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.

انواع برج خنک کن، کولینگ تاور کراس-فلو و کانتر-فلو

انواع کولینگ تاور و طبقه بندی برج خنک کننده

به صورت کلی در برج خنک کننده، برخورد قطرات آب و هوا موجب تبخیر شده و دمای آب را کاهش می دهد. یکی از روشهای تقسیم بندی برج های خنک کننده، بر مبنای نحوه برخورد جریان هوا با آب است. دقت داشته باشید که شکل ظاهری برج، تا حدی به گروه های این نوع طبقه بندی وابسته خواهد بود.

1-برج خنک کننده جریان متقاطع یا کراس فلو

Cross Flow Cooling tower

در این نوع از برج های خنک کننده که عمدتا مقطع آنها به صورت ذوزنقه می باشد، جهت جریان عموما با جهت جریان ورودی به برج خنک کننده تلاقی دارد و در برخی موارد عمود می باشد. در تصویر ذیل نمای کلی از برج های خنک کننده جریان متقاطع و مقایسه آن با کولینگ تاور کانتر فلو مشاهده می گردد.

برج های خنک کننده جریان متقاطع یا Cross Flow دارای مزایا و معایبی هستند که به شرح ذیل می باشد.

مزایای برج خنک کننده کراس فلو

• نیاز به هد پایین تر پمپ به دلیل ارتفاع کمتر و کارکرد سیستم آبرسانی با فشار جو

• عرض کمتر نسبت به برج جریان متقطع

معایب وایراد کولینگ تاور جریان متقاطع

• ایجاد جریان گردابی هوای مرطوب بین ورودی برج و خروجی فن استک، به دلیل اختلاف کم ارتفاع و در نتیجه کاهش راندمان

• هدر رفتن بیشتر آب بخاطر عدم استفاده از قطره گیر در اکثر مدلها

• بازدهی پایین پکینگ برای آبهای سخت 

• کاهش تاثیر لوور ورودی به دلیل نزدیک بودن بیش از حد لوور به پکینگ

2- برج خنک کن جریان مخالف یا کانتر فلو

Counter Flow Cooling tower

در برجهای خنک کن جریان مخالف، جهت جریان آب که به کمک نازل ها پاشیده می شوند از بالا به پایین است در حالیکه هوای تازه از قسمت پایین برج به داخل کشیده می شود.

این نوع برجها از لحاظ فرم بدنه در حالت کلی به دو صورت برج های بطری شکل(گرد) و برج های مکعبی تقسیم می شوند. برج های گرد به دلیل فرم بدنه و همچنین عدم وجود قطره گیر مناسب و در عین حال سیستم پاشش آب با راندمان پایین، امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

مهمترین مزیت این نوع از برج های های خنک کننده(گرد) قیمت کمتر آنها نسبت به نوع مکعبی می باشد. در تصویر ذیل نمایی کلی از یک برج خنک کننده جریان مخالف به بدنه مکعبی نمایش داده شده است.

برج های خنک کننده جریان مخالف یا Counter Flow دارای مزایا و معایب ذیل می باشند.

برتری های برج خنک کننده جریان مخالف

• راندمان بالاتر نسبت به برج های جریان متقاطع به دلیل فاصله مناسب ورودی هوا و خروجی فن و عدم ایجاد جریان گردابی

• امکان استفاده کامل از قطره گیر و لوور و در نتیجه کاهش اتلاف آب

• امکان استفاده مناسب از پکینگ های اسپلش در شرایط خاص

• بهره گیری از نازل های تحت فشار و پوشش کامل پکینگ ها 

مشکلات کولینگ تاور کانترفلو

• نیاز به پمپ با هد بالاتر از برج جریان متقاطع

• عرض بیشتر فضای مورد نیاز جهت نصب، نسبت به برج های جریان متقاطع 

در تصویر زیر به صورت نحوه برخورد جریان هوا و آب در انواع برج خنک کن نشان داده شده است.

 

روش طبقه بندی کولینگ تاور - از نظر نحوه ایجاد جریان هوا

انواع برج خنک کن از نظر شکل ظاهری

دانلود کتاب فارسی آشنایی با برج خنک کننده و انواع کولینگ تاور

 

فروش برج خنک کننده صنعتی با استاندارد CE اروپا

تعمیرات و بهینه سازی برج خنک کن و کولینگ تاور صنعتی

مشاوره در زمینه کاهش مصرف انرژی و آب کولینگ تاور

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

آدرس سایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

انواع برج خنک کننده، دمشی یا مکشی

Types of cooling tower

طبقه بندی برج خنک کننده

برج خنک کن (برج خنک کننده)-Cooling tower، دارای طبقه بندی های متفاوتی می باشد. طبقه بندی کولینگ تاور بر اساس ظاهری، جنس بدنه، جهت برخورد جریان هوا با سیال و نحوه تماس سیال با محیط در برج خنک کننده است.

یکی از مهمترین نوع طبقه بندی، طبقه بندی برج خنک کن بر اساس نظر نحوه ایجاد جریان هوا (برج خنک کن دمشی یا مکشی) می باشد.

به صورت کلی در مبحث تهویه دو حالت برای ایجاد جریان هوا در محیط داریم که برای برج خنک کننده هم این دو حالت وجود دارد.

-مکش هوا - برج خنک کن مکنده (Induced Draft Cooling tower)

-دمش هوا - برج خنک کن دمنده (Forced Draft Cooling tower)

حالت اول: مکش جریان هوا در کولینگ تاور - برج خنک کن مکنده

Induced Draft Cooling tower

در حالت کلی در تهویه صنعتی (به استثنای سرمایش و گرمایش)، مکش هوا از داخل یک محیط، روشی مناسب و بسیار متداول است. در حالتی که جریان هوا از محیط کشیده می شود و فن در خروجی قرار دارد، به دلیل افت فشار ایجاد شده، هوای محیط تقریبا به صورت مناسب از محیط خارج می شود.

در برج خنک کننده مکشی(Induced draft cooling tower)، که تقریبا اکثر کولینگ تاور های موجود از این نوع هستند، فن در قسمت بالا قرار می گیرد و هوا را پس از برخورد با سیال (آب) به بیرون هدایت می کند.

مزیت برج خنک کن مکنده، مصرف انرژی کمتر و در عین حال هوا دهی بهتر به تمام نقاط برج می باشد. همچنین در کولینگ تاور های Induced draft بدلیل قرار گیری فن در بالای برج خنک کننده، امکان استفاده از قطره گیر و لوور برای جلوگیری از پاشش آب به بیرون و عدم ورود گرد و خاک به داخل کولینگ تاور وجود دارد در تصویر ذیل نمونه این نوع برج خنک کن که فن و موتور آن در بخش بالایی برج یا فن استک قرار دارد مشاهده می شود.

حالت دوم: دمش جریان هوا - برج خنک کن دمنده

Forced Draft Cooling tower

دمیدن هوا به داخل محیط، روش دومی است که در تهویه استفاده می شود. در این روش جریان هوای آزاد به داخل محیط دمیده شده، و از خروجی های تعبیه شده به بیرون می رود. نکته منفی در این روش، بالا بودن میزان مصرف انرژی به دلیل افت فشار زیاد و در عین حال پوشش کمتر محیط مورد نظر خواهد بود.

با این وجود در برخی موارد به خصوص در برج خنک کننده، استفاده از روش جریان دمشی لازم است. دلیل این مطلب وجود شرایطی است که سیال خروجی و آب خنک کاری دارد. به عنوان مثال در صنایع تولید فلز روی، به دلیل اسیدی بودن آب در کولینگ تاور، اگر از روش مکش هوا استفاده شود و جریان هوا همراه با بخار اسیدی، توسط فن به بیرون رانده شود، فن و تجهیزات محرک از قبیل موتور و گیربکس، در زمان کوتاهی دچار خوردگی شدید شده و عملا از کار می افتند.

به همین دلیل برج خنک کننده دمشی Forced Draft Cooling tower-در صنایعی که سیال خنک شونده اسیدی است کاربرد فراوانی دارد. به عنوان نمونه می توان برج خنک کننده صنایع احیاء و ذوب روی، سرب، خطوط تولید اسید و برخی صنایع غذایی را نام برد. کولینگ تاور های فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز و سانتریفیوژ و هم با فن های محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از فن سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می شود. کولینگ تاور فلزی در صنایع لبنیات بسیار مورد استفاده بود. شرکت آراکو آمادگی دارد برج خنک کننده فلزی دمشی برای شرکت ها و کارخانجات لبنیات به صورت سفارشی و از جنس استنلس استیل، گالوانیزه گرم یا آلومینیوم آنودایز شده تولید کند. 

عکس نمونه برج خنک کننده گالوانیزه فلزی جریان دمنده با فن سانتریفیوژ

شرکت های بزرگ صنعت Cooling tower دنیا مانند مارلی-Marley/شرکت SPX، و شرکت بالتیمور-Baltimore و اواپکو - Evapco هم کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. در ابعاد بزرگ و برج خنک کن صنعتی مونتاژ در محل - Field erected cooling tower به خاطر محدودیت در اندازه فن گریز از مرکز و سانتریفیوژ-Centrifugal fan ، از فن محوری - axial fan برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر  زیر نمونه هایی از برج های خنک کننده دمشی یا فورس درفت کولینگ تاور را میبینید. 

نمونه کولینگ تاور طرح اوتوتک برای کارخانه تولید روی

 

مطلب مربوط به طبقه بندی برج خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب و هوا 

مطلب طبقه بندی و انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

توضیحات در مورد کولینگ تاور فایبر گلاس بدون پکینگ - Forced Draft cooling tower

دانلود جزوه (پرزنتیشن، مقاله) فارسی آشنایی با برج خنک کننده و انواع کولینگ تاور  

 

طراحی و ساخت تخصصی برج خنک کن کارخانه های تولید روی

طراحی و تامین برج های خنک کننده با استاندارد CE اروپا

طراحی و ساخت برج خنک کن بدون پکینگ

فروش پکینگ آلمانی ضد گرفتگی PP برج خنک کن

ساخت برج های خنک کن استوانه ای 

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

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

باکتری لژیونلا در برج خنک کن(کولینگ تاور)

Cooling tower legionella

Cooling tower legionnaires

رشد باکتری در برج خنک کننده

باکتری لژیونلا Legionella یا (لژیون ایرز) نوعی میکرو باکتری است که می‌تواند در افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند یا به بیماری نقص ایمنی مبتلا هستند، افراد مسن، سیگاری‌ها و افرادی که از بیماری‌ های ناتوان ‌کننده یا بیماری ‌های شدید ریوی رنج می‌برند، کشنده باشد.

نموفیلا یا همان باکتری مولد بیماری لژیونلا به مقدار اندک و به‌ طور طبیعی در منابع آبی نظیر برکه‌ ها، رودخانه ‌ها و مخازن آب یافت می گردد. این باکتری معمولا در کولرهای آبی، برج‌ خنک‌ کننده، سیستم‌ تهویه هوا و کندانسورهای تبخیری نیز وجود دارد.

 

درصورت ایجاد شرایط زیست‌ محیطی مناسب مانند کولینگ تاور، باکتری لژیونلا تکثیر شده و ممکن است به سطحی خطرناک برسد. این افزایش باکتری لژیونلا می‌تواند منجر به اپیدمی و خطر ابتلای افراد مستعد به این بیماری شود.

تاریخچه لژیونلا

نخستین مورد بیماری لژیون ‌ایرز در سال 1976 در فیلادلفیا و هنگام شیوع مرموز آنفلوانزا در میان 221 عضو حاضر در لژیون آمریکا شناسایی شد که 34 نفر از آنها جان خود را از دست دادند.

اخیرا محققان کشف کرده‌اند که مردان، به‌ ویژه مردان میانسال یا مسن، بیشتر از زنان مستعد ابتلا به بیماری لژیون ایرز - لژیونلا هستند و افراد سیگاری یا افراد که از مشکلات ریوی رنج می‌برند، بیشتر با خطر ابتلا به این بیماری مواجه هستند.

علائم لژیونلا

معمولا باکتری لژیونلا از طریق استنشاق و هنگامی که در قطرات ریز آب موجود در هوا معلق است، وارد ریه انسان می‌شود. به‌ طور طبیعی دوره کمون یا نهفتگی این بیماری 2 هفته است و ابتدا با علائم شبه‌ آنفلوانزا شامل تب، لرز و سرفه‌های خشک ظاهر می‌شود. در موارد بسیار حاد می‌تواند مشکلات معدی - روده‌ای، از‌ کار‌ افتادگی سیستم عصبی، اسهال و در نهایت حمله بیماری پنومونی ایجاد کند. شیوع این بیماری، مستلزم وجود نوعی سیستم توزیع ‌کننده که بتواند بخار آب تولید کند،(چشمه‌های آب، برج‌های خنک‌ کننده، کولرهای آبی یا استخرهای شنا) است.

رشد و تکثیر باکتری لژیونلا پنوموفیلا

در برج های خنک کننده و محیط های صنعتی، این باکتری داخل حوضچه برج خنک کننده رشد می کند. باید توجه داشت که بهترین دما برای رشد و زندگی این باکتری 20-50 درجه سانتیگراد است و در دماهای بالای 50 درجه سانتیگراد، باکتری لژیونلا به تدریج از بین میرود.

به همین دلیل در برج خنک کننده مسکونی، نیروگاهها، پتروشیمی ها، صنایع فولاد و بسیاری از صنایع دیگر، تلاش می گردد به کمک تکنیک هایی از پاشش آب کولینگ تاور به محوطه جلوگیری کنند که علاوه بر تاثیر بر وضعیت جسمی پرسنل، به شدت بر روی کاهش مصرف آب برج خنک کننده نیز تاثیر دارد.

در عین حال، کاهش پرتاب قطرات آب برج خنک کن و نیز کنترل شرایط آب در کولینگ تاور، تاثیر بسیار مهمی در حفظ سلامت کارکنان و افرادی که در نزدیکی آن کار می کنند، ایفا خواهد کرد.

این مساله برای برج های خنک کننده مسکونی که در فضای عمومی قرار دارند اهمیت ویژه ای دارد و باید تا جای ممکن افراد سالمند و کودکان به برج خنک کننده نزدیک نشوند. به عنوان مثال اخیرا در یکی از شعب دیزنی لند، به دلیل شیوع لژیونلا، برج های خنک کن موجود در محوطه برداشته شد تا موجب گسترش بیماری نگردد.

تست باکتری کولینگ تاور

به منظور تست و بررسی آب برج خنک کن جهت شناسایی وجود جلبک، بیو فیلم و باکتری لژیونلا در مرحله اول می توان پکینگ و فیلینگ برج خنک کننده را بررسی نمود. در این مرحله با مشاهده وضعیت پکینگ ها می توان دریافت که آیا بایو فیلم در روی پکینگ یا دیواره کولینگ تاور تشکیل شده است یا خیر.

در ادامه با نمونه برداری از آب داخل مخزن یا بسین کولینگ تاور و ارسال آن به آزمایشگاه، می توان به وجود باکتری، ویروس و میکروب در داخل آب برج خنک کن پی برد.

با توجه به توضیحات ارائه شده، استفاده از برج های خنک کننده مکعبی که دارای قطره گیر و لوور لانه زنبوری می باشند می تواند به کاهش گسترش این بیماری کمک شایانی نماید و تا جای ممکن باید از کولینگ تاور های گرد و بطری شکل به دلیل مشکلات فراوان و پاشش آب قابل توجه که موجب شیوع لژیونلا می شود، اجتناب نمود.

درمان لژیونلا

پس از مبتلا شدن به legionella pneumonia، عوارضی که گفتیم شامل تب، لرز و سرفه‌های خشک ظاهر می‌شود. توجه داشته باشید که ممکن است ریه نیز در حین بیماری درگیر شود که این مشکل با اسکن ریه قابل مشاهده است.

اگر علائم لژیونلا را در خود یا اطرافیانتان مشاهده کردید، از درمان سرخود پرهیز کنید و هر آنتی بیوتیکی را نخورید. بلکه در اسرع وقت با مراجعه به پزشک نسبت به شروع مراحل درمان اقدام کنید. اگر بیماری در شرایط پیشرفته باشد، ممکن است بستری شدن در بیمارستان هم جزو روند درمان لژیونلا در نظر گرفته شود.

توضیحات تکمیلی در خصوص مشکلات و ایرادهای برج خنک کن بطری شکل فایبر گلاس 

دانلود فیلم آموزشی در خصوص باکتری لژیونلا و تاثیرات آن در برج خنک کننده

دانلود فیلم آموزشی در خصوص چگونه ایجاد و تکثیر باکتری لژیونلا و نحوه مقابله با آن

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

 

تعمیرات، و بهینه سازی برج های خنک کن صنعتی و مسکونی

برگزاری دوره آموزشی آشنایی با برج خنک کننده و تعمیرات آن

فروش و تامین پکینگ فیلم و پکینگ ضد رسوب برج خنک کن

طراحی و فروش برج خنک کن صنعتی، مسکونی و تجاری

کاهش مصرف آب برج خنک کننده

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

برج خنک کن(Cooling tower)

برج خنک کننده چیست (کولینگ تاور چگونه کار می کند)؟

طرز کار و عملکرد Cooling tower

آب خنک کاری یا کولینگ واتر پس از چرخش در داخل دستگاه ها و ماشین آلات مختلف، انرژی حرارتی را از آنها می گیرد و دمایش زیاد می شود. برای خنک کردن کولینگ واتر معمولا از برج خنک کن استفاده می کنیم. به همین دلیل است که اگر برج خنک کننده بی کیفیت بوده و یا راندمان عملکرد پایینی داشته باشد، امکان دارد کل خط تولید یک کارخانه متوقف شود. با این توضیح می توانیم بگوییم:

برج خنک کننده مانند قلب مدار خنک کاری یک کارخانه است.

عداد زیادی از مدیران فنی و مالکین کارخانه ها، تصور می کنند خریدن یک 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 های ارزان معمولا باعث دردسر همیشگی پرسنل تعمیرات و نگهداری است و مقدار تولید مجموعه را هم کم می کند که این مساله در بازار رقابتی این روزها، مثل دور ریختن بخش زیادی از حاشیه سود تولید خواهد بود.

بخاطر طولانی بودن این مطلب 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 تیتر، 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 یا برج خنک کننده (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 ندارند. مناسب ترین نوع برج پکیچ، کولینگ تاور مکعب شکل کانترفلو یا جریان مخالف مکعبی است. البته در زمان خرید باید حتما به کیفیت محصول و داشتن استاندارد از طرف تولید کننده توجه کرد. 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 خطرناکی است.

دسته بندی انواع برج خنک کن

روش کارکردن برج خنک کننده

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، بهتر است 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 توضیح میدهیم.

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 است، 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 است.

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 بستگی دارد 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 خواهد شد. اگر دمای محیط ثابت باشد، با بالا رفتن رطوبت نسبی، دمای مرطوب نیز بیشتر می شود. به عنوان مثال ممکن است دمای شهر کرمان با بندر عباس در برخی از مواقع سال یکسان باشد، اما به خاطر بالا بودن رطوبت نسبی، دمای مرطوب بندر عباس همیشه بالاتر است. به همین دلیل در شهر های جنوبی و شمالی ایران که رطوبت نسبی هوا بالا است از کولر آبی برای سرمایش استفاده نمی شود.

Dry bulb temperature

دمای خشک

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.

تعریف دمای حباب مرطوب یا 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.

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 نیست. 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:

دریافت اطلاعات فنی (شامل مشخصات چیلر یا مشخصات 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 برج خنک کن - کولینگ تاور - از نظر نحوه ایجاد جریان هوا 

مطلب مربوط به طبقه بندی برج خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب و هوا

مطلب مربوط به طبقه بندی و انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

مطلب مربوط به تاریخچه برج خنک کننده - کولینگ تاور

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