اثر باد و غبار و شن در برج خنک کننده

Dust and wind effect on cooling tower performance

ورود گرد و خاک و غبار به برج خنک کن یکی از مشکلات بزرگ در بعضی از کارخانه های صنعتی است. معمولا مشکل گرد و خاک و غبار در کارخانه هایی دیده می شود که نزدیک معدن روباز، کارخانه سیمان یا جاده خاکی پرتردد قرار دارند. البته در مناطق مرکزی ایران مانند یزد، کرمان، اصفهان، سیستان و بلوچستان نیز این مشکل دیده می شود.ورود گرد و خاک و غبار محلی علاوه بر ایجاد گرفتگی در پکینگ کولینگ تاور، به کاهش راندمان عملکرد نیز می انجامد. همچنین ورود مستمر خاک و شن به داخل حوضچه کولینگ تاور، موجب ایجاد لجن در حوضچه و پایپینگ می گردد.

شن، ماسه، غبار و گرد و خاک محیطی به تمام کولینگ تاورها آسیب می رساند. البته میزان افت راندمان و آسیب ایجاد شده، در انواع مختلف برج خنک کننده، متفاوت می باشد.

در ادامه مطلب به بررسی تاثیر گرد و خاک و باد بر انواع مختلف برج خنک کننده می پردازیم.

1- تاثیر باد و گرد خاک در برج خنک کن بطری شکل

برج خنک کن بطری شکل(مدور یا گرد) بدترین وضعیت را در میان برج های خنک کن از نظر آسیب پذیری در مقابل گرد و خاک و آلودگی محیطی دارد. در کولینگ تاور گرد به دلیل عدم امکان استفاده از لوور، گرد و خاک محیط که براثر باد جا به جا می شوند به راحتی وارد حوضچه برج شده و آب را آلوده می کنند. همچنین به علت عدم وجود قطره گیر در کولینگ تاور گرد فایبرگلاس، امکان ورود خاک از قسمت فن استک به برج خنک کننده وجود خواهد داشت.

همانگونه که قبلا ذکر شد برج های خنک کننده گرد (دایره ای)، به دلیل کیفیت بسیار پایین و وجود مشکلات متعدد، برای استفاده صنعتی به هیچ عنوان مناسب نیستند و صرفا قیمت پایین تری دارند.

2- تاثیر باد و گرد خاک در برج خنک کننده کراس فلو(جریان متقاطع)

کولینگ تاور کراس فلو یا جریان متقاطع، در مقابل باد و گرد و خاک، عملکرد بهتری نسبت به برج خنک کن بطری شکل دارد. این نوع از برج خنک کننده به دلیل وجود لوور و قطره گیر در هنگام وزش باد و ایجاد گرد و خاک، به میزان کمتری از راندمان اش کاهش می یابد لیکن به دلیل اینکه در کولینگ تاور کراس فلو، ورودی هوا مساحت زیادی را اشغال می کند و نیز تا قسمت بالای برج خنک کننده ادامه دارد، عملکرد ضعیفتری نسبت به برج های خنک کن کانتر فلو یا جریان مخالف خواهد داشت.

3- تاثیر شن و غبار در برج خنک کن کانتر فلو (جریان مخالف)

بهترین عملکرد و مقاومت در مقابل گرد و خاک و غبار مربوط به کولینگ تاور کانتر فلو مکعبی است. البته در این میان، برج خنک کننده مکعبی فایبر گلاس که از لوور لانه زنبوری بهره مند باشد، مقدار کمتری افت راندمان و گرفتگی را خواهد داشت. دلیلی این امر مساحت کمتر ورودی های هوا در این نوع برج خنک کننده و ارتفاع کمتر ورودی های آن می باشد.

کولینگ تاور مجهز به شن گیر(ضد شن و خاک)

برای جلوگیری از ورود ذرات معلق به سیستم، با استفاده از یک طراحی منخصر بفرد، اقدام به تولید برج خنک کننده دارای شن گیر کرده ایم. این مدل خاص برج دارای ورودی مجهز به ماسه گیر، بصورت ویژه برای مناطقی مثل زابل، کرمان، بافق، طبس، یزد، اصفهان و شهرهایی ساخته شده که در معرض طوفان شن هستند. علاوه بر ورودی ضد شن و ماسه، در این کولینگ تاور از پکینگ نت اسپلش ضد رسوب استفاده می کنیم تا راندمان آن در طول زمان ثابت باشد.

فروش کولینگ تاور کانتر فلو مکعبی فایبر گلاس

ساحت برج خنک کننده دارای شن گیر

افزایش راندمان کولینگ تاور صنعتی

فروش و تامین قطعات برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

www.araco.ir

سیستم توزیع آب برج خنک کن

Cooling tower water distribution system

Cooling tower nozzle 

نازل و کانال به عنوان یکی دیگر از قطعات اصلی برج خنک کن شناخته می شوند. وظیفه اصلی نازل ها و کانالها، پاشش آب به صورت یکنواخت بر روی سطح پکینگ برج خنک کننده است. برای همین اگر نازل کولینگ تاور خراب شود یا رسوب بگیرد، در عملکرد و راندمان سیستم خنک کاری تاثیر منفی می گذارد. به صورت کلی پاشش آب بر روی پکینگ ها به 3 روش مختلف انجام می شود.

اسپرینکلر در کولینگ تاور خمره ای و گرد

نازل آب تحت فشار یا ثقلی در برج خنک کن کانتر فلو

کانال آبرسانی در برج خنک کننده کراس فلو 

1-اسپرینکلر برج خنک کن بطری شکل(نازل کولینگ تاور گرد)

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

2-نازل تحت فشار آب در برج خنک کن کانتر فلو مکعبی(نازل مربع پاش کولینگ تاور)

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

نازل دک اسپری برج خنک کن

نازل مربع پاش برج خنک کننده که به نازل Dek Spray(اصطلاح Deck spray صحیح نیست) نیز معروف است اولین بار توسط کمپانی Brentwood آمریکا تولید شد. این نازل از نوع نازل های تحت فشار بوده و بر روی لوله های آبرسانی با قطر 2.5 و 3 اینچ قابل نصب است. جنس نازل دک اسپری از ABS و PP است. ویژگی اصلی نازل مربع پاش برج خنک کن، پوشش مناسب فضای بین نازل ها ،از بین بردن فضای مرده و بالا بردن راندمان برج خنک کننده است. همچنین این نوع نازل به نازل های ضد رسوب نیز معروف هستند. حداقل فشار مورد نیاز نازل مربع پاش، 0.4 الی 0.6 بار است.

اندازه چتر پاشش آب نازل دک اسپری کولینگ تاور، به فاصله نازل تا سطح پکینگ و فشار آب ارتباط دارد. به عنوان مثال در فشار 2 اتمسفر، طول ضلع مربع پاشش در ارتفاع 30 سانتیمتری از نازل برابر 60 الی 80 سانتیمتر است.

 

نازل طرح هامون 

Hamon cooling tower nozzle

در نازل برج خنک کننده طرح هامون، فشار آبدرون لوله، باعث پاشیده شدن آب به سمت پایین از درون دریچه نازل و ریختن آن بر روی صفحات پایینی کولینگ تاور می شود. در ادامه آب از روی این صفحات به اطراف پاشیده شده و پکینگ ها رو تغذیه می کند. ویژگی این نوع نازل مقاومت مناسب در مقابل رسوب است.

باید توجه داشت با توجه به شرایط این نازل، حداقل فاصله آن از سطح پکینگ ها باید بین 60 الی 70 سانتیمتر باشد تا پوشش مناسب ایجاد گردد.

نازل ثقلی یا وزنی سه مرحله ای برج خنک کن

این نازل کولینگ تاور در مواردی کاربرد دارد که فشار آب داخل لوله یا کانال بسیار کم است. در نازل وزنی برج خنک کن، آب به صورت عمودی از سه مرحله دایره هم مرکز عبور می کند و به مرور زمان قطر محل عبور آب کم می شود. در این حالت آب به صفحات برخورد می کند و به صورت گرد پخش می شود. حداقل فاصله نازل سه مرحله ای از سطح پکینگ باید 40 الی 50 سانتیمتر باشد.

3-کانال آبرسانی برج خنک کن صنعتی و کراس فلو(جریان متقاطع)

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

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

فیلم عملکرد نازل دبی متغییر برج خنک کننده

همانگونه که بیان شد یکی از بزرگترین مشکلات نازل و کانال آب رسانی برج خنک کننده، رسوب آن می باشد. بدلیل سختی بالای آب در بسیاری از موارد مشاهده می گردد که نازل و اسپرینکر برج خنک کننده دچار رسوب و گرفتگی شده و باعث می شود پاشش آب به خوبی صورت نگیرد و در نتیجه راندمان عملکرد برج خنک کننده کاهش یابد.

تعمیرات و نگهداری نازل و سیستم آبرسانی برج خنک کن

 

با توجه به این موارد و تاثیرات مخرب رسوب در برج خنک کن، در اکثر کارخانجات و نیز هنگام استفاده از کولینگ تاور جهت خنک کاری چیلر تلاش می گردد از تجهیزاتی استفاده شود که از ایجاد رسوب جلوگیری گردد. بدلیل عدم کارآیی بسیاری از این تجهیزات جهت جلوگیری از تشکیل رسوب و بالا بودن سختی آب در اکثر مناطق ایران، شرکت آراکو با همکاری شرکت ری موج اقدام به ارائه دستگاه ویژه رسوب زدا و سختی گیر برج خنک کننده نموده است.

دستگاه رسوب زدای کولینگ

 

سرویس، تعمیرات و فروش کولینگ تاور

فروش برج خنک کننده فایبر گلاس مدار باز

فروش دستگاه سختی گیر برج خنک کننده 

فروش نازل طرح هامون برج خنک کننده

فروش نازل ثقلی کولینگ تاور

فروش نازل ضد رسوب برج خنک کن 

فروش نازل مربع پاش کولینگ تاور

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

کانال آپارات فیلم آموزشی برج خنک کن : https://www.aparat.com/ARACo_cooling

انواع کولینگ تاور(فرم هندسی بدنه)

برج خنک کننده یا کولینگ تاورهای پکیج از لحاظ فرم کلی ظاهری به انواع مختلفی تقسیم می شوند که در این بخش قصد داریم به ارائه توضیحاتی در این خصوص و مقایسه این مدل ها بپردازیم. البته برج خنک کننده به روش های دیگری هم طبقه بندی می شود که در مقالات دیگر به توضیح آن خواهیم پرداخت. در تصویر زیر نمودار کامل دسته بندی برج خنک کن را می بینید.

برج خنک کننده بطری شکل(کولینگ تاور گرد -خمره ای)

این نوع از برج خنک کن بیشتر در مصارف مسکونی به کار می رود. بدنه Bottle type cooling tower از قطعات فایبر گلاس که به صورت پترن در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده است. از لحاظ نوع برخورد جریان هوا و آب، جزو دسته جریان مخالف یا برج های خنک کننده کانتر فلو قرار می گیرند. تنها فایده برج خمره ای، قیمت نسبتا پایین آن است.در بین بقیه انواع کولینگ تاور، مدل مخروطی عموما دارای نازل و قطره گیر ثابت نیست و پاشش آب از طریق قطعه ای دوار به نام اسپرینکلر صورت می گیرد که خود باعث بروز مشکلاتی فراوان در حوزه تعمیرات و نگهداری حواهد شد. 

استفاده از برج خنک کن بطری شکل(گرد یا خمره ای) به دلیل خرابی زیاد و هزینه تعمیرات و نگهداری بالا و راندمان پایین، مدت زیادی است در کشورهای اروپایی و مدرن منتفی شده است.

تنها مزیت برج های خنک کن بطری شکل 

• قیمت پایین در سایزهای کوچک

معایب برج خنک کننده بطری شکل(گرد) 

• راندمان پایین آبرسانی به دلیل چرخش سیستم اسپرینکلر
• خرابی نسبتا زیاد
• رسوب و گرفتگی سیستم اسپرینکلر
• نداشتن قطره گیر ثابت و اتلاف آب زیاد
• انتقال حرارت آب گرم ورودی با مخزن آب 
• راندمان پایین سیستم تسمه پولی برج خنک کن و خرابی نسبتا زیاد
• نامناسب بودن برای کاربری صنعتی و واحد های مسکونی لوکس
• استحکام بسیار پایین بدنه و مقاومت پایین در مقابل نیرو و ضربه

کولینگ تاور کراس فلو یا ذوزنقه ای(Cross flow cooling tower)

این مدل از انواع برج های خنک کن که به کولینگ تاور جریان متقاطع نیز شهرت دارد، از لحاظ کلی از کیفیت نسبتا بهتری در مقایسه با برج خنک کننده مخروطی(گرد) برخوردار می باشد. در برج کراس فلو پکینگ(فیلینگ) در دیواره های کناری قرار میگیرد. به دلیل شکل بدنه و برخوردار بودن از شاسی می توان در کولینگ کراس فلو از گیربکس هم استفاده کرد. همچنین سیستم پاشش آب در این برج ها عموما به صورت حوضچه می باشد که راندمان بسیار بالاتری از برج های خنک کننده گرد(دوار) را فراهم می کنند.

مزیت برج خنک کن کراس فلو یا ذوزنقه ای 

• امکان جانمایی مناسب در پروژه مسکونی
• ارتفاع کمتر از برج خنک کننده مکعبی
• قیمت نسبتا مناسب

معایب برج خنک کننده کراس فلو یا ذوزنقه ای

• گرفتگی حوضچه های توزیع آب به مرور زمان
• نزدیک بودن ورودی هوا به فن که موجب جریان گردابی و کاهش راندمان کولینگ تاور می شود
• توزیع غیر یکنواخت آب بر روی پکینگ ها بدلیل پاشش آب از بالا
• نامناسب بودن برای کاربرد صنعتی

برج خنک کننده مکعبی( کانتر فلو یا جریان مخالف،Counter flow cooling tower)

برج کانتر فلو از لحاظ کیفیت و راندمان بهترین گزینه در بین سایر انواع کولینگ تاور است. به همین دلیل معمولا از موارد فوق قیمت بیشتری دارد. در کولینگ تاور چهار گوش، راندمان عملکرد بسیار بالا است و تعمیرات و نگهداری بسیار راحت و کم هزینه می باشد. بدنه برج خنک کن جریان مخالف از استحکام بالایی برخوردار بوده و به دلیل استفاده از قطره گیر ثابت و لوور، پاشش آب و اتلاف آن به حداقل میرسد. همچنین در کولینگ تاور مکعبی از نازل ثابت استفاده می کنند. کیفیت بالا و کاربری مناسب برج مکعبی کانترفلو، آن را به بهترین گزینه برای کاربردهای صنعتی، تجاری و مسکونی تبدیل می نماید.

مزیت برج های خنک کن فایبرگلاس کانتر فلو 

• کیفیت مناسب
• راندمان تبخیر بالا
• فاصله نسبتا زیاد بین ورودی هوا و خروجی فن
• استفاده از نازل های ثابت تحت فشار
• حداقل پاشش آب به دلیل استفاده از قطره گیر ثابت و لوور
• تعمیرات و نگهداری آسان
• امکان استفاده از گیر بکس با راندمان بالا
• کاربری صنعتی، تجاری و مسکونی لوکس

معایب برج خنک کننده مکعبی کانتر فلو

• قیمت بالاتر نسبت به برج خنک کننده بطری شکل
• نیاز به پمپ جداگانه جهت تامین هد مورد نیاز و فشار نازل ها

کولینگ تاور هلر(بتنی نیروگاهی)

احتمالا شما هم هنگامی که از نزدیکی یک نیروگاه رد شدید، برجهایی با دودکش بتنی بزرگی را دیده اید که از آنها بخار خارج می شود. نام این تجهیزات برج خنک کننده بتنی هلر است. در بین برج ها این مدل از انواع کولینگ تاور، معمولا فن ندارد و حرکت هوا در آن بخاطر اختلاف فشار در پایین و قسمت ورودی با خروجی بالا رخ میدهد. تفاوت اصلی برج خنک کن هلر با سیستم هایی که تاکنون توضیح دادیم، این است که در محل پروژه ساخته می شوند و در برخی موارد بصورت خشک هم کار می کند.

 

فروش برج خنک کن صنعتی، تجاری و مسکونی لوکس

فروش کولینگ تاور فایبرگلاس برای چیلر جذبی

طراحی برج خنک کننده پکیج صنعتی

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج های خنک کننده

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم :  09124780268   

02166561974

02166129745

www.araco.ir

[e-mail]

مقاله های مرتبط

طبقه بندی کولینگ تاور از نظر مکش و دمش هوا

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

کولینگ تاور هیبرید

برج خنک کننده بتنی نیروگاه برق

سیستم هوشمند کولینگ تاور(مدیریت مصرف آب و برق)

Cooling tower control system

از مهمترین عوامل کاهش مصرف آب و برق، کنترل شرایط دمایی محیط و آب است. با استفاده از سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور، می توانید مقداردبی آب را بر اساس دمای مورد نظر در خروجی، کاهش یا افزایش دهید. همچنین در کولینگ تاور تر(مدار باز) با تغییر دادن سرعت چرخش فن فایبرگلاس، مقدار تبخیر آب برج تنظیم می شود

به این صورت، در مواقعی که دمای هوای محیط و در نتیجه 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) حجم آب تبخیر شده و در نتیجه مصرف آب برج خنک کننده نیز کاسته می شود.

در نمودار زیر تغییرات دمای متوسط هوا(برای یک منطقه جغرافیایی مشخص) در ساعات شبانه روز و ماه های سال نشان داده شده است.

 

عملکرد سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

استفاده از سیستم کنترل هوشمند همراه با کولینگ تاور مدار بسته، روش بسیار مناسبی در کم کردن مقدار متوسط 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 کنید. این رویکرد مشابه روشی است که در کولینگ تاور هیبرید نیز بکار میرود. البته برح خنک کننده هیبرد، دو عدد کویل دارد. برای اینکه با این مساله بیشتر آشنا شوید می توانید مقاله برج خنک کننده هیبرید را مطالعه کنید.

تاثیر سیستم هوشمند بر کاهش مصرف آب کولینگ

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

البته اجرای طرح های بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج های خنک کن، نیاز به هزینه های اولیه مطالعات، طراحی و شبیه سازی های سیالاتی دارد. 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 افزایش داد. به وسیله سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن می توانید این موارد را کنترل کنید:

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

-مدیریت دمای خروجی آب از برج

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

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

اجزا مجموعه مدیریت هوشمند و کاهش مصرف آب کولینگ تاور

مجموعه کنترل هوشمند 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. بر اساس برنامه نوشته شده، در صورتیکه دمای هوا کم شود، دور فن کاهش می یابد. با کم شدن سرعت چرخش پره ها، مصرف آب جبرانی کولینگ تاور و مصرف برق پروانه کم میشود. در این روش اگر به هر علتی، دمای آب خروجی از حد مجاز تعریف شده در برنامه بالاتر رود، 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 که به موتور الکتریکی برج خنک کن وصل می شود و با فرمان سیستم هوشمند، دور فن را کم و زیاد می کند.

- 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 و پکیج 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 سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده و کاهش مصرف برق و آب، ما افتخار داریم به همراه یکی از شرکت های دانش بنیان، اینورتر با کیفیت مورد استفاده در الکتروموتور کولینگ تاور را به حضور شما عزیزان معرفی نماید. درایو الکتریکی برج خنک کننده HPE از بازه توان 0.75 کیلو وات تا 750kW را پوشش می دهد. به کمک Inverter برج خنک کن می توان دور فن را در دماهای پایین کاهش داد. در نتیجه 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. اینورتر HPE در زمان استارت موتور، دور آن را به آرامی بالا می برد تا به الکتروموتور و گیربکس برج خنک کننده آسیبی وارد نشود.

درایو و اینورتر ویژه برج خنک کننده برای گاهش دور فن، مصرف برق، مقدار آب و سر و صدا

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

مدیریت مصرف کولینگ تاور

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج خنک کننده

مشاوره در حوزه برج خنک کننده هیبرید

کاهش مصرف آب کولینگ تاور صنعتی

محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم :

02166561974

02166129745

09124780268   

آدرس وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

مقاله تعمیرات و نگهداری کولینگ تاور

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

---

سوالات رایج در مورد سیستم کنترل برج خنک کن

در این قسمت به پاسخ سوالات 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 همان کار اینورتر را در برج خنک کننده انجام می دهد؟

خیر. 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 می باشد. 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 سیستم کنترل دور 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. به این صورت صدای برج خنک کن باعث آزار و اذیت همسایه ها نخواهد شد. این مشکل در پروژه هایی که از کولینگ تاور ارزان قیمت و بی کفیت استفاده می شود بسیار زیاد است. 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.

---

اثر پکیج مدیریت هوشمند بر مصرف آب برج خنک کن، به چه مواردی بستگی دارد؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم یکی از عواملی که بر مقدار صرفه جویی در آب تاثیر دارد، نوع کولینگ تاور است. برای مثال در برج مخروطی(خمره ای) بخاطر ایرادهای ساختاری، نمی تواند جلوی هدر رفتن آب را از بصورت کامل 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.

برج خنک کن با فن دمنده - فن سانتریفیوژ

یکی از انواع Cooling tower، برج خنک کننده دمشی یا کولینگ فورس درفت است.

در حالت کلی راندمان عملکرد برج خنک کننده مکنده که فن آن در بالای کولینگ تاور قرار دارد، از برج خنک کننده دمنده(فن در قسمت پایین) بیشتر است، لیکن در برخی موارد و به دلایل خاصی باید از برج خنک کن دمنده یا Forced draft cooling tower استفاده نمود. در تصویر ذیل، شماتیکی از نحوه عملکرد کلی برج خنک کن دمشی و کولینگ تاور با فن مکنده نمایش داده شده است.

دلایل استفاده از کولینگ تاور فورس درفت

همانطور که گفتیم Forced draft cooling tower در شرایط عادی کمتر استفاده می شود.

مهمترین دلیل استفاده از کولینگ دمشی یا برج خنک کننده دمنده، شرایط خاص سیال خنک شونده(اسیدی بودن) در برخی از کارخانجات است.(مانند ذوب و احیا روی)

در صورتیکه آب خنک شونده خاصیت خورندگی بسیار بالایی داشته باشد مانند کارخانجات تولید روی و مس، خطوط تولید اسید، و حتی خطوط تولید رب گوجه، هوای اشباع خارج شده از برج خنک کننده دارای خاصیت اسیدی بسیار بالایی خواهد بود. این شرایط موجب می شود که اگر از برج خنک کننده کانتر فلوی مکنده(فن از بالا) استفاده شود، تجهیزاتی مانند فن، موتور، گیربکس، و سایر متعلقات که در مسیر جریان هوای خروجی می باشند به سرعت خورده شده و عملکرد برج دچار مشکل گردد. همچنین رسوب گذاری زیاد در این شرایط موجب گرفتگی سریع پکینگ کولینگ تاور می گردد. در تصویر زیر نمونه خوردگی فن و موتور و گرفتگی پکینگ برج خنک کن مشاهده می شود.

 خوردگی شدید، رسوب و زنگ زدگی پره، موتور و فن استک برج خنک کننده

راه حل مورد استفاده در این موارد استفاده از برج دمشی است که فن کولینگ تاور در قسمت پایین برج قرار دارد و هوا را به داخل برج میدمد. در این حالت فن و سیستم محرکه آن، در معرض خوردگی قرار نمی گیرند و عمر میانگین این گونه تجهیزات به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.

البته در ازای سالم ماندن اجزای ماشینری کولینگ تاور، فن و موتور باید افت فشار بیشتری ایجاد کنند. به همین دلیل در بعضی از انواع کولینگ تاور فورس درفت از فن گریز از مرکز یا سانتریفیوژ استفاده می گردد.

همچنین در بعضی از نمونه های برج خنک کننده دارای فن از پایین، به دلیل نحوه پاشش آب، نیازی به استفاده از پکینگ نبوده و در نتیجه مشکل رسوب در پکینگ ها از بین خواهد رفت. 

برج خنک کننده فلزی، گالوانیزه، استیل

کولینگ تاور فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز و سانتریفیوژ و هم با فن های محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از فن سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می شود. کولینگ تاور فلزی در صنایع لبنیات بسیار مورد استفاده قرار گرفته. 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 SPX، و شرکت بالتیمور-Baltimore و اواپکو - Evapco هم کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. در ابعاد بزرگ و برج خنک کن صنعتی مونتاژ در محل(Field erected cooling tower) بخاطر محدودیت در اندازه فن گریز از مرکز و سانتریفیوژ(Centrifugal fan)، از فن محوری(axial fan) برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر زیر نمونه هایی از برج خنک کننده دمشی یا فورس درفت را میبینید. 

نمونه کولینگ تاور طرح اوتوتک برای کارخانه تولید روی

---

طراحی و فروش برج خنک کن دمنده درصنایع روی، تولید اسید و ...

طراحی و ساخت کولینگ تاور سانتریفیوژ

فروش کولینگ تاور فایبر گلاس صنعتی با استاندارد CE اروپا

فروش قطعات (پکینگ، قطره گیر، فن، موتور و گیربکس) برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله و لینک های مرتبط

طراحی، مشاوره و تولید کولینگ تاور صنعتی

کانال آپارات آشنایی با برج خنک کننده، فن و پکینگ

دستگاه سختی گیر کولینگ تاور

جزوه  فارسی آشنایی با برج های خنک کن و انواع آن

دانلود کتاب فارسی معرفی و مقایسه قطعات برج های خنک کن صنعتی و تجاری 

روش طراحی برج خنک کن(اصول انتخاب کولینگ تاور)

Cooling tower selection and sizing

معمولا وقتی که واحد فنی یک شرکت یا کارخانه می خواهد برای خنک کردن بخشی از خط تولید خود از برج خنک کن استفاده کند، در مرحله اول نیاز به محاسبه ظرفیت تبرید و تعیین دمای ورودی و خروجی کولینگ تاور دارد. البته در مواردی، واحد فنی به اشتباه، برای استعلام قیمت کولینگ تاور فقط ظرفیت خنک کاری را به واحد بازرگانی اعلام می کند(مثلا استعلام قیمت برج خنک کن 100 تن تبرید یا خرید و انتخاب تامین کننده کولینگ تاور 500 تن). در این حالت واحد بازرگانی یا تدارکات و تامین، به مشکل بر می خورند. زیرا اندازه و سایز کولینگ تاور صنعتی، ارتباط مستقیمی با توان خنک کاری یا تن تبرید ندارد. پیشنهاد می کنیم اگر در مورد روش صحیح استعلام قیمت برج خنک کننده به دنبال مطلب مناسبی هستید، بر روی این لینک کلیک کنید.

ما برای اینکه بتوانیم خدمتی هر چند کوچک، برای افزایش اطلاعات علمی خریداران برج خنک کننده انجام دهیم، همیشه تلاش می کنیم اطلاعات فنی کاملی را در اختیار شما مخاطبان عزیز بگذاریم و به نوعی مشاوره قبل از خریدن کولینگ تاور را در اختیارتان قرار دهیم. در این بخش به بعضی از مفاهیم و کلمات مورد استفاده در طراحی و محاسبه ظرفیت Cooling tower اشاره می کنیم. آشنایی با این مفاهیم می تواند به مهندسین کمک کند، تا در هنگام طراحی و انتخاب ظرفیت برج خنک کننده و یا اجرای تعمیرات و طرح بهینه سازی و کاهش مصرف آب و برق، به نتیجه مطلوبتری برسند.

طبقه بندی انواع کولینگ تاور صنعتی و برج خنک کننده مناسب برای چیلر

برای مشاهده این کلمات و مفاهیم در طراحی و عملکرد برج خنک کننده، به ادامه مطلب مراجعه فرمائید.

برای استعلام قیمت برج خنک کن چه اطلاعاتی نیاز داریم؟

 

طراحی کولینگ تاور برای چیلر و کاربری ساختمانی

طراحی و انتخاب کولینگ تاور صنعتی

مشاوره، طراحی و فروش برج خنک کن فایبرگلاس صنعتی با استاندارد CE

اورهال، افزایش راندمان و بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی و مسکونی

فروش قطعات(پکینگ، قطره گیر، فن، موتور و گیربکس) برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزش کولینگ تاور

دانلود جزوه فارسی آشنایی با برج خنک کن و انواع آن

دانلود مقاله معرفی و مقایسه قطعات کولینگ تاور صنعتی و تجاری

---

مفاهیم اصلی و تعاریف در طراحی و بهینه کردن برج خنک کننده

تبخیر سطحی چیست

تبخیر سطحی فرآیندی فیزیکی است که در آن، مایع به حالت بخار و گاز در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. هر مایعی به میزان مشخصی و در هر دمایی دچار تبخیر سطحی 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 به نوع مایع بستگی دارد و با نمادLV  نشان داده می‏شود. بنابراین داریم:

Q_V=mL_V 

مراحل تبدیل جامد به مایع و مایع به گاز و بخار و برعکس

در حقیقت طی فرآیند تبخیر سطحی، مایع تبخیر شده گرمای نهان تبخیر را از محیط و سیال اولیه می گیرد و باعث خنک شدن سیال و محیط خواهد شد. 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 است. در عین حال این روش به مصرف بالای آب می انجامد.

دمای حباب خشک

Dry Bulb 

دمای حباب خشک در هر منطقه جغرافیایی و طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر است. این اعداد در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرند. دمای حباب خشک یا درای بالب، معمولا همان دمایی است که ما از آن به عنوان دمای هوا یاد می کنیم. برای نمونه دمای داری بالب شهر تهران حدود 40 الی 44 سانتیگراد است(مبنای محاسبات تهویه گرمترین زمان سال در ظهر مرداد ماه است)

دمای حباب مرطوب یا وت بالب

Wet Bulb

با توجه به تعریف دمای خشک، اگر به دور حباب دماسنج، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دماسنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به(wet-bulb) یا دمای حباب مرطوب معروف است. وت بالب یک دمای تعادلی است که به دمای خشک هوا، رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

البته دمای خشک و دمای مرطوب در طی ماههای سال تغییر می کند. ولی منظور ما از این دو دما در طراحی کولینگ تاور، متوسط حداکثر دمای خشک و دمای مرطوب در گرمترین فصل سال(مرداد ماه) است.

لازم است بدانید دمای آب یا سیال خنک شده در برج خنک کن، در بهترین شرایط 2 الی 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب یا Wet bulb خواهد بود.

تعریف دمای مرطوب و روش اندازه گیری وت بالب(wet bulb)

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

دانلود نمودار سایکرومتریک PsychrometricChart

معنی رنج چیست؟

معنی دمای Range در برج خنک کن : اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range می گوییم. در حقیقت این عدد نشانگر مقدار تغییر دمای کولینگ واتر است.

اپروچ چیست؟

دمای تقرب در برج خنک کننده یعنی چه؟

معنی اپروچ(Approach) در برج خنک کننده : اختلاف دمای بین سیال یا آب در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط (wet bulb)، را Approach می گوییم. همانگونه که بیان شده از نظر تئوری مقدار دمای تقرب یاApproach  در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2 تا 3 درجه سانتیگراد باشد.

برای اینکه با مفهوم اپروچ بیشتر آشنا شوید به ذکر مثالی در این مورد می پردازیم. فرض کنید دمای مرطوب یک شهر مثل شیراز برابر 18 درجه سانتیگراد است. اگر در یک کولینگ تاور صنعتی بخواهیم در این شهر دمای آب را از 40 درجه به 30 درجه سانتیگراد برسانیم، مقدار دمای اپروچ برابر 12 درجه و مقدار رنج 10 درجه سانتیگراد خواهد بود. 

حال که با مفهوم آپروچ در برج خنک کن آشنا شدید، می خواهیم نکته بسیار مهمی را که می تواند به صرفه جویی در هزینه های شما منجر شود، با شما در میان بگذاریم. اگر می خواهید آب خط تولید یا دستگاه خاصی را به یک مقدار مشخص(مثلا 15 درجه) خنک کنید، یا به عبارت دیگر رنج شما 15 درجه باشد، هر چقدر مقدار اپروچ بیشتر باشد، قیمت کولینگ تاور ارزانتر و اندازه و مدل آن کوچکتر می شود.

برای مثال اگر وت بالب برابر 22 باشد، برجی که دمای آب را از 45 به 30 درجه سانتیگراد برساند، خیلی ارزانتر و کوچکتر از برج خنک کن ای خواهد بود که بخواهد دما را از 40 به 25 برساند. این درحالی است که ظرفیت هر دو نمونه، از نظر تن تبرید برابر است!

تعریف دمای اپروچ(Approach) و اختلاف دمای رنج(Range) در Cooling tower

مفهوم آب جبرانی در برج خنک کن

Cooling tower make up water

آب جبرانی(make up water) به مقدار آبی گفته می شود که برای جبران آب تبخیر شده و آب سر ریز به داخل مخزن برج خنک کننده اضافه می شود. آب Make up در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و PH داشته باشد. معمولا برای اینکه در برج خنک کننده سختی و رسوب وجود نداشته باشد، از آب نرم باید برای میک آپ استفاده کرد. البته لازم نیست برای آب جبرانی حتما از سیستم RO استفاده کنید. اما هر چقدر مقدار سختی آب ورودی کمتر شود، عدد سیکل تغلیظ را می توانید بالاتر ببرید.

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

معنی آب سر ریز کولینگ تاور

Cooling tower blow down water

آب سر ریز(Blow down) در برج خنک کننده به حجم آب گفته می شود که برای حفظ شرایط آب(سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده دلخواه، از مخزن آن تخلیه می شود. مقدار آب دور ریز یا تخلیه در کولینگ تاور به عدد ضریب غلظت بستگی دارد.

ضریب تغلیظ در برج خنک کننده یعنی چه؟

Cycle Of Concentration - COC

به نسبت غلظت یونهای آب سر ریز یا Blow Down به آب جبرانی یا  Make up،در برج خنک کننده ضریب تغلیظ می گوییم. ضریب تغلیظ در برج خنک کن صنعتی معمولا بین 3 الی 7 است. محاسبه و تعیین ضریب تغلیظ نیازمند اطلاع داشتن از شرایط آب منطقه و نوع پکینگ مورد استفاده در کولینگ تاور است.

محاسبه ظرفیت برج خنک کن

توان سرمایش کولینگ تاور چند تن تبرید باید باشد؟

در ابتدای این بحث باید مساله ای که متاسفانه در بازار تهویه و سرمایش به شدت رواج دارد را مشخص کنیم. 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. به عبارت دیگر  یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید، ممکن است 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 بوده و دماهای آن هم مشخص است. به همین دلیل 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 توان با استفاده از تن تبرید، اندازه برج خنک کننده و مدل آن را مشخص کرد. 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 میزان حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از سیال خنک شونده جذب می کند، ظرفیت کولینگ تاور می گویند. ظرفیت نامی برج خنک کننده با ظرفیت واقعی و عملکردی آن تفاوت دارد.

ظرفیت برج خنک کننده بر حسب کیلو وات یا تناژ تبرید اندازه گیری می شود. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

 

طراحی و فروش کولینگ تاور 

محاسبات برج خنک کن

مشاوره خرید و انتخاب برج خنک کننده برای چیلر

مشاوره کولینگ تاور صنعتی

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

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

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