فن کولینگ تاور فایبرگلاس

ساخت و تولید پروانه برج خنک کننده(FRP and composite blade)

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

مزیت های فن کامپوزیت و فایبرگلاس برای برج خنک کننده صنعتی

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.

نحوه بالانس فن فایبرگلاس(کامپوزیت)

پس از ساخت پره های 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 فن 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 رسید.

فن برج خنک کننده

قطر پروانه با بر 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 باشد 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 می شود و بهتر است از روی نمونه های موجود، تعدادی بلید جدید ساخت.

خوردگی لبه حمله بلید کامپوزیت

عکسی از لبه پره و بلید آسیب دیده و خورده شده

خراب شدن و سوراخ شدن پره فایبرگلاس آریا بنیز

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.

رزین ضد سایش پره فن کامپوزیت

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

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.

1- 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 بازه 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.

در سالیان اخیر برخی تولید کنندگان قطعات برج خنک کن، به منظور افزایش راندمان و تولید پروفیل ایرفویل، اقدام به تولید فن با استفاده از کامپوزیت نموده اند که به کاهش وزن، کاهش مصرف انرژی، بالاتر رفتن ظرفیت هوا دهی و نیز امکان بالا رفتن سرعت خطی لبه فن می انجامد. پره های جت فن نیز در حالت کلی از این دسته می باشد.

فن های ضربی با قطر کم

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

همانگونه که از نامشان پیداست این فن ها دارای پروفیل ایرفویل بوده و در طول فن، 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.

فن آلومینیومی برج خنک کننده طرح کفیمکو

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.

بلید کفیمکو

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.

فن کولینگ تاور

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 فایبرگلاس 10 فوت

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

Fiber glass composite blade - Cooling tower fan

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.

پره ایرفویل برج خنک کن طرح پایا سرداب و آریا بنیز

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.

ملخ برج خنک کننده آریا

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 با این مطلب

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

شرکت آراکو، 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

ادامه مطلب...

۲ نظر

محمد قربانعلی بیک

آشنایی با عملکرد برج خنک کن

کولینگ تاور چیست ؟

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

اهمیت Cooling tower در کارخانه ها

با توجه به توضیح بالا، می توانیم بگوییم:

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

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

RMS Cooling tower Iran

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

آشنایی با کولینگ تاور

انواع برج خنک کن

طرز کار برج خنک کننده

مفهوم تبخیر سطحی

وت بالب یعنی چه؟

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

مفهوم اپروچ

مقدار آب مصرفی کولینگ تاور

سیکل تغلیظ چطور تعریف می شود؟

ظرفیت برج خنک کننده به چه عواملی بستگی دارد؟

آشنایی با Cooling tower

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

مقایسه برج خنک کننده جریان مخالف با جریان متقاطع

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

طبقه بندی انواع برج خنک کن

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

نمودار درختی طبقه بندی انواع کولینگ تاور صنعتی

دسته بندی انواع برج خنک کن

روش کارکردن کولینگ تاور

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

شماتیک روش کارکردن برج خنک کننده

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

تبخیر سطحی چیست؟

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

تفاوت تبخیر سطحی و تبخیر عادی

Evaporation VS Vaporization

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

نمودارتبخیر، میعان و انجماد آب

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

QV=m*LV

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

تفاوت دمای حباب مرطوب یا وت بالب و دمای خشک هوا

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

Wet bulb temperature

دمای حباب مرطوب یا تر(وت بالب)

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

Dry bulb temperature

دمای خشک

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

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

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

چارت سایکرومتریک

دانلود نمودار سایکرومتریک

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

تعریف اپروچ و رنج در برج خنک کن

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 کولینگ تاور

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

معنی آب جبرانی در کولینگ تاور

میک آپ چیست؟

Cooling tower make up water

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

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

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

تعریف چرخه تغلیظ در برج خنک کننده

Cycle Of Concentration / COC in Cooling tower

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

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

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

تعیین ظرفیت کولینگ تاور

تناژ تبرید برج خنک کن چقدر است؟

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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