فن کولینگ تاور

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

آشنایی با پروانه برج خنک کننده

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

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.

روش بالانس فن فایبرگلاس(کامپوزیت)

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

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

2- صدای شدید زوزه مانند در فن استک

3- بالا بودن آمپر موتور نسبت به حالت عادی

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

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

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

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

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

مقدار هوادهی و فشار پروانه فایبرگلاس تیغه ای

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

فن برج خنک کننده

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

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

فرمول محاسبه توان فن و پروانه

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

P = dp*q/μ

که در این فرمول

P توان مصرفی واقعی فن بر حسب وات

dp فشار ایجاد شده توسط فن با واحد پاسکال

q مقدار هوادهی پروانه بر حسب متر مکعب در ثانیه

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

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

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

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

جلوگیری از سایش، خوردگی و پوسیده شدن لبه حمله فن

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

خوردگی لبه حمله بلید کامپوزیت

عکسی از لبه پره و بلید آسیب دیده و خورده شده

خراب شدن و شکستن 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.

انواع پروانه کولینگ تاور

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

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

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

پروانه ضربی با قطر کم

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

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

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.

پره برج خنک کننده فایبرگلاس

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

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

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

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.