کولینگ تاور هیبرید دستگاهی صنعتی است که با استفاده از دو مدار هوا خنک و تبخیری(بصورت سری)، آب را سرد می کند. در برج هیبرید استفاده از کویل مجزای هوا خنک در ماههای خنک سال، باعث صرفه جویی در مصرف آب خواهد شد. 

این تعریف خلاصه و کوتاهی از Hybrid cooling tower بود، در ادامه مقاله به توضیح بیشتر در مورد این دستگاه می پردازیم.

کولینگ تاور هیبرید چطور کار می کند؟

احتمالا قبل از خواند این مقاله چند مورد از سوالهای زیر در ذهن شما بوجود آمده باشد.

-چگونه می توانیم مصرف آب برج خنک کن را کم کنیم؟

-راه صرفه جویی آب در کولینگ تاور چیست؟

-برای مناطق خشک سیستم سرمایشی مناسب است؟

-آیا می توان از بخار آب خروجی از Cooling tower مجددا استفاده کرد؟

-میزان کاهش مصرف آب در برج خنک کننده هیبریدی چقدر است؟

-قیمت کولینگ هیبریدی چقدر است؟

پاسخ این سوالها همگی با درک صحیح مفهوم برج خنک کننده هیبرید در ارتباط است. به همین دلیل، در این مطلب سعی کردیم توضیحات فنی و اقتصادی مناسب در مورد برج های خنک کن کم مصرف هیبریدی و سیستم های هوا خنک خدمت شما عزیزان ارائه کنیم.

هیبرید به چه معنی است؟

بهتر است اول از همه با مفهوم واژه هیبرید(Hybrid) بیشتر آشنا شویم. هیبرید در لغت به معنی ترکیب دو یا چند روش و یا رویکرد متفاوت است. این ترکیب با هدف بهبود راندمان و عملکرد کلی مجموعه و بهره بردن از مزیتهای هر روش انجام می شود. به عنوان مثال خودرو یا ماشین هیبریدی با ترکیبی از موتور احتراق داخلی و باتری کار می کند. با ترکیب این دو روش، یک وسیله نقلیه هیبرید می تواند مسافت بیشتری نسبت به انواع بنزینی یا برقی طی کند. در عین حال آلایندگی بسیار کمتری نیز دارد.

برج خنک کن هیبرید با ترکیب دو روش انتقال حرارت و دو کویل هوا خنک و آب خنک، مقدار متوسط تبخیر آب را کم می کند.

مدل سه بعدی کولینگ تاور هیبریدی فلزی (سیستم هیبرید مدار بسته)

در حالت کلی برج های خنک کننده از لحاظ نحوه سرمایش آب، به سه گروه تقسیم می شوند: 

- کولینگ تاور خشک

- برج تر یا خیس

- کولینگ هیبرید

توضیحات بیشتر در ادامه مطلب

کولینگ تاور مدار بسته بهترین گزینه برای خط تولید و دستگاههای وارداتی و گران قیمتی است که رسوب و گرفتگی تاثیر زیادی در راندمانشان دارد. کوره القایی، چیلر خارجی و کمپرسور هوا از جمله این سیستم ها هستند.

کولینگ تاور سیکل بسته(کویل دار) به چه معنی است؟

برج های خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب با محیط به سه گروه 1-مدار باز، 2-برج خنک کننده سیکل بسته و 3-کولینگ هیبرید تقسیم می شوند.

در کولینگ تاور مدار باز، درصدی از آب مدار اصلی در اثر پاشش بر روی پکینگ و برخورد با هوای در گردش تبخیر می شود. این تبخیر دمای سیال(آب) را کاهش می دهد. توجه داشته باشید که استفاده از برج باز به شدت به شرایط کاری و وضعیت آب بستگی دارد. به دلیل ابعاد کوچکتر و هزینه کمتر تولید برج خنک کننده مدار باز، استفاده از آن بسیار رایج است. در تصویر زیر نحوه عملکرد کولینگ تاور مدار باز(برج تر) را مشاهده می کنید.

تصویر شماتیک عملکرد برج خنک کننده مدار باز(تصویر از سایت شرکت اواپکو استخراج شده است)

اگرچه سیستم مدار باز بخاطر قیمت مناسب و ابعاد نسبتا کوچکتر کابرد بیشتری در پروژه های صنعتی دارد اما در بسیاری از موارد به دلیل الزام تماس نداشتن کولینگ واتر با هوا و یا محیط و مشکلات رسوب، استفاده از برج خنک کننده مدار باز توصیه نمی شود. 

ویژگی اصلی کولینگ تاور کویل دار(سیکل بسته)

مهمترین شاخصه سیستم برج بسته، ارتباط نداشتن مدار اصلی آب با محیط و رفع مشکل رسوب است. در این نوع کولینگ، از ترکیب آب مقطر و اتیلن گلایکول برای جلوگیری از یخزدگی و خورندگی در کویل استفاده می کنیم. این ترکیب، تا مدتها در داخل سیستم مانده و نیازی به تعویض نخواهد داشت. در کولینگ سیکل بسته برخلاف مدار باز دو مسیر آب داریم.

در کولینگ تاور مدار بسته، سیال اصلی داخل کویل جریان دارد و آب مدار ثانویه، به وسیله نازل بر روی لوله های مسی یا گالوانیزه کویل پاشیده می شود. پس از پاشش و تبخیر، دمای کویل و در نتیجه آب مدار اصلی کاهش پیدا می کند. به این ترتیب در کولینگ سیکل بسته، مایع خنک کاری سیکل اصلی با محیط بیرون در تماس نخواهد بود و رسوب بوجود نمی آید.

این روش برای محیط هایی که سختی آب در آنها بسیار بالا بوده یا آب شرایطی ویژه دارد، قابل استفاده است. در این حالت بر خلاف برج خنک کننده مدار باز، نیاز به تامین آب میک آپ برای سیال داخل لوله ها نیست. نکته مهم در خصوص این روش، تبلیغات اغراق آمیزی است که در خصوص کاهش مصرف آب برج های خنک کننده مدار بسته عنوان می شود.

نحوه عملکرد برج خنک کن مدار بسته با کویل(عکس از سایت شرکت اواپکو استخراج شده است)

مصرف آب برج خنک کننده سیکل بسته

مساله اصلی در مورد تبلیغات گمراه کننده بعضی شرکتها این است که در شرایط یکسان و در فصل تابستان، برج خنک کننده مدار بسته و هیبرید، مصرف آب تقریبا برابری با برج مدار باز دارند. برای درک بهتر این موضوع کافی است به این مساله توجه کنیم که در حالت مدار بسته علاوه بر کاهش دمای آب داخل کویل، دمای آب پاشیده شده روی لوله نیز کاهش می یابد. علاوه بر این خود لوله های کویل نیز مقاومت حرارتی دارند. 

پس کولینگ تاور سیکل بسته، در اوج گرمای تابستان، کاهش مصرف آب قابل توجهی نسبت به برج مدار باز ندارد.

اما می توان گفت مزیت برج خنک کننده مدار بسته یا مدل هیبریدی، کاهش مصرف آب متوسط سالیانه است. در این حالت و با استفاده از سیستم کنترل، در فصول خنک و سرد(مثل پاییز و زمستان) می توانیم دور فن و جریان آب را کم یا قطع کنیم. سپس با عبور هوا از بین کویل ها، بخشی از عملیات خنک کاری انجام پذیرد.

صرفه جویی تبخیر آب در برج مدار بسته با سیستم کنترل هوشمند، نهایتا 20 الی 25 درصد متوسط مصرف آب سالیانه خواهد بود.

مساله دیگری که متاسفانه بعضی از شرکتها به غلط عنوان می کنند معادل دانستن کولینگ سیکل بسته با هیبرید می باشد. برای رفع این ابهام کافی است به یاد داشته باشید برج خنک کننده هیبرید دو نوع کویل متفاوت دارد. یکی با هوا خنک شده و دیگری با آب مدار ثانویه سرد می شود. در حالیکه سیستم مدار بسته فقط یک کویل دارد.

به یاد داشته باشدی که مهمترین مزیت استفاده از سیکل بسته عدم ایجاد رسوب و گرفتگی در کویل و دستگاههای شما می باشد و کاهش مصرف آب، مزیت فرعی قلمداد می شود. به بیان دیگر Closed circuit cooling tower در مواردی که دستگاه یا تجهیز شما بسیار حساس باشد کاربرد دارد. برخی از مصارف کولینگ تاور مدار بسته، در حالتهای زیر است:

• برج خنک کننده مدار بسته برای کوره القایی(خنک کردن مدار و تابلو برق)

• برج خنک کن مدار بسته برای دستگاه جوش(گان جوش دستی و اتوماتیک)

• کولینگ تاور مدار بسته برای صنایع داروسازی

• برج خنک کننده مدار بسته برای چیلر تراکمی خارجی

• برج مدار بسته برای کمپرسور هوا

• استفاده از کولینگ تاور سیکل بسته برای مبدل حرارتی

• چیلر جذبی خارجی

بدین ترتیب در موارد فوق، رسوب در مدار خنک کاری ایجاد نمی شود و راندمان انتقال حرارت ثابت خواهد ماند. لازم به ذکر است که در سیکل ثانویه برج خنک کن مدار بسته، امکان ایجاد رسوب بر روی کویل ها وجود دارد. این مساله را می توانید با استفاده از دستگاه رسوب زدا و سختی گیر کولینگ تاور بر طرف کنید.

در تصویر زیر مقایسه ای کلی بین ابعاد و قیمت حدودی برج خنک کن مدار باز، کولینگ تاور سیکل بسته و برج هیبریدی را ملاحظه می کنید.

مقایسه اندازه و قیمت کولینگ تاور بسته، باز و برج هیبرید

فرق کولینگ تاور هیبرید با مدار بسته

یکی از انواع دیگر کولینگ تاور که شباهت به برج مدار بسته با کویل دارد، برج خنک کننده هیبرید است. در سیستم هیبرید یا کولینگ آدیاباتیک، معمولا دمای سیال در دو مرحله و توسط دو سیکل هوا خنک و سیکل تبخیر کاهش می یابد. بزرگترین مزیت برج خنک کن هیبرید دوگانه، کاهش مصرف آب آن است. البته در بسیاری از موارد کاهش تبخیر آب نسبت به قیمت بسیار بالای آن از توجیه اقتصادی برخوردار نمی باشد. باید توجه داشت که برج خنک کن مدار بسته، تا حد زیادی مشابه سیستم هیبرید بوده ولی قیمت آن بسیار منطقی تر است.

در تصویر زیر شمایی کلی از سیستم برج خنک کن هیبرید (Hybrid Cooling Tower) را می بینید.

شماتیک عملکرد برج خنک کننده هیبریدی کم مصرف

آشنایی با عملکرد و انواع کویل در سیستم مدار بسته

به دلیل وجود کویل در برج های خنک کن مدار بسته، سازه این نوع کولینگ تاور باید از استحکام بیشتری برخوردار باشد. کویل برج خنک کننده مدار بسته از نظر جنس به دو گروه اصلی تقسیم می شود که به ارائه توضیحاتی در خصوص هرکدام و بررسی مزایا و معایب آنها می پردازیم.

توضیحات بیشتر در ادامه مطلب

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

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.

صرفه جویی آب تبخیر شده در برج خنک کننده(Cooling tower water saving)

کشور ما ایران، به عنوان یکی از اقلیم های نسبتا خشک در جهان شناخته می شود. 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 و فرسودگی می تواند موجب اتلاف فراوان آب و برق گردد، برج خنک کننده(Cooling Tower)است. کولینگ تاور پالایشگاه، نیروگاه، پتروشیمی و صنایع فولاد به دلیل حجم بالای آب خنک شونده، ابعاد بسیار بزرگی دارد. عموما این دستگاهها به صورت برج خنک کن بتنی و فایبر گلاس مونتاژ در محل(Field Erected Cooling tower) بهره برداری می شوند.

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 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) کولینگ

• ارائه راهکارهای کاهش مصرف آب در برج خنک کن

ما توضیه می کنیم این مراحل، توسط تیم متخصص و با تجربه در حوزه برج خنک کن صورت گیرد. البته روشهایی برای حساب کردن تقریبی مقدار مصرف آب کولینگ تاور وجود دارد.

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، استفاده از آب تصفیه شده صنعتی برای برج خنک کننده است. 

سیستم هوشمند کنترل دور فن برای کاهش مصرف آب

سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده از جمله مواردی است که به صرفه جویی در مصرف آب و کاهش مصرف برق کولینگ کمک زیادی می کند. علاوه بر این پکیج کنترل هوشمند دور فن کولینگ برج خنک کن، می تواند به افزایش عمر تجهیزاتی از قبیل فن و موتور بیانجامد. مجموعه تنظیم دور فن و دبی پمپ، از تعدادی سنسور دما و یک درایو یا اینورتور به همراه برنامه مربوط، تشکیل شده است.  

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

سیکل تغلیظ ترجه عبارت انگلیسی(Cycle of Concentratin-COC) است. بعضی از همکاران و تولیدکنندگان برج خنک کننده، در مورد سیکل تغلیظ می گویند که با افزایش عدد آن، مصرف آب برج به مقدار قابل توجهی کم خواهد شد. برای روشن شدن صحت این ادعا، 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. بنابر این راندمان خنک کاری کم می شود که صدمه زیادی به خط تولید می زند. برای همین حتی 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 فاز مایع تبدیل کرد. بلکه تنها می توان با سرد کردن مجدد بخار، آن را به حالت آب برگردانیم. 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. بنابراین 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 می کردیم.

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)یا حتی قطره گیر، استدلال مناسبی داشته باشیم.

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

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید

ما 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 هستیم. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

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 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. استفاده از مولوکولار سیو و یا چیلر برای اینکار منطقی و توجیه پذیر نیست. همچنین بدلیل صنعتی و اقتصادی نبودن در دنیا رفرنسی ندارد. بهترین و اصولی ترین روش کاهش مصرف آب Cooling tower، استفاده از سیستم کنترل هوشمند و برج خنک کن هیبریدی است.

---

-بیشترین مقدار کاهش مصرف آب مربوط به کدام نوع کولینگ تاور است؟

بیشترین صرفه جویی 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 بطری شکل(گرد) باعث بیشتر شدن هدر رفت 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.

فن برج خنک کن با ایجاد جریان هوا در داخل برج، مقدار تبخیر آب روی پکینگ را افزایش می دهد. نیروی لازم برای چرخش فن کولینگ تاور توسط الکتروموتور به پره ها منتقل می گردد. پا چرخش فن، هوای تازه از لوورهای ورودی به داخل کشیده و از فن استک خارج می شود.

آشنایی با پروانه برج خنک کننده

در این مقاله می خواهیم توضیحاتی را در مورد انواع فن برج خنک کن و طبقه بندی پروانه محوری(اکسیال) در صنعت تهویه ارائه دهیم. پیش از ادامه مطلب، توجه شما را به این نکته جلب می کنیم که از بین 3 پروه مختلف فن، امکان مهندسی معکوس و ساخت بلید فایبرگلاس پروفیل ایرفویل در تیراژ بیش از 6 عدد وجود دارد. البته فرآیند مهندسی معکوس و کپی کردن فن از روی نمونه موجود، برای یک عدد پره نیز می تواند انجام شود اما از نظر اقتصادی توجیه نخواهد داشت. 

قالب سازی و مهندسی معکوس از نمونه پره و بلید فایبرگلاس

برای نمونه سازی و قالب گیری فن فایبرگلاس پروفیل ایرفویل، ابتدا به کمک یک نمونه پره موجود، قالب دو تکه پروانه تولید می شود و پس از آن عملیات ساخت پره ها آغاز می گردد. در این روش هرچه تعداد فن مورد نیاز بیشتر باشد، هزینه قالب تقسیم بر تعداد ملخ ها شده و به نسبت قیمت کل، عدد کوچکتری خواهد بود. در تصویر ذیل نمونه قالب دو تکه فایبر-گلاس فن که از روی نمونه بلید ارائه شده از طرف مشتری ساختیم را می بینید. همچنین در ادامه پره فایبرگلاس کامپوزیتی که توسط این قالب تولید نمودیم، را مشاهده می کنید.

ما در شرکت آراکو با سابقه ای طولانی در حوزه برج خنک کننده، ایرکولر و قطعات آن، آمادگی داریم قالب و فن(پروانه) ایرفویل فایبرگلاس را از روی نمونه موجود شما مهندسی معکوس و تولید کنیم. این قابلیت شامل تمام پره های ایرکولر و کولینگ تاور با قطر 2 الی 10 متر می شود.

روش بالانس فن فایبرگلاس(کامپوزیت)

پس از ساخت پره فایبرگلاس کامپوزیت(FRP)، باید مجموعه فن را بالانس کرد. به صورت کلی برای ایر-کولر و کولینگ تاور و پره های کامپوزیتی، از روش بالانس استاتیک استفاده می شود. در این روش با اضافه کردن وزن به بلیدهای مورد نظر، بالانس استاتیک انجام خواهد شد. در صورتی که در برج خنک کننده و یا ایرکولر دارای این مشکلات باشید، احتمالا مجموعه پروانه ها نیاز به بالانس و یا ترمیم دارند.

1- لرزش فراوان فن در شرایطی که بدنه لرزش شدیدی ندارد

2- صدای شدید زوزه مانند در فن استک 

3- بالا بودن آمپر موتور نسبت به حالت عادی

تفاوت بالانس استاتیک و دینامیک پروانه کامپوزیت فن برج خنک کن و ایرکولر

در قطعات دوار دو روش برای بالانس وجود دارد. روش اول بالانس استاتیک است. در بالانس کردن استاتیک، مجموعه پروانه با ترتیب مشخص بر روی یک استند قرار می گیرد. این فیکسچر داراب یک بلبرینگ روان مس باشد. به همین خاطر کوچکترین تفاوت در وزن و مرکز ثقل بلیدها، باعث چرخش فن می شود. برای تراز کردن سیستم، به پره هایی که وزن کمتری دارند، با استفاده از رزین یا سرب، وزن اضافه می شود. این کار تا زمانی انجام می شود که مجموعه پروانه ها، حرکتی بر روی استند بالانس نداشته باشند.

روش بالانس دینامیک برای قطعات و مجموعه های دواری است که سرعت چرخش بالای 1500 دور در دقیقه دارند. معمولا بالانس دینامیک برای بلیدهای توربین یا کمپرسورهای خاص انجام میشود. در روش بالانس دینامیک، دستگاه مخصوصی کل مجموعه مورد نظر را با سرعت مشخص می چرخاند و ممان اینرسی بدست می آید. بر همین اساس دستگاه به شما خواهد گفت که چه وزنی در چه محلی باید قرار بگیرید تا ست فن بالانس شود.

از آنجا که پره کولینگ تاور با قطر بالای 1 متر، سرعت چرخشی کمتر از 750 دور دارند، نیازمند بالانس دینامیک نیستند با روش بالانس کردن استاتیک به شرایط بهینه خواهند رسید.

علاوه بر این پیدا کردن دستگاهی که بتواند پروانه با قطر 1.5 الی 4 متر را بصورت دینامیک بالانس نماید بسیار سخت و گران خواهد بود.

مقدار هوادهی و فشار پروانه فایبرگلاس تیغه ای 

دبی هوا و فشار تولید شده توسط پروانه اکسیال برای ایرکولر و کولینگ تاور، به قطر فن، سرعت چرخش و تعداد پره ها بستگی دارد. در حالت معمولی فشار قابل تامین به وسیله پره ایرفویل فایبرگلاس حدود pa 150 است. البته با فن 6 پره و 8 پره و بالابردن سرعت چرخش می توانیم به مقدار 180 پاسکال فشار هم برسیم. 

قطر پروانه با مقدار هوادهی بر حسب cfm یا متر مکعب در ثانیه نسبت مستقیمی دارد. برای مثال فن با قطر 2 متر، می تواند به دبی هوا تا حدود 30 متر مکعب در ثانیه(معادل 63 هزار cfm) برسد. فن با قطر 6 متر هم تا حدود 250 متر مکعب در ساعت هوا را جابجا کند.

ما معمولا عدد دقیق سرعت هوا، دبی و فشار بلیدها را با استفاده از نرم افزار محاسبه می کنیم.

فرمول محاسبه توان فن و پروانه

برای اینکه توان مصرفی فن اکسیال و محوری را محاسبه کنیم می توانیم از فرمول زیر بهره بگیریم:

P = dp*q/μ

که در این فرمول 

P توان مصرفی واقعی فن بر حسب وات

dp فشار ایجاد شده توسط فن با واحد پاسکال

q مقدار هوادهی پروانه بر حسب متر مکعب در ثانیه

و μ راندمان فن است که یک عدد بدون بعد و مقدارش بین 0 تا 1 خواهد بود.

همانطور که از فرمول بالا مشخص است، هرچقدر دبی و فشار ایجاد شده توسط فن محوری بیشتر باشد، توان مصرفی افزایش می یابد. علاوه بر این اگر چون عدد راندمان در مخرج کسر قرار گرفته، با کم شدن راندمان پروانه، انرژی بیشتری برای ایجاد هوادهی مورد نظر لازم است.

بر اساس فرمول توان فن، اگر راندمان پروانه اکسیال صنعتی برای مثال از 0.85 به 0.7 کاهش بیاید، مقدار انرژی مصرفی در حدود 20 درصد بیشتر می شود.

به همین خاطر است که استفاده از پره های ایرفویل با راندمان بالا، می تواند به کم شدن مصرف برق کمک کند. در عین حال، با توان یکسان الکتروموتور، فن با راندمان بالاتر، هوادهی بیشتری خواهد داشت و عملکرد ایرکولر و کولینگ تاور را تقویت می کند.

جلوگیری از سایش، خوردگی و پوسیده شدن لبه حمله فن

اگر محیطی که برج خنک کننده و ایرکولر در آن قرار گرفته اند گرد و خاک زیادی داشته یا شرایط محیط اسیدی یا قلیایی باشد، لبه پره های و بلید های آلومینیومی و کامپوزیتی پس از مدتی خورده می شوند. در چنین مواردی و نیز زمانی که ذرات معلق محیط زیاد باشد، ابتدا لبه های بیرونی فن و بلید که سرعت خطی بالاتری دارند آسیب خواهند دید. برای خوردگی های اینچنینی، امکان ترمیم و بازسازی پره فایبر کم است و بهتر است از روی نمونه های موجود، تعدادی بلید جدید ساخت.

عکسی از لبه پره و بلید آسیب دیده و خورده شده

تصویر صدمه شدید و از بین رفتن لبه حمله بلید کامپوزیت در نوک پره بدلیل سرعت خطی بسیار بالا و وجود ذرات معلق

ما برای جلوگیری از این مشکل که ممکن است به شکسته شدن پره و بلید نیز بیانجامد، در لبه پره های فایبرگلاس از رزین ضد سایش استفاده می کنیم. به این صورت عمر مفید کارکرد مجموعه فن افزایش یافته و راندمان هوادهی نیز بهتر خواهد بود. 

تصویر پره و بلید فایبر گلاس که لبه آنها با استفاده از رزین ضد سایش مرغوب محافظت شده است.

انواع پروانه کولینگ تاور

همانگونه که توضیح داده شد، تولید، نمونه سازی، ساخت قالب، بالانس و مقاوم سازی فن و پره کامپوزیت تخصص ویژه ای است که با بهره گیری از آن میتوان از عمر مفید بالا، صدای و نویز کم فن، و کاهش مصرف انرژی اطمینان حاصل کرد. شرکت آراکو آمادگی دارد انواع فن های فایبرگلاس پروفیل ایرفویل را با استفاده از تکنولوژی قالب 2 تکه و مطابق با نمونه پره کامپوزیت ارسال شده از سوی کارفرمایان گرامی تولید کند. فن های مورد استفاده در برج خنک کننده، از لحاظ فرم هندسی و نحوه تولید به صورت کلی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند.

فن ضربی و پره تزریقی برج خنک کننده(پروانه پلی آمید)  

این مدل پره با قطر بین 0.5 تا 1.2 متر در حالت کلی از ورقه فولادی و یا به صورت تزریق پلاستیک ساخته می شوند. این نوع فن کولینگ تاور در صورتیکه از تولید کنندگان معتبر خریداری شود، از لحاظ قیمت و کیفیت در رنج مناسبی قرار دارد. باید در نظر داشت با توجه به جنس فن و روش تولید، این نوع فن در قطر بیش از 1 متر دچار لرزش خواهد شد و به همین دلیل دارای محدودیت ابعاد است. پره های جت فن  نیز در حالت کلی جزء این دسته قرار میگیرند. 

فن پروفیل ایرفویل تیغه ای(مقطع ثابت برای کولینگ تاور و ایرکولر)

همانگونه که از نامشان پیداست این فن ها دارای پروفیل ایرفویل بوده و در طول بلید، فرم پروفیل و ابعاد هندسی آن ثابت است(به جز بخش انتهایی که در آن قسمتی از یال، بریده شده است). جنس این نوع فن برج خنک کن عمدتا از پروفیل آلومینیوم یا پروفیل اف آر پی است که با روش اکسترود و پولترود و بصورت تیغه ای تولید می شود. دلیل استفاده از آلمینیوم و کامپوزیت در پره فن برج خنک کن، استحکام مناسب نسبت به وزن کم، دمپ کردن ارتعاش و مقاومت بالا در مقابل خوردگی می باشد.

 

بازه ابعادی معمول فن آلمینیوم کولینگ تاور از قطر 0.8 متر تا 6 متر را پوشش می دهد. این فن ها دارای قیمت کمتری نسبت به فن کامپوزیتی پیچش دار(نوع سوم فن محوری) هستند لیکن معایب خاص خود را نیز دارند. البته در مواردی امکان تولید این مدل فن از جنس فایبر تا قطر 7 متر هم وجود دارد. 

به دلیل یکنواخت بودن پروفیل این نوع فن، و نیز بالاتر بودن سرعت خطی لبه های آن، دبی هوا در کناره فن استک بسیار بیشتر از مرکز فن و قسمت هاب می باشد. به همین دلیل صدای تولید شده توسط فن تیفه ای از پروانه کامپوزیتی مشابه بیشتر و میزان هوادهی آن ها نیز کمتر است.

از نقاط قوت فن آلومینیوم پروفیل ایرفویل، می توانیم به مقاومت آن در برابر حرارت و زنگ زدن اشاره کنیم.

ما فن آلمینیوم طرح کوفیمکو را از قطر 1 الی 2.5 متر با پروفیل ایرفویل تولید می کنیم. در عین حال طبق نیاز مشتری می توانیم بلیدهای آلومینیوم را باروش آنودایز پوشش دهیم.

همانطور که گفتیم این مدل پره تیغه ای را از جنس کامپوزیت فایبرگلاس هم می توان ساخت. فن کامپوزیتی پروفیل ایرفویل ثابت یک گزینه خوب و مطمئن برای ایرکولر(کولر هوایی) و برج خنک کن است که البته قیمت مناسبی هم دارد. در تصویر زیر نمونه فن با قطر 6.5 متر را که توسط ما تولید شده است می بینید.

 فن ایر-فویل با فرم پروفیل متغییر(پروانه فایبر پیچش دار برج خنک کن)

فن کامپوزیت فایبرگلاس کولینگ تاور که سابقه تولید آن از دو نوع قبلی کمتر است علاوه بر دارا بودن پروفیل ایرفویل، به دلیل چرخش پروفیل در شعاع فن و تغییر زاویه حمله، دبی یکنواخت تری نسبت به دو نوع قبلی دارد، و به همین دلیل سرعت خطی لبه این نوع فن تا 60 متر بر ثانیه قابل قبول می باشد.

از مهمترین مزایای فن فایبر گلاس پروفیل ایرفویل برج خنک کننده، می توان به مصرف انرژی و وزن کمتر آن نسبت به نمونه های دیگر، صدای تولیدی کمتر و میزان هوادهی بیشتر اشاره کرد. در برخی از برج های خنک کننده صنعتی، فن کامپوزیت و فایبر گلاس با قطر بیش از 10 متر مورد استفاده قرار می گیرند که این نوع فن های سایز بزرگ کامپوزیت، باید از خارج از کشور تامین گردد. ابعاد این نوع فن از قطر 6 فوت شروع می شود و به قطرهای 20 فوت هم میرسد.

علاوه بر موارد فوق، فن فایبرگلاس و کامپوزیت را می توان به روش مهندسی معکوس تولید نمود. برای این منظور کافی است نمونه ای از یک پره سالم از فن موجود تهیه گردد. پس از این مرحله، نمونه مورد نظر پره کامپوزیت برای تهیه ابر نقاط و مدلسازی سه بعدی ارسال می گردد. پس از اتمام این مرحله قالب مورد نیاز برای تولید فن فایبرگلاس برج خنک کننده تولید شده و فرآیند ساخت پره انجام می پذیرد. لازم به ذکر است که این روش در مواردی که تعداد پره های مورد نیاز بالای 6 الی 8 عدد باشد از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است زیرا هزینه قالب سازی و تهیه مدل سه بعدی بلید کامپوزیت مستهلک می شود.

شرکت آراکو با تجربه ای مناسب در زمینه طراحی قالب و تولید فن فایبرگلاس کولینگ تاور آماده تولید بلید کامپوزیت ویژه برج خنک کن و سایر کاربری های صنعتی می باشد. در تصویر ذیل انواع پروفیل پروانه کامپوزیت مشاهده می گردد.

مقاله های مرتبط

توضیحات تکمیلی در خصوص پروفیل های فن فایبرگلاس

فیلم آموزشی انواع فن فایبر گلاس از نظر پروفیل و نویز - شرکت هودن

مقاله محاسبه هوای مورد نیاز در برج خنک کن

تولید و فروش فن صنعتی کامپوزیت و مهندسی معکوس پره فایبرگلاس

فن کولر هوایی و پره ایرکولر

---

محمد قربانعلی بیک

ساخت فن فایبر گلاس کولینگ تاور و ایرکولر

تولید و فروش پروانه فایبر

تولید فن آلومینیوم طرح کوفیمکو

فروش بلید آنودایز آلومینیوم برای پروانه کولینگ تاور و ایرکولر

مهندسی معکوس نمونه سازی و تولید پره فایبرگلاس و بلید کامپوزیت

ساخت فن آلمینیوم کولینگ تاور و ایرکولر

ساخت فن فایبر اکسترود از قطر 2 متر تا 8 متر(6 فوت تا 28 فوت)

شماره تماس مستقیم  09124780268  

02166561974

02166129745
وبسایت آراکو

کولینگ تاور به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات دفع حرارت، انواع مختلفی دارد. طبقه بندی کولینگ تاور بر اساس شکل ظاهری، جنس بدنه، جهت برخورد جریان هوا با سیال و نحوه تماس آب با محیط است.

طبقه بندی برج خنک کننده(Types of cooling tower)

یکی از مهمترین دسته بندی های برج خنک کن، بر اساس نظر نحوه ایجاد جریان هوا(دمش یا مکش) تعریف شده است.

به صورت کلی در مبحث تهویه، دو حالت برای ایجاد جریان هوا در محیط داریم که برای Cooling tower هم صدق می کند.

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

-دمش هوا : کولینگ تاور دمنده(Forced Draft Cooling tower)

1- مکش جریان هوا، برج خنک کن مکشی(Induced Draft Cooling tower)

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

در برج خنک کننده مکشی، که تقریبا اکثر کولینگ تاورهای موجود از این نوع هستند، فن در قسمت بالا قرار می گیرد. پروانه های فن هوا را پس از برخورد با سیال(آب) از داخل بدنه می مکند و به بیرون هدایت می کنند.

مزیت برج خنک کن مکنده، مصرف انرژی کمتر و در عین حال هوا دهی بهتر به تمام نقاط برج است. همچنین در کولینگ تاورهای 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 کولینگ مکشی که فن و موتور آن در بخش بالایی(فن استک) قرار دارد را مشاهده می کنید.

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، 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 است.

با این وجود در برخی موارد به خصوص در برج خنک کننده، استفاده از روش جریان دمشی الزامی بنظر میرسد. دلیل این مطلب وجود شرایطی است که سیال خروجی و آب خنک کاری دارد. برای 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 towerدر 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 ببریم. کولینگ تاور فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز(سانتریفیوژ یا کولری) و هم با فن محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از دمنده سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می گردد. به عنوان یکی دیگر از کاربردهای کولینگ تاور فلزی، می توانیم به صنایع لبنیات اشاره کنیم.

ما آمادگی داریم 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 کنیم. 

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

شرکت های بزرگ صنعت Cooling tower دنیا مانند مارلی(Marley)، شرکت اس پی ایکس(SPX)، شرکت بالتیمور(Baltimore) و اواپکو(Evapco) نبز کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. البته 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، از فن محوری برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر  زیر نمونه هایی از برج خنک کننده دمشی یا فورس درفت بتنی و سازه فایبر را میبینید. 

نمونه کولینگ تاور طرح اوتوتک برای کارخانه تولید روی

---

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

ساخت برج های خنک کن با فن ورودی(دمنده)

کولینگ تاور صنعتی سری RMS

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

خدمات انتخاب برج خنک کننده

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

---

مقاله های مرتبط

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

بررسی انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

توضیحات در مورد کولینگ تاور فایبر گلاس بدون پکینگ

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

(legionnaires)Cooling tower legionella

رشد باکتری، میکروب و ویروس در برج خنک کننده

باکتری لژیونلا Legionella(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 لژیون ایرز

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.

---

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

---

مقاله های مرتبط

مشاوره و طراحی کولینگ تاور صنعتی
مشکلات و ایرادهای برج خنک کن بطری شکل 

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

فیلم آموزشی چگونگی ایجاد و تکثیر باکتری لژیونلا و نحوه مقابله با آن

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

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. همچنین 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. شما با کلیک بر روی هر عنوان، به بخش مورد نظر منتقل می 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، دستگاهی است که دمای سیال یا آب را، با استفاده از تبخیر سطحی کاهش می دهد. کاهش دما بر مبنای تبخیر سطحی نسبت به استفاده از چیلر یا ایر-کولر، راندمان مناسبتر، کم هزینه تر و ساده تر است. به همین خاطر از برج خنک کننده در صنایع مختلف به صورت گسترده ای استفاده می شود.  

---

طبقه بندی انواع برج خنک کن

برج خنک کننده انواع مختلفی دارد که پر مصرف ترین آنها، کولینگ فایبرگلاس پکیج است. این نوع از Cooling tower در کارخانه شرکت سازنده و به صورت کامل تولید می شوند. دستگاه پکیج 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) نامیده می شود. 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 بطری شکل، از نظر کیفیت و عملکرد سطح بسیار پایینی دارد و به خاطر ایرادها و مشکلات تعمیر نگهداری، انتخاب خطرناکی است.

---

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.

---

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. هر مایعی در هر دمایی 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 سرعت جریان هوا یا باد 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 Vaporizatio

به صورت خلاصه می توان گفت تبخیر سطحی در هر دمایی اتفاق میافتد ولی تبخیر بر اثر جوش آمدن، نیازمند رسیدن مایع به دمای جوش می باشد.

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم جسم (m)رابطه مستقیم دارد. 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

به ضریب LV گرمای نهان تبخیر می گویند.

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

 

---

دمای حباب مرطوبWet bulb temperature،

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.

---

دمای خشک، Dry bulb temperature

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 طرحها، محاسبات برج خنک کن در تهران بر مبنای دمای خشک 40 الی 44 درجه سانتیگراد و دمای مرطوب 24 درجه سانتیگراد انجام شده. 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 500 تن در منطقه 1 تفاوت دارد. 

---

اختلاف دمای رنج(range) در برج خنک کن، چیست؟

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 خروجی مورد نظر، حداقل 3 الی 5 درجه از وت-بالب بیشتر باشد، در بعضی از موارد ممکن است بتوانیم آب ورودی را 30 تا 40 درجه و در یک مرحله با برج خنک کننده صنعتی مدار باز، سردتر کنیم. 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. به همین دلیل بعضی از کارگاهها می گویند "نمی شود با کولینگ تاور آب را بیشتر از 10 تا 15 درجه خنک کرد"، که این تصور کاملا اشتباه است. 

---

اختلاف دمای اپروچ در برج خنک کننده ، 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(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. در نتیجه هزینه کمتری هم برای خرید بپردازید.

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

برای مثال فرض کنید در شهر تهران با ثابت بودن دبی آب، دمای ورودی و خروجی Cooling tower را از اعداد 38(دمای ورودی به کولینگ تاور) و 28(دمای خروجی کولینگ تاور) تغییر بدهیم. در شرایط بهینه این مقادیر را به دمای 40 درجه سانتیگراد به 30 درجه می رسانیم. با این تغییر و بدون کم شدن عدد رنج، 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. مقدار فاکتور اندازه با عدد اپروچ(اختلاف وت-بالب با دمای خروجی از کولینگ تاور) 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(Wet Bulb) نزدیک باشد، ابعاد برج خنک کن افزایش می یابد. نمودار تغییرات فاکتور ابعاد به نسبت اپروچ را در ادامه مشاهده می کنید. 

براس استفاده از نمودار زیر فرمول تبدیل دمای فارنهایت به سانتیگراد را C=(F-32)*5/9 در نظر بگیرید. با حذف عدد ثابت 32(به این دلیل که اختلاف دما مورد نظر است) خواهید دید 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 و وت-بالب) به عددی حدود 10 درجه فارنهایت معادل 5.5 درجه سانتیگراد، سایز برج خنک کن مورد نظر 1.5 برابر می شود. این مساله به بزرگ شدن بیش از حد ابعاد برج خنک کن و بالا رفتن قابل توجه قیمت کولینگ تاور می انجامد.

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. با این روش، فاکتور ابعاد کولینگ تاور(Cooling tower size factor) به مقدار 1 نزدیک خواهد بود.

---

معنی آب جبرانی(میک-آپ) در کولینگ تاور

Cooling tower make up water 

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

معنی آب سر-ریز یا زیر-کش  در برج خنک کنندهCooling tower 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 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(آب میکاپ) گفته می شود. همانگونه که گفتیم ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند. بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون، باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی برسانیم. 

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

برای جلوگیری از سردرگمی و رعایت این نکات در پروژه های صنعتی، پبشنهاد می کنیم برای انتخاب یک برج خنک کن  از یک مشاور متخصص در این حوزه استفاده کنید. به این صورت پس از خرید کولینگ تاور، از نظر کارایی و عملکرد متحمل خسارت نخواهید شد.

---

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.

در پروژه های صنعتی ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید، ارتباطی با ابعاد و اندازه آن ندارد. بنابر این نباید در کاربرد صنعتی، تن تبرید برج خنک کننده را از سازنده 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. زیرا در پروژه های تهویه مطبوع اختلاف دمای ورودی و خروجی چیلر 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.

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 با ظرفیت کامل کار کند. یعنی اگر مثلا دمای آب ورودی 45 الی 50 درجه و دمای آب خروجی کولینگ، 30 درجه باشد، دیگر آن برج نمی تواند به ظرفیت نامی برسد. حتی ممکن است ظرفیت کاری سرمایش این کولینگ تاور، از 250 تن تبرید هم کمتر شود

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 آب 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 خوزستان، هرمزگان، مازندران و گیلان هم کار می کند؟

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

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. این مساله به خاطر رطوبت نسبی بالا در شهرهای ساحلی رخ می دهد.

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

انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

تاریخچه برج خنک کننده

آشنایی با برج خنک کننده مدار بسته 

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید

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