محاسبه آب مصرفی برج خنک کننده

میزان آب مصرفی کولینگ تاور چگونه محاسبه می شود

Cooling tower water consumption

چرا مصرف آب برج خنک کن برای شرکت ها و کارخانجات مهم است؟

همانطور که قبلا گفتیم، کولینگ تاور معمولا به عنوان قلب سیکل خنک کاری شناخته می شود. برتری برج خنک کننده نسبت به ایر کولر، قابلیت خنک کردن دما، به مقداری کمتر از دمای محیط است. مثلا شما برای اینکه در تابستان و در شهری مثل اهواز بخواهید دمای آب را به 37 درجه سانتیگراد برسانید باید از کولینگ تاور استفاده کنید و ایر کولر این کار را نمی تواند بکند. علاوه بر این قیمت کولر های هوایی از برج خنک کن بسیار بیشتر است.

کولینگ تاور قلب یک سیستم خنک کاری است

در مورد مقایسه چیلر با برج خنک کننده باید در نظر گرفت که چیلر های جذبی و تراکمی، بیش از 5 الی 10 برابر کولینگ تاور قیمت دارند. برای همین موارد است که در کاربرد های صنعتی برج خنک کن حرف اول را میزند. البته بسیاری از چیلرها، برای خنک کردن باز هم نیاز به برج خنک کننده یا ایر کولر دارند.

با تمام این مزایا، مساله ای که استفاده از برج خنک کننده را در نقاط خشک به چالش می کشد، مصرف آب است. در این مقاله می خواهیم در مورد بهینه کردن مقدار آب مورد نیاز کولینگ تاور توضیحاتی را بدهیم.

مصرف آب برج خنک کننده یا کولینگ تاور صنعتی و مسکونی یکی از موارد مهمی است که در هنگام خرید باید به آن توجه ویژه ای نمود. 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 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 می باشد و به همین دلیل دچار مشکلات عمده ای در تامین آب مصرفی شرب و نیز آب صنعتی هستیم. در تصویر زیر شدت بحران کم آبی در سال 2040 نمایش داده شده است که کشورهای منطقه خاورمیانه بویژه ایران در شرایط بسیار خطرناکی قرار خواهند گرفت.

نقشه پیش بینی وضعیت آب در سال 2040 و بررسی بحران آب در جهان

مقدار مصرف آب برج خنک کن از چند منظر قابل بررسی است که در ادامه به ارائه توضیحاتی در خصوص هر مورد خواهیم پرداخت. دلیل اهمیت ویژه مصرف آب برج خنک کننده، شرایط آب و هوای تابستان ایران است که عموما دما در ماه های تیر و مرداد بسیار زیاد می شود. دقیقا در ماه های تابستان و به علت بالا رفتن مصرف آب، کارخانه ها، مجتمع های تجاری و مسکونی دچار مشکل برای تامین آب می شوند. در نتیجه خط تولید و یا چیلر صدمه دیده و نمی توانند سرمایش مورد نیاز را تامین کنند.

میزان مصرف آب کولینگ تاور(برج خنک کننده) به دلیل تبخیر

Cooling tower evaporation loss

همانگونه که می دانید اصول کارکرد برج خنک کننده بر مبنای تبخیر سطحی(Evaporation) آب است. به همین دلیل کاهش دمای آب و خنک شدن بر اساس تبخیر اتفاق می افتد. میزان تبخیر آب برج خنک کننده را می توان به صورت تقریبی از روی فرمول های زیر محاسبه نمود.

فرمول اول محاسبه آب تبخیر شده در کولینگ تاور (Cooling tower)

 E= 0.0015*R*C

در این فرمول 

E : مقدار تبخیر آب برج خنک کننده بر حسب متر مکعب بر ساعت

R : اختلاف دمای رنج (ورودی و خروجی کولینگ تاور) بر حسب درجه سانتیگراد

C : دبی آب در گردش بر حسب متر مکعب بر ساعت است.

فرمول دوم محاسبه آب تبخیر شده در کولینگ تاور

E = 0.0018*R*C

که در این فرمول هم ضرایب مثل فرمول فوق می باشد.

با این توضیحات نسبت تبخیر به دبی آب در گردش به صورت تقریبی برابر 0.0015 تا 0.0018 ضرب در دبی آب در گردش خواهد بود.

E/C = 0.0015 ~ 0.0018 *R

به عنوان مثال اگر در برج خنک کننده ای دمای ورودی آب 40 درجه سانتیگراد و دمای خروجی معادل 30 درجه سانتیگرد باشد، اختلاف دمای رنج برابر 10 درجه سانتیگراد است. همچنین اگر دبی آب در گردش را معادل 50 متر مکعب در ساعت در نظر بگیریم، میزان تبخیر آب در برج خنک کن برابر 750 لیتر در ساعت یا 0.75 متر مکعب می باشد(با استفاده از ضریب 0.0015). با ضرب عدد 10 در 0.0015 به این نتیجه میرسیم که نسبت تبخیر به آب در گردش برابر 0.015 خواهد بود. نکته بسیار مهم در این فرمول عدم وابستگی آن به دمای حباب تر یا وت بالب(Wet Bulb) است.

در حقیقت اختلاف دمای حباب تر با دمای آب خروجی از برج خنک کننده، بر روی میزان تبخیر آب تاثیری نداشته و صرفا با توجه به فاکتور اندازه(Size Factor) بروی ابعاد و قیمت برج خنک کننده تاثیر می گذارد. 

عدد بدست آمده در مورد مقدار تبخیر و مصرف آب کولینگ تاور، در بدترین شرایط آب و هوایی یعنی مرداد ماه و بین ساعات 12 الی 16 معتبر است. به این صورت برای محاسبه عدد واقعی مقدار مصرف آب برج خنک کن به خاطر تبخیر، نمی توان عدد حاصله از فرمول فوق را در 24(ساعات شبانه روز) ضرب کنیم. به عبارت دیگر میزان مصرف آب متوسط روزانه، ماهیانه و سالیانه برج خنک کننده، بسیار کمتر از حاصلضرب حداکثر مصرف ضرب در ساعات روز، ماه و یا سال خواهد بود. توجیه این مساله با در نظر گرفتن نمودار متوسط دما در طول سال و همچنین در طول روز امکان دارد. 

نمودار تغییرات دمای متوسط و رطوبت نسبی در ساعت های روز

توضیحات بیشتر در خصوص فاکتور اندازه در برج خنک کننده(Cooling tower size factor)

مصرف آب برج خنک کننده بدلیل بلو داون یا زیرکش 

Cooling tower Blow down water

بلو داون در برج خنک کن به آبی گفته می شود که در یک بازه زمانی مشخص از سیستم خارج می شود و به جای آن آب میکاپ(Cooling tower make up water) وارد می گردد. هدف اصلی از بلو داون یا زیر کش کردن و تخلیه آب کولینگ تاور، ثابت نگه داشتن غلظت رسوب و یونهای موجود در آب هست. البته در برخی از موارد، ثابت نگه داشتن PH آب برج خنک کننده (کولینگ تاور) نیز توسط بلو داون صورت می گیرد.

برای درک بهتر مفهوم بلو داون در برج خنک کن(Cooling tower Blow-down water) به ذکر یک مثال ساده می پردازیم.

فرض کنید یک کتری برقی در حال کار است و میزان آب درون کتری برقی به دلیل جوشش و تبخیر در حال کم شدن می باشد. به دلیل کم شدن مستمر میزان آب، در بازه های زمانی مشخصی معادل میزان تبخیر، به کتری آب اضافه می کنیم.

پس از مدتی میزان غلظت یون ها و رسوبات آب کتری در حال کار، افزایش می یابد. در این حالت لازم است پس از مدتی آب داخل کتری خارج شود تا رسوب و غلظت یون ها، بیش از حد افزایش نیابد.

سیکل تغلیظ در برج خنک کننده 

Cooling tower Cycle Of Concentration

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول درون آب برج خنک کن در مقایسه با ذرات محلول درون آب ورودی یا همان آب میکاپ گفته می شود. ذرات معلق و محلول داخل 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 معلق 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 است. مقدار حد بالای سیکل یا چرخه تغلیظ کولینگ تاور به نوع پکینگ هم بستگی دارد. در صورت استفاده از پکینگ های اسپلش در برج خنک کننده، عدد چرخه تغلیظ به حد بالای خود نزدیک تر می شود و اتلاف آب بر اثر زیرکش کردن کمتر می شود. به عنوان مثال اگر ضریب تغلیظ برج خنک کننده ای که در آن پکینگ فیلم وجود دارد برابر 5 باشد، در صورت استفاده از فیلینگ تریکل اسپلش و یا نت اسپلش، این ضریب به حدود 7 افزایش پیدا می کند. علت اصلی این حالت، مقاومت بالاتر پکینگ اسپلش در مقابل رسوب است. در تصویر زیر مقایسه کلی بین انواع پکینگ کولینگ تاور به نمایش در آمده است.

مقایسه انواع پکینگ برج خنک کن 

بدین ترتیب میزان آب بلو داون از این فرمول محاسبه می شود : 

B=(E-((COC-1)*D))/(COC-1) m^3/h

که در آن 

E : میزان تبخیر بر حسب متر مکعب در ساعت که از فرمول های بخش اول باید حساب کنیم.

COC : سیکل تغلیظ در برج خنک کننده که عموما بین 3 -7 در نظر گرفته می شود

D : میزان اتلاف آب بر اثر پاشش آب 

مورد دیگری در مورد سیکل تغلیظ برج خنک کننده وجود دارد که در این قسمت راجع به آن صحبت می کنیم.

بالابردن سیکل غلظت و تاثیر آن بر کم کردن مصرف آب برج خنک کننده

یکی از مواردی که به اشتباه در مورد کولینگ تاور گفته می شود، این است که با بالا رفتن عدد COC، مصرف آب برج خنک کن به مقدار قابل توجهی کم می شود. این یک اشتباه خطرناک برخی از تولید کنندگان Cooling tower است که مشتری را نیز گمراه می کنند و در عین حال به خط خنک کاری خریدار صدمه میزنند. برای نمونه با بالا بردن سیکل تغلیظ از عدد 5 به 7، نهایتا 7 درصد مصرف آب کم می شود. این در حالی است که مقدار سختی آب در این حالت 40 درصد بالا می رود. این بالا رفتن سختی آب باعث رسوب شدید در لوله ها و سیستم خنک کاری می گردد. به این ترتیب برای کاهش اندک مصرف آب، کل سیستم در معرض خطر رسوب قرار می گیرد. در جدول زیر مقدار کاهش مصرف آب با بالا رفتن سیکل تغلیظ نشان داده شده است. توجه کنید که عدد چرخه غلظت در پروژه های صنعتی معمولا 5 است و نهایتا تا 7 بالا می رود.

مقدار کاهش مصرف آب با بالا بردن Cycle of concentration

مصرف و تلفات آب کولینگ تاور به دلیل پاشش قطرات  

Cooling tower drift loss

هدر رفتن آب در برج خنک کننده بر اثر پاشش قطره های آب به بیرون، یکی از مواردی است که وابستگی بسیار زیادی به مشخصات برج خنک کن و کیفیت آن دارد. به عنوان مثال در کولینگ تاورهای قدیمی بطری شکل (گرد) و بخاطر وجود ایرادهای فراوان، میزان پاشش به بیرون و هدر رفتن آب بسیار زیاد است. در برج های خنک کن جریان مخالف مکعبی و کراس فلو، با استفاده از قطره گیر ثابت، این ایراد مرتفع گردیده است. 

نسبت میزان پاشش یا پرت آب برج خنک کن، به دبی در گردش از 0.003 تا 0.0001 تغییر می کند که کمترین میزان آن مربوط به کولینگ تاور مکعبی کانتر فلو دارای قطره گیر لانه زنبوری است.

خیس شدن اطراف برج، نشتی بدنه و اسراف آب در برج خنک کننده بطری شکل

توضیح مهم : اخیرا و با افزایش توجه به حوزه مدیریت آب، شرکت های بسیاری شروع مطالعه در خصوص روش های کاهش مصرف آب کرده اند و در این میان عده ای مدعی شده اند که با به دام انداختن قطرات آب با مولکولار سیو(فیلتر مولکولی) می توان مصرف آب برج خنک کننده را کم کرد!!! در خصوص این ادعا کافی است ابتدا در مورد نمونه های مشابه این روش در جهان تحقیق کنید.

جالب است بدانید هیچ نمونه عملیاتی و اقتصادی از دستگاه بازیافت آب برج خنک کننده که بر روی فن استک نصب 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 خواهد بود(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 برگرداند و تنها می توان با سرد کردن مجدد بخار، آن را به حالت (مایع)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. پس 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) یا تله و صافی مولکولی و برگرداندن آن به کولینگ تاور بدون صرف انرژی، استدلال مناسبی داشته باشیم.

مجددا تاکید می کنیم 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.

مقاله برج خنک کننده کم مصرف هیبرید

میزان پاشش قطرات آب در کولینگ تاور نسبت مستقیمی با نوع قطره گیر و استانداردهای مربوطه دارد. 

با توجه به کلیه توضیحات ارائه شده، مصرف آب یک برج خنک کننده برابر است با مجموع مصرف آب تبخیر + مصرف آب بر اثر زیر کش یا بلو داون + مصرف آب بر اثر پاشش قطرات به بیرون

به منظور کاهش مصرف آب برج خنک کننده روش های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :

- استفاده از سیستم کنترل دور هوشمند

- استفاده از برج خنک کننده مدار بسته

- خریدن برج خنک کننده هیبرید کم مصرف(کولینگ تاور هیبریدی)

- بهینه کردن راندمان برج خنک کننده با بهینه سازی اجزای اصلی

در تصویر ذیل مقایسه ای کلی بین ابعاد و قیمت حدودی برج خنک کن مدار باز، کولینگ تاور مدار بسته و برج خنک کن هیبریدی ارائه می گردد.

پرت و هدر رفتن آب برج خنک کننده بدلیل نشتی بدنه و اتصالات

یکی از مشکلاتی که در کولینگ تاور های صنعتی و معمولا پس از مدتی استفاده رخ می دهد، نشت آب از بدنه و اتصالات است. البته باید توجه داشت که در صورت نشت آب از لوله ها و نازل های داخل برج خنک کن، معمولا مشکلی ایجاد نمیشود. این در حالی است که لوله ها و یا نازل ها دچار شکستگی نباشند. 

پرت آب و مصرف بالا آب به علت خرابی لوور ها و پوسیدگی بدنه فایبرگلاس برج خنک کننده مدور

علاوه بر نشتی آب از لوله و نازل برج خنک کننده، در مواردی ممکن است آب در گردش کولینگ تاور از محل اتصال قطعات بدنه و نیز فلنج ها و اتصالات به بیرون نشت کند. در این شرایط باید پس از شناسایی محل نشتی، با سازنده کولینگ تاور تماس گرفته شده و درخواست خدمات مربوطه صورت پذیرد. شایان ذکر است که در صورت خرید برج خنک کننده با کیفیت، عموما نشتی در بدنه و اتصالات اتفاق نمی افتد و در صورت رخ دادن این اتفاق، به راحتی قابل بر طرف شدن است.

محاسبه مقدار مصرف یا تبخیر آب کولینگ تاور بر اساس تن تبرید یا کیلو وات

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 کیلووات 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 کیلووات 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 برابرkW=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 ساعتهای صبحگاه و شبانگاه، مصرف آب بسیار کمتر از این عدد خواهد بود.

مقاله شرایط آب شامل سختی و میزان اسیدی و قلیایی و تاثیر آن بر برج خنک کن

روش های کاهش مصرف آب در برج خنک کننده(کولینگ تاور)

دانلود مقاله سیستم ضد رسوب ویژه برج خنک کننده(سختی گیر کولینگ تاور)

کاهش مصرف آب با استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب کامپوزیت دفنی

کاهش مصرف آب برج خنک کننده به کمک کولینگ تاور مدار بسته

استفاده از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

مقاله بازرسی و تعمیرات اساسی برج خنک کن

 

مشاوره خرید و بهینه سازی کولینگ تاور

فروش برج خنک کننده صنعتی با استاندارد CE اروپا

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

فروش پکینگ اسپلش و فیلم آلمانی PP

انجام مطالعات کاهش مصرف آب برج خنک کننده

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

سایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی برج خنک کننده

سوالات متداول درباره روش های کم کردن مصرف آب کولینگ تاور

آیا بازیابی بخار آب خروجی کولینگ تاور با مولکولارسیو، 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 Molecular sieve و یا چیلر برای اینکار عملی 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. البته در صورت استفاده از بعضی انواع خاص سیستم کولینگ هیبرید، می توانید تا 60 درصد و حتی بیشتر، در مصرف آب صرفه جویی کنید. 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(مخروطی یا 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. در تصویر زیر برخی از مشکلات برج خنک کننده دایره ای را ملاحظه می کنید.

با استفاده از سیستم کنترلی و اینورتر، می شود مصرف آب برج خنک کننده را کم کرد؟

پاسخ این سوال مثبت است. برای درک بهتر این مطلب توضیح مختصری در مورد سیستم کنترل برج خنک کننده می دهیم. سیستم کنترلی در کولینگ تاور(Cooling tower control unit) معمولا از یک یا چند اینورتر یا درایو، سنسورهای دما و تابلو برق مربوطه تشکیل شده است. سیستم کنترل برج خنک کننده ابتدا اطلاعات مربوط به دمای خروجی و شرایط آب و هوا را از سنسور ها می گیرد. سپس بر اساس برنامه نوشته شده در اینورتر، اگر دمای خروجی آب کولینگ تاور کمتر از مقدار مورد نظر باشد، اینورتر بر اساس یک تابع، سرعت چرخش فن را کم می کند. با کم شدن سرعت فن مقدار تبخیر آب به دلیل کاهش جریان هوا کاسته می شود. اگر با سرعت جدید فن، دمای آب برج خنک کننده به تعادل برسد، اینورتر سرعت را در همین مقدار نگه میدارد و اگر همچنان دمای آب خروجی کمتر از مقدار مورد نظر بود، سرعت فن به مقداری کم می شود که حالت تعادل ایجاد شود. 
به همین دلیل است که سیستم کنترل هوشمند می تواند به طور متوسط در سال حدود 10 الی 15 درصد از مقدار مصرف آب را کم کند.

نمای کلی سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور شامل اینورتر، سنسور دما و تابلو برق

آیا برای تامین آب برج خنک کن حتما باید از دستگاه RO استفاده کرد؟

در مورد تامین آب کولینگ تاور الزامی به استفاده از آب خروجی دستگاه اسمز معکوس نیست. اگرچه آبی که سختی کمتری داشته باشد باعث می شود مقدار رسوب در برج خنک کننده کمتر باشد، اما اگر آب چاه یا آب کارخانه سختی خیلی بالایی نداشته باشد استفاده از آن مشکلی نخواهد داشت.

اگر آب قابل تامین در منطقه سخت باشد یا املاح آن بالا باشد، استفاده از پکینگ های نت اسپلش یا اسپلش گرید گزینه مناسبی خواهد بود. 

اگر مقدار سیکل تغلیظ را بیشتر کنیم، چقدر میزان آب مورد استفاده در برج خنک کننده کمتر می شود؟

زیاد کردن سیکل تغلیظ خطرات زیادی برای برج خنک کن ایجاد می کند و تنها در حدود 5 الی 10 درصد می تواند مصرف آب کولینگ تاور را کم کند. اولین و مهمترین مشکلی که با زیاد شدن چرخه تغلیظ ایجاد می شود، رسوب گرفتن شدید پکینگ ها و لوله ها است. در واقع صدمه ای که زیاد شدن عدد چرخه تغلیظ به سیستم خنک کاری وارد می کند بسیار بیشتر از فواید آن است. دقت داشته باشید که در پروژه ها صنعتی معمولا عدد COC را زیر 7 در نظر می گیرند.

امکان تبدیل برج خنک کننده مدار باز به هیبرید، با استفاده از بدنه قدیمی وجود دارد؟

برای بعضی از مشتریان عزیز، این سوال به وجود می آید که آیا می توانیم با استفاده از بدنه کولینگ تاور مدار باز و کویل، سیستم موجود را به مدار بسته یا هیبرید تبدیل کنیم. از نظر تئوری و با کم شدن 50 تا 80 درصد ظرفیت سرمایش برج، این مساله امکان دارد. اما در عمل انجام این کار تقریبا غیر ممکن است. برای مثال فرض کنید شما یک برج فایبرگلاس 500 تن مدار باز دارید و می خواهید آن را به مدار بسته با کویل تبدیل کنید. اولا اگر هم این اتفاق بیافتد، ظرفیت سرمایش جدید شما(با فرض ثابت بودن ابعاد و اندازه و استفاده از بدنه قریمی) حتی از 150 تن تبرید هم کمتر خواهد شد. مشکل اصلی اینجا است که بدنه برج مدار باز تحمل وزن کویل را ندارد!!!

جالب است بدانید که تنها وزن کویل کولینگ مدار بسته، بیش از 2 برابر کل وزن یک برج خنک کن مدار باز است. در چنین شرایطی احتمال خرد شدن بدنه، شکستن ستون ها و از بین رفتن سیستم فعلی بسیار زیاد است. به همین خاطر ما به هیچ وجه این کار را توصیه نمی کنیم.

تعویض فن و کم کردن تعداد پره ها ارتباطی با کم کردن پاشش آب کولینگ تاور دارد؟

اگر تعداد پره های فن را کم کنیم، ممکن است در ظاهر به نظر برسد مقدار تبخیر برج خنک کننده و مصرف آب کم می شود، اما در واقع شما ظرفیت سرمایش کولینگ تاور را کم کردید. به این صورت در فصل تابستان و هوای گرم، این احتمال وجود دارد که کولینگ تاور نتواند آب را تا دمای مورد نظر خنک کند. 

اگر فکر می کنید برج شما در پاییز، زمستان و بهار مصرف آب بالایی دارد، روش درست کم کردن دور فن با استفاده از درایو و اینورتر است.کم کردن تعداد بلید فن کولینگ تاور علاوه بر کم کردن ظرفیت خنک کاری برج خنک کن، می تواند سبب لرزش و ارتعاش شدید هم بشود.

آیا عوض کردن پکینگ و فیلینگ، مصرف آب برج خنک کن را کاهش می دهد؟

تعویض فیلینگ یا پکینگ باعث پایین آمدن مقدار آب مصرف شده در کولینگ تاور نمیشود. تاثیر اصلی که تعویض پکینگ می گذارد، بهبود عملکرد و راندمان است. پس اگر تصور می کنید با جایگزینی پکینگ قدیمی با فیلینگ نو مصرف آب را کاهش می دهید، بهتر است بدانید این برداشت اشتباه است. حتی در مواردی بخاطر اینکه مقدار تبخیر سطحی بیشتر می شود، ممکن است آب لازم برای میکاپ بیشتر هم بشود.

اگر برج خنک کن سیکل بسته داشته باشیم چطور می شود مصرف آب را کم کرد؟

در سیستم مدار بسته، با کمک پکیج کنترل هوشمند دور فن و دبی پمپ، بین 15 تا 25% می توانیم مصرف متوسط آب سالیانه را کم کنیم. البته راه اندازی این سیستم نیاز به تجربه مناسب و شناخت کامل به کولینگ تاور مدار بسته دارد. 

کم کردن بیشتر تبخیر آب در کولینگ نیاز به پکیج هیبرید و آدیاباتیک دارد.

محاسبه آب جبرانی در برج خنک کننده

محاسبه میزان آب میک آپ(تبخیر) کولینگ تاور

Cooling tower evaporation loss, make up water, drift loss

در برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته، روش خنک کاری بر مبنای تبخیر سطحی آب است. بدین ترتیب پس از مدتی، میزان یونها و غلظت املاح موجود در آب افزایش می یابد. به همین دلیل در برج خنک کن به منظور جلوگیری از مشکل رسوب و افزایش بیش از حد غلظت یون ها، مفاهیمی با عنوان آب میکاپ و آب بلو داون یا آب زیر کش تعریف شده است.

تصویر رسوب و گرفتگی لوور برج خنک کن

مصرف آب کولینگ تاور به دلیلی تبخیر 

Cooling tower evaporation loss

همانگونه که می دانید اصول کارکرد برج خنک کننده بر مبنای تبخیر سطحی است. در حقیقت کاهش دمای آب و خنک شدن آب بر اساس تبخیر می باشد. میزان تبخیر آب برج خنک کننده را می توان به صورت تقریبی از روی فرمول های ذیل محاسبه نمود.

فرمول 1 - محاسبه آب تبخیر شده در برج خنک کن :

 E= 0.0015*R*C

در این فرمول 

E میزان تبخیر آب بر حسب متر مکعب بر ساعت

R اختلاف دمای رنج (ورودی و خروجی برج خنک کن) بر حسب درجه سانتیگراد

C دبی آب در گردش بر حسب متر مکعب بر ساعت است.

فرمول 2 - محاسبه تبخیر آب در کولینگ تاور :

E = 0.0018*R*C

که در این فرمول نیز ضرایب مانند فرمول شماره 1 می باشد.

با این توضیحات نسبت تبخیر در برج خنک کننده به دبی آب در گردش به صورت تقریبی برابر 0.0015 ~0.0018 ضرب در اختلاف دمای رنج کولینگ تاور خواهد بود.

E/C = 0.0015 ~ 0.0018 *R

به عنوان مثال اگر در برج خنک کننده ای دمای آب ورودی معادل 40 درجه سانتیگراد و دمای خروجی معادل 30 درجه سانتیگرد باشد، اختلاف دمای رنج برابر 10 درجه است. همچنین اگر دبی آب در گردش را معادل 50 متر مکعب در ساعت در نظر بگیریم، میزان تبخیر آب در این برج خنک کن برابر 750 لیتر در ساعت یا 0.75 متر مکعب می باشد (با استفاده از ضریب 0.0015). همچنین نسبت تبخیر به آب در گردش برابر 0.015 خواهد بود.

تعیین میزان آب جبرانی یا میکاپ برج خنک کننده 

Cooling tower make up water

میک آپ برج خنک کن در حقیقت میزان آبی است که جهت جبران تبخیر در برج خنک کننده و بلو دان - Cooling tower blow down، ترجیحا از یک منبع آب با کیفیت وارد مدار می شود. در صورتیکه آب جبرانی - make up water - به برج خنک کننده وارد نشود، بعد از مدتی میزان آب موجود در سیکل کولینگ تاور به شدت کاهش یافته و به تجهیزات و خط تولید صدمه وارد می شود. آب میک آپ علاوه بر جبران میزان آب تبخیر شده، موجب تعدیل غلظت یونها و سختی آب موجود در مدار می گردد.

با این توضیح میزان آب جبرانی یا میکاپ برج خنک کن برابر است با مجموع تبخیر به علاوه میزان پاشش و هدر رفت آب به علاوه میزان آب بلو داون یا زیرکش

عکس بیسین و حوضچه کولینگ تاور و شناور میک آپ برج خنک کننده

میزان آب زیرکش شده در کولینگ تاور 

Cooling tower Blow down water

بلو داون در برج خنک کن به میزان آبی گفته می شود که در یک بازه زمانی مشخص از سیستم خارج می شود و به جای آن آب میکاپ وارد می گردد. هدف اصلی از بلو داون در کولینگ تاور، ثابت نگه داشتن سختی آب و یونهای موجود در آب می باشد. شایان ذکر است در برخی از موارد، ثابت نگه میزان اسیدیته یا قلیایی بودن - PH آب برج خنک کننده (کولینگ تاور) نیز توسط بلو داون صورت می گیرد.

تصویر پکینگ مدیا خراب شده و رسوب گرفته برج خنک کننده

برای درک بهتر مفهوم بلو داون در برج خنک کن (Cooling tower Blow down water) به یک مثال ساده اشاره می کنیم.

فرض کنید یک کتری برقی در حال کار می باشد و میزان آب درون کتری برقی به دلیل جوشش و تبخیر در حال کم شدن است. به دلیل کم شدن مستمر میزان آب، در بازه های زمانی مشخصی معادل میزان تبخیر، به کتری آب اضافه می شود.

پس از مدتی میزان غلظت یون ها و رسوبات در آب درون کتری در حال کار، افزایش می یابد. در این حالت لازم است پس از مدتی آب داخل کتری خارج شود تا رسوب و غلظت یون ها، بیش از حد افزایش نیابد. این مثال مفهوم آب بلو داون را در برج خنک کننده بیشتر مشخص می کند.

پکینگ ضد رسوب اسپلش برج خنک کننده

سیکل تغلیظ در برج خنک کن - کولینگ تاور

Cycle Of Concentration in cooling tower

سیکل تغلیظ آب(COC)  در کولینگ تاور به نسبت میزان حداکثر قابل پذیرش 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 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 و کولینگ تاور بستگی به شرایط آب مانند سختی کل TH و میزان جامدات محلول TDS و نیز کاربری برج خنک کننده دارد ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ برج خنک کننده بین 3 الی 7 می باشد. البته عدد مربوط به سیکل تغلیظ در موارد که کاربری صنعتی داشته باشد تا 8 و 9 نیز خواهد رسید. 

برای مثال فرض کنیم ظرفیت مخزن یا بسین برج خنک کننده ای- Cooling tower Basin معادل 2 متر مکعب بوده و میزان تبخیر آب نیز برابر 0.5 متر مکعب در ساعت باشد. حال اگر عدد سیکل تغلیط در این برج خنک کن برابر 6 باشد، یعنی پس از اینکه 6 بار حجم مخزن به صورت کامل تبخیر شد (معادل 4 ساعت)، باید یکبار آب داخل مخزن بصورت کامل زیرکش شود و از مدار برج خنک کننده خارج گردد. 

محاسبه ظرفیت کولینگ تاور(برج خنک کن) بر اساس تن تبرید یا کیلو وات

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.

مطلب مربوط به محاسبه و فرمول میزان آب مصرفی در برج خنک کننده

دانلود مقاله سیستم ضد رسوب ویژه برج خنک کننده - سختی گیر کولینگ تاور

 

فروش کولینگ تاور فایبرگلاس صنعتی با استاندارد CE اروپا

فروش  سختی گیر برج خنک کن و دستگاه ضد رسوب کولینگ تاور

شبیه سازی و سیمولیشن جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی و مشاوره برج خنک کن صنعتی

فروش پکینگ اسپلش و فیلم آلمانی PP

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

www.araco.ir

کانال آپارات برج خنک کننده-کولینگ تاور : https://www.aparat.com/ARACo_cooling

ایرکولر و برج خنک کن مدار بسته یا HYBRID COOLING TOWER

خنک کاری خط تولید با استفاده از کولر هوایی یا برج خنک کننده

Air cooled system Vs Cooling tower

ایر کولر یا air cooled heat exchanger و برج خنک کننده سیکل بسته شباهتهای زیادی با هم دارند. ایرکولر یا کولر هوا خنک و برج خنک کن مدار بسته هر دو دارای کویل برای خنک کردن آب یا سیال هستند و از برخورد مستقیم کولینگ واتر با هوا جلوگیری می کنند. این مزیت موجب می شود در مناطقی که سختی آب بالا است و از هدر رفتن آن بر اثر تبخیر جلوگیری گردد.

تفاوت اصلی برج خنک کن مدار بسته با ایرکولر در این است که در برج های خنک کننده مدار بسته، با پاشش آب بر روی کویل، دمای سیال به مقدار بیشتری نسبت به مبدل هوا خنک کاهش پیدا می کند.

 

به عبارت دیگر حداقل دمای قابل دسترسی در صورت استفاده از ایر کولر، 8 تا 12 درجه بالاتر از دمای خشک محیط Dry Bulb است. صورتی که در کولینگ تاور های مدار بسته، این عدد به 3-5 درجه بیشتر از دمای مرطوبWet Bulb  می رسد. دلیل این اتفاق، اثر تبخیر سطحی و بالاتر بودن ضریب H در انتقال حرارت بین مایع و گاز است. توجه به این نکته و اختلاف قابل توجه دمای مرطوب یا وت بالب با دمای خشک، تاثیر فراوانی در راندمان کولینگ تاور مدار بسته و ایرکولر می گذارد.

 

به عنوان مثال دمای خشک Dry Bulb تهران در حدود 42 تا 44 درجه و دمای مرطوب تهران بین 24 تا 26 درجه سانتیگراد است. (برای طراحی سیستم های تهویه، بدترین شرایط ظهر مرداد ماه در نظر گرفته می شود)

بنابراین در آب و هوایی مانند تهران، ایرکولر در تابستان می تواند آب را نهایتا تا 50 درجه سانتیگراد خنک کند، در صورتیکه برج خنک کننده مدار بسته می توانددمای کولینگ واتر را به 28 تا 29 درجه سانتیگراد برساند. این اختلاف دما در خروجی سیال است که باعث می شود تا در بسیاری از صنایع، استفاده از برج خنک کننده بر ایر کولر اولویت داشته باشد.

دانلود جزوه مقایسه ایرکولر و برج خنک کن

انتخاب بین کولینگ تاور و ایرکولر

با توجه به این توضیحات در شرایطی که برای خط تولید کارخانه جدیدی نیاز به طراحی سیستم خنک کننده دارید، اگر امکان این را دارید که دمای خط تولید را بالاتر در نظر بگیرید، می توانید با استفاده از سیستم هوا خنک، به صرفه جویی در مصرف آب کمک کنید. در این حالت حداقل دمای آب خنک کاری در تابستان در حدود 10 الی 15 درجه بالاتر از دمای حباب خشک است. 

البته در شرایطی که امکان در نظر گرفتن دمای بالا برای خط تولید وجود نداشته باشد، ناچار به استفاده از برج خنک کن هستید. در این پروژه ها برای کاهش مصرف آب مورد نیاز، می توانید از کولینگ تاور هیبرید و سیستم مدار بسته با کنترل هوشمند استفاده کنید.

مقایسه برج خنک کننده هیبرید و مدار بسته و روش های کاهش مصرف آب در کولینگ تاور

 

فروش برج خنک کن مدار بسته فایبر گلاس

فروش و ساخت کولینگ تاور مدار بسته با کویل گالوانیزه

فروش کولینگ تاور مدار بسته با کویل استیل

برج خنک کننده مدار بسته با کویل مسی

مشاوره در خصوص کاهش مصرف آب کولینگ تاور 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم : 09124780268  

02166561974

02166129745 

www.araco.ir

انتخاب و خرید فن ایرکولر

[e-mail]

 

سوالات رایج و معمول درباره برج مدار بسته و کولر هوایی

 Closed loop-circuit cooling tower Vs Air cooled heat exchanger

- تفاوت مدار آب اصلی با آب مدار باز در برج خنک کننده مدار بسته چیست؟

آب سیستم خنک کاری در داخل کویل(Cooling tower coil) جریان دارد و به خاطر محصور بودن سیستم، به ندرت آلوده شده و یا رسوب می کند. آب مدار باز، آبی است که بر روی کویل ها پاشیده می شود تا بر اثر جریان هوا و تبخیر سطحی، کولینگ واتر داخل کویل خنک شود و این دو مایع ارتباطی با هم ندارند. برای جبران آب تبخیر شده، در قسمت حوضچه برج خنک کن(Cooling tower basin)، به کمک یک شناور آب جبرانی را وارد حوضچه می کنند و آب مدار باز مجددا از داخل حوضچه به کمک پمپ، دوباره به نازل ها منتقل میشود و بر روی کویل پاشیده خواهد شد.

به این ترتیب پمپ آبی که بر روی کویل های مسی و گالوانیزه یا استیل پاشیده می شود نیز جزو قطعات کولینگ تاور مدار بسته است.

- آیا با استفاده از کولینگ تاور مدار بسته کویل دار و سیستم کنترل برج خنک کن، می توانیم در مصرف آب صرفه جویی کنیم؟

بله. از فایده های کولینگ تاور مدار بسته، امکان کنترل و مدیریت پاشش آب بر روی کویل است. به همین علت، و با هدف صرفه جویی در هزینه ها، در موارد زیادی می توانید از برج خنک کننده مدار بسته به جای برج هیبریدی استفاده کنید. سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن از سنسورهای دما، اینورتر یا درایو و نرم افزار کنترل تشکیل شده است. سیستم کنترل می توان علاوه بر کم کردن دور فن برج خنک کن به صورت هوشمند و با توجه به دمای هوای محیط، میزان آب پاشیده شده بر روی کویل را نیز با کنترل سرعت پمپ، تغییر دهد.

به این ترتیب، در فصل هایی مانند زمستان، بهار و پاییز، برج خنک کننده مدار بسته می تواند مانند کولر هوا خنک کار کرده و مصرف آب به شدت کم خواهد شد.

- از بین کندانسور هوا خنک و برج خنک کن هیبریدی، قیمت کدام یک کمتر است؟

پاسخ این سوال کاملا به شرایط پروژه بستگی دارد. اگر اختلاف دمای بین آب گرم و سرد در خط تولید زیاد باشد، احتمال دارد قیمت سیستم Hybrid cooling tower از ایرکولر کمتر شود و خریدن آن کاملا به صرفه باشد. 

اما اگر اختلاف دمای ورودی و خروجی آب زیاد نباشد و دمای آب خیلی بالاتر از دمای محیط باشد(برای مثال سیستم خنک کاری و کولینگ دیزل ژنراتورهای نیروگاه های پراکنده)، احتمال اینکه قیمت ایر کولر ارزانتر باشد، بیشتر می شود.

- کولر هوایی حداکثر چند درجه آب را سرد می کند؟

بصورت عادی ایرکولر می تواند 20 تا 30 درجه آب را سرد کند، البته به شرطی که دمای آب گرم، به دمای محیط نزدیک نباشد. برای نمونه شما با مبدل هوایی می توانید آب را از 80 درجه به 60 درجه برسانید(در شرایط آب و هوایی تهران).

اما رساندن آب از دمای 60 به 40(در مرداد ماه که مبنای محاسبات تهویه است) امکان ندارد.

- فن و پروانه، چقدر در عملکرد کولر هوایی تاثیر می گذارد؟

پروانه ایرکولر مهمترین نقش را در ایجاد گردش هوا دارد. به همین خاطر است که انتخاب درست فن کولرهوایی(کامپوزیت/فایبرگلاس)، تاثیر قابل توجهی در راندمان خنک کاری دارد. مساله دیگر این است که اگر پروانه بدرستی بالانس نشده باشد یا کیفیت آن مطلوب نباشد، کولر هوایی را گرفتار لرزش شدید می کند که بمرور زمان، قطعات داخلی را از بین میبرد.

کنترل هوشمند برج خنک کن

کنترل هوشمند برج خنک کننده 

کاهش مصرف آب کولینگ تاور

Cooling tower control system

از مهمترین عوامل در کاهش مصرف آب و برق برج خنک کن، کنترل شرایط دمایی محیط و آب خنک شونده است. با استفاده از سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور، می توان میزان دبی آب در جریان را در برج های خنک کننده مدار بسته با توجه به دمای سیال خنک شونده کاهش یا افزایش داد. همچنین در کولینگ تاور تر یا مدار باز می توان با تغییر دادن دور فن فایبرگلاس کولینگ تاور، میزان تبخیر سطحی آب برج خنک کننده را اصلاح نمود. به این صورت، در بازه های زمانی که دمای هوای محیط و در نتیجه دمای مرطوب یا همان وت بالب-Wet Bulb کم می شود مانند شب ها و نیز در فصل هایی که دمای محیط کاهش کلی دارد مانند پاییز و زمستان، میزان آب تبخیر شده و در نتیجه مصرف آب برج خنک کننده نیز کاسته می شود. به منظور مشخص شدن بیشتر این مساله، تغییرات دمای متوسط هوا (برای یک منطقه جغرافیایی مشخص) در ساعات شبانه روز و ماه های سال در تصاویر ذیل نمایش داده شده است.

 

نحوه عملکرد سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

استفاده از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده همراه با استفاده از کولینگ تاور مدار بسته، روش بسیار مناسبی در کم کردن میزان تبخیر آب است. در این حالت و در ساعتهایی که دمای هوای محیط پایین می آید، می توان از برج خنک کن مانند ایر کولر استفاده نمود. این رویکرد تا حدی مشابه روشی است که در کولینگ تاور هیبرید نیز از آن استفاده می گردد. برای اینکه با این مساله بیشتر آشنا شوید می توانید مقاله مربوط به برج خنک کننده هیبرید را مطالعه کنید.

تاثیر سیستم هوشمند بر کاهش مصرف آب کولینگ

بهره گیری از سیستم هوشمند کنترل برج خنک کننده  تاثیر زیادی در کم شدن میانگین مصرف سالیانه آب دارد. در شرایط فعلی کشور که وضعیت آب در شرایط بحرانی است و اکثر نقاط با خشکسالی مواجه هستند، می تواند کمک بزرگی در بهینه سازی مصرف آب صنایع باشد. البته در خصوص مقدار آب مورد نیاز مصرف کولینگ تاور، در مقاله های قبلی توضیحات کاملی را ارائه کردیم.

لازم به توضیح است اجرای طرح های بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج های خنک کن نیازمند هزینه های اولیه مطالعات، طراحی و شبیه سازی های سیالاتی است، لیکن هزینه های اولیه چنین طرح هایی پس از مدتی با کاهش چشمگیر مصرف آب جبران خواهد شد.

علاوه بر توضیحات ارائه شده، با انجام بازرسی مستمر و تعمیرات و نگهداری مناسب می توان راندمان عملکرد برج خنک کننده را به نحو مناسبی افزایش داد. به وسیله سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن می توان این موارد را کنترل کرد:

-کنترل دور فن و موتور کولینگ تاور (کاهش تبخیر آب و کم کردن صدای فن برج خنک کننده بویژه در شب)

-کنترل دمای خروجی آب از برج

- کم کردن مقدار آب مصرفی سیکل ثانویه در کولینگ تاور مدار بسته (آبی که بر روی کویل ها ریخته می شود و آن ها را خنک می کند)

-کنترل وضعیت الکتروموتور برای جلوگیری از افزایش بیش از حد جریان و ولتاژ

اجزا و قطعات مجموعه کنترل هوشمند و کاهش مصرف آب کولینگ تاور

روش کار مجموعه کنترل هوشمند برج خنک کننده به این صورت است که ابتدا اطلاعاتی از شرایط محیط و وضعیت فعلی برج خنک کن به کمک سنسورها دریافت می کند. سپس این اطلاعات وارد تابلو برق و در ادامه اینورتر یا درایو - inverter drive می شود. در داخل اینورتر درایو ویژه برج خنک کننده، اطلاعات مربوط به دمای هوا، دور فن و دمای آب خروجی بررسی می شود و بر اساس برنامه نوشته شده، در صورتیکه دمای هوا کم شود، دور فن کم می شود تا مصرف آب جبرانی کولینگ تاور و مصرف برق فن کم شود. در این روش اگر به هر علتی دمای آب خروجی از حد مجاز تعریف شده در برنامه بیشتر شود، اینورتر و درایو، با اضافه کردن دور فن، دمای آب را به مقدار مناسب میرسانند. قطعات و اجزای اصلی پکیج کاهش مصرف آب در برج خنک کن و کاهش صدا و مصرف برق کولینگ عبارت هستند از :

- اینورتر یا درایو که به موتور الکتریکی برج خنک کن وصل می شود و با فرمان سیستم هوشمند، دور فن را کم و زیاد می کند.

- اینورتر یا درایو که در کولینگ تاور مدار بسته، به پمپ وصل می شود و مقدار پاشیده شدن آب بر روی کویل را تنظیم می کند.

- سنسور دمای هوای محیط

- سنسور دمای آب خارج شده از برج خنک کننده

- تابلو برق، اینورتر و درایو

- نرم افزار کنترل مصرف آب و کنترل مصرف کولینگ تاور

تابلو برق کنترل هوشمند برج خنک کننده، می تواند بین 20 تا 50% در مصرف متوسط برق سالیانه و بین 15 تا 25 درصد در مقدار آب تبخیر شده توسط کولینگ تاور صرفه جویی کند.

در بخش سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده و کاهش مصرف برق و آب، شرکت آراکو افتخار دارد به همراه یکی از شرکت های دانش بنیان داخلی، اینورتر و درایو با کیفیت مورد استفاده در الکترو موتور کولینگ تاور را به حضور شما عزیزان معرفی نماید. اینورتور و درایو الکتریکی برج خنک کننده مورد نظر از بازه توان 0.75 کیلو وات تا 750kW را پوشش می دهد. به کمک Inverter و Drive های برج خنک کن می توان دور فن را در دماهای پایین کاهش داد و باعث صرفه جویی در مصرف آب و برق شد. علاوه بر این درایو مخصوص cooling tower امکان اتصال سنسور دمای PT100 و PT1000 را نیز دارد و زمان استارت موتور، دور آن را به آرامی بالا می برد تا به الکتروموتور و گیربکس برج خنک کننده آسیبی وارد نشود.

تصویر نمونه درایو و اینورتر ویژه برج خنک کننده برای کم کردن دور فن، مصرف برق ، مصرف آب و سر و صدای کولینگ تاور

مقاله تعمیرات و نگهداری کولینگ تاور

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

 

کنترل هوشمند برج خنک کن صنعتی (بتونی، فایبرگلاس، فلزی)

فروش سیستم سختی زدای ویژه برج خنک کننده

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج خنک کننده

فروش برج خنک کننده صنعتی با استاندارد CE اروپا

مشاوره در حوزه برج خنک کننده هیبرید

کاهش مصرف آب کولینگ تاور صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم :

02166561974

02166129745

09124780268   

 

آدرس وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

سوالات رایج در مورد سیستم کنترل برج خنک کن

در این قسمت به بعضی از سوالات بسیار متداول(FAQ) در مورد مجموعه کنترل هوشمند برج خنک کننده و روشهای کم کردن صدای کولینگ تاور و کاهش مصرف آب می پردازیم.

- آیا سافت استارت(Soft start) همان کار اینورتر یا درایو را در برج خنک کننده انجام می دهد؟

پاسخ این سوال منفی است. کار سافت استارت، زیر بار بردن تدریجی موتور است. سافت استارت در فرآیندی چندین ثانیه ای، دور موتور Cooling tower را به مرور زمان از صفر به حداکثر میرساند. هدف سافت استارت جلوگیری از آسیب به موتور در زمان روشن و خاموش کردن آن است. در حالیکه اینورتر می تواند سرعت چرخش پره ها را با تغییر فرکانس، کنترل کند. البته در بیشتر موارد، اینورتر یا درایو برج خنک کن، دارای سافت استارت هم هستند. 

- آیا با استفاده از سیستم کنترل دور برج خنک کننده و اینورتر می شود صدای کولینگ تاور را در شب کم کرد؟

بله با نصب سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور به خصوص در پروژه های مسکونی، می شود شب ها که دمای هوا کم میشود، دور فن را کم کرد تا صدای برج خنک کن باعث آزار و اذیت همسایه ها نشود. این مشکل در پروژه هایی که از کولینگ تاور ارزان قیمت و بی کفیت استفاده می شود بسیار زیاد است و معموله خانه های اطراف از صدای زیاد پره شکایت می کنند. در این موارد اگر امکان تعویض Cooling tower وجود نداشته باشد باید با نصب سیستم کاهش دور فن و کنترل هوشمند، به کم کردن صدای پره ها در زمان استراحت همسایه ها اقدام کرد.

- آیا تاثیر تابلو کنترل هوشمند بر کاهش مصرف آب برج خنک کن، به نوع کولینگ تاور بستگی دارد؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم یکی از عواملی که بر مقدار صرفه جویی در آب برج خنک کننده تاثیر دارد، نوع کولینگ تاور است. برای مثال در برج مخروطی(خمره ای) بخاطر ایرادهای ساختاری، نمی تواند جلوی هدر رفتن آب را از حدی بیشتر گرفت. در مورد کولینگ تاور کراس فلو وضعیت از برج گرد بهتر است.

اما بیشترین مقدار صرفه جویی آب و برق در Cooling tower، به مدل های کانتر فلو مکعبی بر می گردد.