دمای محیط ثابت باشد، با بالا رفتن رطوبت نسبی، دمای مرطوب نیز بیشتر می گردد. به عنوان مثال امکان دارد دمای شهر کرمان با بندر عباس در برخی از مواقع سال یکسان باشد، اما به خاطر بالا بودن رطوبت نسبی، دمای مرطوب در بندر عباس همیشه بالاتر است. به همین دلیل در شهرهای جنوبی و شمالی ایران که رطوبت نسبی بالایی دارند از کولر آبی برای سرمایش استفاده نمی شود.

---

Dry bulb temperature

دمای خشک

دمای حباب خشک در هر منطقه طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی مربوطه، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر می باشد که در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد.

تعریف دمای حباب مرطوب یا وت بالب(Wet Bulb) : با توجه به تعریف بیان شده در خصوص دمای خشک، اگر به دور حباب یک دماسنج، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دما سنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به Wet Bulb یا دمای حباب مرطوب معروف است. این دما یک دمای تعادلی است که به میزان دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

نحوه محاسبه دمای مرطوب با استفاده از دمای خشک و رطوبت نسبی که کمک چارت سایکرومتریک-Psychrometric chart می باشد که در ادامه لینک دانلود چارت سایکرومتریک قرار داده شده است.

دانلود نمودار سایکرومتریک

به عنوان مثال در بسیاری از طراحی ها محاسبات برج خنک کن در تهران بر مبنای دمای خشک 40 الی 44 درجه سانتیگراد و دمای مرطوب 24 درجه سانتیگراد می باشد که البته در سالیان اخیر دمای خشک و مرطوب تهران افزایش یافته و حتی در مناطق مختلف شهر متفاوت می باشد. مثلا دمای مرطوب در نزدیکی دریاچه چیتگر بالاتر از بقیه نقاط تهران است و به همین دلیل برای این منطقه باید از برج خنک کننده با طراحی خاص استفاده کرد.

دلیل اهمیت دمای مرطوب در محاسبات برج خنک کن این مطلب است که بر خلاف چیلرها که ظرفیت مشخصی دارند، تخمین اندازه و مشخصات برج خنک کننده با استفاده از واحد تن تبرید در کشور ایران منطقی نمی باشد. زیرا یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید در تهران، مشخصاتی متفاوت از یک برج با همین ظرفیت در شهر اهواز(با رطوبت نسبی بالا) یا اصفهان و مشهد و تبریز خواهد داشت.یا همانطور که گفته شد ابعاد و مشخصات یک برج خنک کن 500 تن تبرید برای مناطق اطراف دریاچه چیتگر، با مشخصات کولینگ تاور 500 تن در منطقه 1 تفاوت دارد. 

---

اختلاف دمای رنج(range) در برج خنک کن/رنج چیست؟
Cooling tower Range temperature

اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range (اختلاف دمای رنج) می نامند. در حقیقت این عدد نشانگر میزان تغییر دمای سیال یا آب در برج خنک کننده است.

آیا برای مقدار خنک کردن آب در کولینگ تاور محدودیت وجود دارد؟

شاید برای شما هم این سوال به وجود آمده باشد که آیا برج خنک کن می تواند دمای آب را بیشتر از 10 یا 15 درجه خنک کند؟ مثلا با استفاده از Cooling tower می توانیم آب را 20 یا 30 درجه سانتیگراد خنک تر کنیم؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم اگر دمای آب خنک شده(خروجی) از حداقل 3 الی 5 درجه از وت بالب بیشتر باشد، در بعضی از موارد ممکن است بتوانیم کولینگ واتر را حتی 30 تا 40 درجه و در یک مرحله با برج خنک کننده مدار باز، سردتر کنیم. البته هر چقدر دمای آب گرم ورودی بیشتر باشد، احتمال ایجاد اختلاف دمای، افزایش پیدا می کند. برای اینکه دمای آب در سیستم کولینگ را بیشتر از 15 درجه، خنک کنیم، لازم است از نرم افزارهای تخصصی طراحی استفاده شود. اگر می خواهید در این بخش بیشتر مطالعه کنید می توانید مقاله ما را با عنوان برج خنک کننده حداکثر چه مقدار آب را سرد می کند؟ مطالعه کنید. با این توضیحات مشخص است تولیدکنندگان قدیمی و سنتی که برج خنک کننده را به صورت تن تبریدی می فروشند، توانایی و دانش انجام این کار را ندارند و خیلی وقتها می گویند "نمی شود با کولینگ تاور آب را بیشتر از 10 تا 15 درجه خنک کرد"، البته این تصور کاملا اشتباه است. 

اگر می خواهید در این بخش بیشتر مطالعه کنید می توانید مقاله ما را با عنوان برج خنک کننده حداکثر چه مقدار آب را سرد می کند؟ مطالعه کنید.

---

اختلاف دمای اپروچ در برج خنک کننده/اپروچ 
Cooling tower Approach 

اپروچ یا دمای تقرب یعنی چه؟ اختلاف دمای سیال یا آب خنک شده در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط(Wet bulb)، را اپروچ می گویند. بر اساس توضیحات قبلی، از نظر تئوری مقدار دمای Approach در کولینگ تاور، نمی تواند کمتر از 2 تا 3 درجه سانتیگراد باشد.

نمایش معنی اپروچ و رنج در طراحی و محاسبات برج خنک کننده

---

فاکتور اندازه(Coolig tower size factor) در برج خنک کن چه معنی دارد؟ 

خریدن یک تجهیز صنعتی با قیمت پایین به شرطی که کیفیت آن کم نشود برای همه مشتریان جذاب است. شاید برای شما جالب باشد اگر بدانید با داشتن اطلاعات مناسب در زمان طراحی برج خنک کن می توانید اندازه و ابعاد محصول مورد نظر را کمتر کنید و هزینه کمتری هم برای خرید پرداخت کنید.

در این روش با حفظ کردن اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده(یا دمای رنج)، مقدار اپروچ را زیاد می کنیم تا اندازه و ابعاد برج کمتر شود.

برای مثال اگر در تهران با ثابت بودن دبی آب، دمای ورودی و خروجی Cooling tower را از مقدار 38(دمای ورودی به کولینگ تاور) به 28(دمای خروجی کولینگ تاور) تغییر بدهیم و به دمای 40 درجه سانتیگراد به 30 درجه برسانیم، می توانیم اندازه کولینگ تاور را بین 10 الی 15 درصد بدون تغییر در ظرفیت حرارتی، کم کنیم. در نتیجه قیمت برج خنک کن نیز بدون کاهش کیفیت، کمتر می شود. 

دلیل این مساله مفهومی بسیار مهم در طراحی برج خنک کننده به نام، فاکتور اندازه و ابعاد است. این فاکتور با عدد میزان اپروچ (Approach) که اختلاف وت بالب یا دمای حباب مرطوب با دمای خروجی از کولینگ تاور است نسبت نمایی دارد. 

همانگونه که مطالب قبل بیان شده از نظر تئوری دمای اپروچ(Approach) در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2 الی 3 درجه سانتیگراد باشد. در حقیقت هر اندازه دمای مورد نظر جهت خروجی برج خنک کننده به دمای حباب تر یا وت بالب(Wet Bulb) نزدیک باشد، ابعاد برج خنک کن افزایش می یابد. نمودار تغییرات فاکتور ابعاد به نسبت اپروچ را در ادامه مشاهده می کنید. فرمول تبدیل دمای فارنهایت به سانتیگراد C=(F-32)*5/9 و با حذف عدد ثابت 32، به این دلیل که اختلاف دما مورد نظر است، مشخص می گردد که در عدد اپروچ حدود 17 درجه فارنهایت، معادل 9.5 درجه سانتیگراد، فاکتور ابعاد برج خنک کننده برابر 1 خواهد بود.

این در حالی است که در صورت کاهش دمای Approach (یعنی نزدیکتر شدن دمای خروجی برج خنک کن به وت بالب - حباب مرطوب) به عددی حدود 10 درجه فارنهایت معادل 5.5 درجه سانتیگراد، سایز برج خنک کن مورد نظر 1.5 برابر خواهد شد. این مساله موجب بزرگ شدن بیش از حد ابعاد برج خنک کن و بالا رفتن قابل توجه هزینه ساخت و قیمت کولینگ تاور می شود.

برای همین توصیه می کنیم به منظور امکان ارائه پیشنهاد قیمت مناسب برای برج خنک کننده، دمای خروجی کولینگ واتر را حداقل در حدود 7 الی 10 درجه سانتیگراد بالاتر از وت بالب یا دمای حباب تر انتخاب کنید تا فاکتور ابعاد کولینگ تاور - Cooling tower size factor - نزدیک 1 باشد.

فاکتور اندازه برج خنک کن در مقایسه با اپروچ بر حسب درجه فارنهایت

---

معنی آب جبرانی در کولینگ تاور

میک آپ چیست؟ 

Cooling tower make up water 

آب جبرانی یا میک آپ کولینگ تاور به آبی گفته می شود که برای جبران آب تبخیر شده و سر ریز به داخل مخزن و بسین برج خنک کننده اضافه می شود. آب Make up در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و  PHداشته باشد.

میزان آب میک آپ(جبرانی) در برج خنک کن = میزان تبخیر + میزان تلاف ناشی از پرتاب قطرات + میزان آب سر ریز یا بلو دان

مفهوم آب سر ریز یا زیر کش شده در برج خنک کنندهCooling tower Range Blow Down)): آب سرریز یا زیرکشBlow down)) در برج خنک کننده به میزان آبی گفته می شود که به منظور حفظ شرایط آب (سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده ای معین از مخزن کولینگ تاور تخلیه می گردد.

---

تعریف چرخه تغلیظ در برج خنک کننده

Cycle Of Concentration / COC in Cooling tower

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول در آب درون برج خنک کن به ذرات محلول در آب ورودی یا همان آب میکاپ گفته می شود. همانگونه که بیان شد ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند و بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل نیز از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون، باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی رساند. 

میزان سیکل تغلیظ یا Cycle Of Concentration در برج خنک کن صنعتی بستگی به شرایط آب و کاربری Cooling tower دارد ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ برج خنک کن بین 3 الی 8 می باشد.

با توجه به این نکات مشخص می شود که برای انتخاب یک برج خنک کن باید حتما از یک مشاور متخصص در این حوزه استفاده کرد تا پس از خرید کولینگ تاور، از نظر کارایی و عملکرد متحمل خسارت نگردید.

---

تعیین ظرفیت کولینگ تاور

تناژ تبرید برج خنک کن چقدر است؟

در ابتدای این بحث باید مساله ای که متاسفانه در بازار تهویه و سرمایش به شدت رواج دارد را برای شما توضیح بدهیم. ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید، ارتباطی با ابعاد و اندازه آن ندارد و نباید در کاربرد صنعتی، تن تبرید برج خنک کننده را استعلام کنیم!

معنای این جمله این است که مثلا یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید، می تواند از یک برج خنک کن 200 تن بزرگتر باشد.

قیمت ها و استعلام هایی که در بازار Cooling tower بر حسب تن تبرید، انجام می شود با فرض این است که برج خنک کن مورد نظر برای چیلر جذبی و یا تراکمی استفاده می شود که اختلاف دمای ورودی و خروجی آن 5 درجه سانتیگراد و دماهای آن هم مشخص است. به همین علت در برج خنک کن صنعتی که اختلاف دمای آب ورودی با خروجی کولینگ تاور معمولا از 10 درجه شروع می شود و در مواردی به بالای 30 درجه سانتیگراد میرسد، نمی توانید با استفاده از تن تبرید، اندازه برج خنک کننده و مدل آن را مشخص کنید. در این شرایط خریدارانی که بدون طراحی و مشخص کردن دبی آب در گردش و دمای رنج و اپروچ، برج خنک کن می خرند، در خط تولید دچار مشکل خواهند شد و در فصل تابستان نمی توانند به دمای دلخواه خود برسند.

توضیح بیشتر این است که به عنوان مثال یک برج خنک کن 500 تن تبرید که به روش سنتی از بازار خریداری شده باشد، برای اختلاف دمای 5 الی 7 درجه سانتیگراد و در شرایط آب و هوایی تهران می تواند ظرفیت کامل خود را داشته باشد. یعنی اگر مثلا دمای آب ورودی 45 الی 50 درجه و دمای آب خروجی کولینگ، 30 درجه باشد، دیگر آن برج نمی تواند در ظرفیت کامل خود کار کند و ممکن است ظرفیت کاری سرمایشش به تناژ تبرید کمتر از 250 برسد.

این موارد لزوم نیاز به طراحی و ارائه اطلاعات دقیق در طراحی را مشخص می کند.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به مقدار حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از کولینگ واتر جذب می کند، ظرفیت سرمایش می گویند. ظرفیت نامی برج خنک کننده با ظرفیت واقعی و عملکردی آن تفاوت دارد.

واحد ظرفیت برج خنک کننده بر حسب کیلو وات یا تناژ تبرید است. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

---

آیا برج خنک کننده در جنوب(خوزستان، هرمزگان) و شمال(مازندران و گیلان) هم کار می کند؟

یک سوال بسیار متداول این است که در شهرهای ساحلی یا جاهایی که نزدیک دریا و اقیانوس است، با وجود اینکه رطوبت خیلی بالاست آیا باز هم Cooling tower کار می کند. در پاسخ این سوال باید بگوییم بله. برج خنک کننده در شهر هایی با رطوبت نسبی 95 درصد هم کار می کند. البته دمای کولینگ واتر خروجی، از شهرهای خشک معمولا بیشتر است.

برای مثال اگر در مرداد ماه با برج خنک کن در کرمان بتوانید به دمای 25 درجه سانتیگراد برسید، همان کولینگ تاور در شمال(مازندران، گیلان، گلستان) نهایتا می تواند آب را تا 28 الی 29 درجه سانتیگراد خنک کند که این مشکل به خاطر رطوبت نسبی بالا است.

دانلود و مشاهده فیلم آموزشی درباره برج خنک کننده - کولینگ تاور

خدمات ما در بخش انتخاب و طراحی برج خنک کننده صنعتی و مجتمع های تجاری و مسکونی به شرح زیر است می باشد:

• ارزیابی اطلاعات فنی (مشخصات چیلر یا دیتای دمای آب ورودی و خروجی برج در کارخانه ها)
• دریافت اطلاعات اقلیمی و شرایط آب در منطقه
• ارائه پیشنهاد مالی و زمانی خدمات مشاوره و عقد قرارداد
• طراحی اولیه برج خنک کن - کولینگ تاور
• تامین و فروش پکینگ و قطره گیر PVC و PP کولینگ تاور
• فروش پکینگ نت اسپلش ضد رسوب آلمانی
• مشاوره در حوزه خرید قطعات و تجهیزات برج خنک کننده

در مطالب بعدی در خصوص انواع برج خنک کن و مزایای و معایب هر یک از موارد توضیح داده خواهد شد.

---

مقاله های مرتبط

فن برج خنک کننده فایبرگلاس

طبقه بندی  کولینگ تاور از نظر نحوه ایجاد جریان هوا 

دسته بندی برج خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب و هوا

طبقه بندی و انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

تاریخچه برج خنک کننده

آشنایی با برج خنک کننده مدار بسته 

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید - Hybrid Cooling tower

برگزاری دوره آشنایی با برج خنک کننده و روش های کاهش مصرف آب

بازرسی، ممیزی انرِژی و بهینه کردن برج خنک کن

محاسبه مصرف آب در کولینگ تاور

نمونه برج خنک کن فایبرگلاس کانتر فلو مکعبی تولید شده 

---

طراحی و فروش کولینگ تاور (برج خنک کننده) صنعتی با استاندارد CE اروپا

تولید برج خنک کننده کانتر فلو فایبر گلاس با کیفیت مناسب

شبیه سازی سیالاتی و جریان هوا در کولینگ تاور(برج خنک کننده)

تامین قطعات برج خنک کن(پکینگ، فن، قطره گیر، لوور)

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

آدرس وبسایت شرکت آراکو 

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور