مقایسه کولینگ تاور بر اساس مساحت و دبی آب

دلیل تفاوت اندازه برج خنک کننده

همانطور که قبلا گفتیم، واحد تن تبرید معیار مناسبی برای انتخاب برج خنک کننده صنعتی نیست. یکی از محدودیت های بسیار رایج در کولینگ تاور صنعتی، واترلود(water-loading or Cooling tower rain density) یا میزان آب قابل پاشش بر سطح واحد(متر مربع) است.

محدوده مجاز واتر لودینگ در برج خنک کن

عدد واتر-لود بر اساس نوع پکینگ کولینگ تاور مشخص می گردد. از آنجا که در اکثر برج های خنک کننده فایبرگلاس، از پکینگ فیلم استفاده می شود، میزان واتر لود یا چگالی پاشش آب(Rain density) نباید از 25-27 متر مکعب در ساعت بر متر مربع تجاوز کند.

با افزایش واتر لود از این حد، عملا آب پاشیده شده بر روی پکینگ برج خنک کن، نمی تواند به خوبی از منافذ لانه زنبوری مدیا عبور کند و  راندمان تبخیر افت می کند.

مقاله آشنایی با انواع پکینگ برج خنک کننده

در برخی از موارد و در صورت عدم آشنایی خریدار، عده ای از تولید کنندگان اقدام به فروش برج خنک کننده با ابعاد کوچکتر می نمایند که صرفا موجب پایین آمدن قیمت می گردد، اما این مساله در فصل تابستان و نیز زمان عملکرد مداوم دستگاه می تواند ضرر های جبران ناپذیری را به سیستم وارد نماید. یکی از روش های دیگر برای کوچک کردن اندازه برج خنک کننده استفاده از پکینگ فیلم با گام 12 هست. پکینگ گام 12 به دلیل سطح تبخیر بالا باعث کوچک شدن و ارزانتر شدن برج خنک کننده می شود اما پس از مدت کوتاهی بدلیل گرفتگی و رسوب، راندمانش پایین آمده و باعث ایجاد مشکل در خط تولید خواهد شد که این مساله به ضررهای مالی هنگفت خریدار کولینگ تاور خواهد انجامید. در واقع زمانی که مشتری برج خنک کننده، به گمان خودش برای صرفه جویی در مخارج از پیشنهاد های صرفا ارزان استقبال می کند، ریسک متوقف شدن خط تولید و هزینه های بالای تعمیرات و نگهداری به دلیل کیفیت بد و ایرادات ساخت را می پذیرد.

تاثیر واتر لود برج خنک کننده بر ابعاد کولینگ تاور

به منظور مشخص شدن مفهوم واترلود به ذکر مثالی در رابطه می پردازیم. فرض کنیم جهت خنک کاری بخشی از خط تولید، نیاز است آب با دبی 110 متر مکعب بر ساعت از دمای 40 درجه سانتیگراد به دمای 30 درجه برسد. در این شرایط یکی از تامین کنندگان(تولید کننده A) پیشنهاد استفاده برج خنک کن به ابعاد 2 متر در 2 متر(طول و عرض) میدهد. سازنده دیگر(تولید کننده B) پیشنهاد استفاده از کولینگ تاور مکعبی به ابعاد 2.5 در 2.5 متر داده است و هر دو تولید کننده از پکینگ فیلم لانه زنبوری استفاده می کنند.

با توجه به اطلاعات موجود، مساحت برج خنک کن تولید کننده A، معادل 4 متر مربع و مساحت برج تولید کننده B معادل 6 متر مربع بدست می آید. با در نظر گرفتن دبی 110 متر مکعب در ساعت، واتر لود - Cooling tower water load کولینگ تاور تولید کننده A معادل 27.5 و واتر لود برج خنک کننده تولید کننده B معادل 18.3 خواهد بود. (تقسیم دبی بر مساحت برج)

با توجه به محدودیت واتر-لود یا واتر-لودینگ، مشخص است که تولید کننده اول به منظور کاهش ابعاد برج و کم کردن غیر اصولی قیمت، پیشنهادی ارائه کرده است که ضریب اطمینان بسیار کمی دارد و می تواند مشکلات زیادی را برای  خریدار در گرمای تابستان و هنگام استفاده از حداکثر ظرفیت خط تولید ایجاد کند.

بدین ترتیب با بالاتر رفتن میزان واتر-لود در برج خنک کننده فایبر گلاس صنعتی با پکینگ فیلم از عدد 25 الی 27(با واحد متر مکعب بر ساعت تقسیم بر متر مربع مساحت کولینگ تاور) ابعاد برج و قیمت آن در ظاهر کاهش خواهد داشت. اما در عمل بازده سرمایش به شدت کم می شود و برج خنک کن در شرایط هوایی گرم به ویژه تابستان به مشکل بر می خورد. بالعکس با کاهش بیش از حد واتر-لود و رسیدن آن به عدد 10، عملا مساحت کولینگ تاور بسیار زیاد شده و قیمت آن بیش از حد انتظار خواهد بود.

به این ترتیب توصیه می کنیم در هنگام انتخاب کولینگ تاور، علاوه بر اجتناب از خرید برج های خنک کننده بی کیفیت گرد و بطری شکل، تنها قیمت ارزان معیار انتخاب نبوده و به عدد واتر لود توجه نمایید تا در زمان استفاده از حداکثر ظرفیت برج خنک کننده، خط تولید دچار مشکل نشود.

چه عواملی بر حد مجاز Rain density اثر می گذارد؟

مواردی که بر روی Cooling tower rain density یا cooling tower water loading تاثیر می گذارد عبارت است از :

- نوع پکینگ مورد استفاده در برج خنک کن - فیلم یا اسپلش

- اختلاف دمای ورودی و خروجی کولینگ تاور - عدد رنج

- اختلاف دمای حباب مرطوب یا وت بالب با دمای آب ورودی به برج خنک کننده - عدد اپروچ

محدودیت ذکر شده در خصوص واتر-لود، در حالتی است که از پکینگ های فیلم لانه زنبوری استفاده شده باشد و در صورت استفاده از پکینگ ضد رسوب یا نت اسپلش در کولینگ تاور، در اعداد ذکر شده تغییراتی بوجود می آید.

 

طراحی برج خنک کننده صنعتی فایبر گلاس

مشاوره در خرید و تامین کولینگ تاور صنعتی

فروش برج خنک کننده با استاندارد CE اروپا

طراحی و محاسبات کولینگ تاور بتنی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

کانال آپارات ویدئو کولینگ تاور : https://www.aparat.com/ARACo_cooling

قطره گیر(شبنم گیر) کولینگ تاور 

Cooling tower Drift Eliminator

در این مطلب می خواهیم شما را با روش کارکرد شبنم گیر، انواع آن و روش صحیح انتخاب و خرید Drift eliminator برای برج خنک کننده آشنا کنیم. با مطالعه مقاله ما می توانید به پاسخ سوالات زیر دست بیابید.

چگونه از پاشش قطرات آب برج خنک کننده جلوگیری کنیم؟

روش های کاهش مصرف آب کولینگ تاور چیست؟

نحوه انتخاب و خرید شبنم گیر و نم گیر برج خنک کن به چه صورت است؟

چرا اطراف کولینگ تاور خیس می شود؟

ما سعی کرده ایم بهترین پاسخ ها را برای این سوالات در این مطلب ارائه کنیم.

قطره گیر یا شبنم گیر برج خنک کن، از اجزای اصلی کولینگ تاور صنعتی و پکیج می باشد. وظیفه اصلی قطره گیر جلوگیری از پرتاب و پاشش قطرات آب است که به همراه هوا در حال خارج شدن از برج هستند.

معادل انگلیسی قطره گیر برج خنک کن Drift eliminator است که در اسناد فنی برخی از برج های خنک کننده صنعتی موجود می باشد.

نحوه عملکرد قطره گیر برج خنک کن بدین صورت است که عموما با تغییر جهت ناگهانی جریان هوا مانند شکل ذیل، موجب می شود قطرات درشت آبی که در حال خروج از برج خنک کننده هستند به دام افتاده و به داخل برج خنک کن بازگردند. بدین ترتیب انتخاب و تعویض صحیح قطره گیر در برج خنک کننده می تواند موجب کاهش مصرف آب گردد. به همین دلیل کولینگ تاورهای صنعتی که از قطره گیر مناسب استفاده نمی کنند، عموما مصرف آب بالایی دارند که عملکرد برج خنک کننده را در تابستان بسیار پر هزینه خواهد کرد.

توجه داشته باشید که انتخاب نوع قطره گیر برج خنک کننده، ارتباط مستقیمی با سرعت جریان هوا داشته و باید به صورت اصولی انجام پذیرد( با روش بدست آوردن سرعت جریان هوا داخل برج و استفاده از نمودار)

یکی از معتبر ترین مراجع تست و استاندارد قطره گیر و پکینگ در برج خنک کن،Euro vent - یورو ونت  می باشد که محصولات اروپایی را مورد تست قرار داده و با توجه به عملکرد قطره گیر ها و فیلینگ کولینگ تاور، به محصولات با کیفیت استاندارد اروپایی خواهد داد.

قطره گیر یا شبنم گیر برج خنک کننده به صورت کلی به دو نوع تقسیم می شوند.

1- قطره گیر لانه زنبوری برج خنک کننده

این نوع قطره گیر به صورت لانه زنبوری(از بالا به شکل شش ضلعی) و معمولا از جنس PP و PVC ساخته میشود و می تواند درصد بسیار زیادی از قطرات را به دام بیاندازند و باعث کاهش اتلاف آب در برج خنک کن بر اثر پاشش قطرات گردند. مشکل این نوع قطره گیر افت فشار نسبتا بالاتر نسبت به نم گیر پروفیلی می باشد و معمولا در برج خنک کننده صنعتی فایبرگلاس از نوع پکیج مورد استفاده قرار می گیرد.  معمولا ارتفاع هر لایه درفت الیمینیتور لانه زنبوری بین 12 الی 13 سانتیمتر است.

2- قطره گیر پروفیلی یا تیغه ای کولینگ تاور

قطره گیر تیغه ای با پروفیلی کولینگ تاور به صورت مجموعه ای از پروفیلهای V شکل یا S شکل است که به وسیله اتصالات (اسپیسر) مورد نیاز به همدیگر وصل شده اند. این نوع قطره گیر یعنی شبنم گیر اس - S شکل و نم گیر V شکل در حالت کلی راندمان کمتری نسبت به قطره گیرهای لانه زنبوری دارد ولی افت فشار کمتری ایجاد نموده و به دلیل استحکام بالا در برجهای خنک کن بتونی و سازه فایبر صنعتی بیشتر استفاده می شود. ما تیغه های قطره گیر تک کوهانه، را به ارتفاع 16 سانتیمتر که عدد استانداردی در برج است، تولید می کنیم.

مزیت قطره گیر تیغه ای برج خنک کننده، امکان برش آن در طول دلخواه و در عین حال افت فشار بسیار کم در کولینگ تاور است. شبنم-گیر تیغه ای کولینگ تاور از جنس پلی پروپیلن یا PP مقاومت بسیار بالایی در مقابل شرایط اسیدی و یا قلیایی آب دارد. همچنین عمر مفید شبنم گیر PP تیغه ای بسیار بالاتر از نمونه های PVC است. به همین دلیل در صنایعی که شرایط آب خاص است، پیشنهاد می کنیم از قطره گیر تیغه ای از جنس PP استفاده شود.

در تصاویر ذیل، مقایسه کلی بین انواع قطره گیر را میبینید. 

لوور کولینگ تاور چیست؟

در برج خنک کن لوور وظیفه جلوگیری از پاشش قطره های آب به بیرون و نیز جلوگیری از ورود گرد و خاک و ذرات بزرگ را به داخل تشتک یا حوضچه کولینگ تاور دارد. لوور ها نیز مانند قطره گیر، دارای دو نوع تیغه ای و لانه زنبوری هستند. لوور تیغه ای در برج خنک کننده صنعتی بتنی کاربرد دارد. اما بعضی از تولید کننده های کولینگ تاور فایبرگلاس پکیج، برای ارزان شدن محصول، از لوور تیغه ای استفاده می کنند. البته برج های خنک کن ارزان قیمت گرد که کیفیت و راندمان بسیار پایینی دارند نیر مجبور به استفاده از لوور تیغه ای هستند. 
لوور های تیغه ای در برج های خنک کننده کامپوزیت مکعبی باعث آلوده شدن سریع آب حوضچه شده و به مرور زمان سبب گرفتگی لوله ها و تشکیل لجن و بایو فیلم می گردد.

به همین دلیل در انواع برج خنک کننده مکعبی فایبر که از کیفیت مناسبی برخوردار باشند، حتما از لوور لانه زنبوری استفاده می شود. این لوور ها در عین حال باعث جلوگیری از ورود ذرات و آشغال درشت به حوضچه خواهد شد. لوور لانه زنبوری برج خنک کننده معمولا از نصف کردن قطره گیر لانه زنبوری به وسیله دستگاه برش تولید می شود. به همین دلیل ضخامت لوور لانه زنبوری معمولا بین 6 الی 7 میلیمتر است. جنس Cooling tower louver معمولا از PVC است.

میزان هدر رفت و پرت آب انواع قطره گیر در کولینگ تاور

تولید کنندگان بزرگ نمگیر، با استفاده از آزمایشگاههای مجهز، میزان پرت و هدر رفت آب در برج خنک کننده را بر اساس نوع قطره گیر محاسبه کرده اند. بر این اساس، قطره گیر لانه زنبوری استاندارد هدر رفت آب ناشی از پاشش قطرات را به مقدار 0.0005  ضرب در دبی در گردش کل، کاهش میدهد.

در نقطه مقابل قطره گیر تیغه ای کوهان دارد، پرت آبی برابر با 0.001 مقدار آب در گردش دارد.

---

برای استعلام قیمت انواع قطره گیر کولینگ تاور و مشاوره فنی با ما تماس بگیرید.

فروش قطره گیر لانه زنبوری PP برج خنک کننده(آلمانی)

تولید قطره گیر لانه زنبوری PVC برج خنک کن (ایرانی)

ساخت قطره گیر تیغه ای کولینگ تاور صنعتی

اعلام قیمت قطره گیر تیغه ای PP آلمانی برج خنک کننده

استعلام قطره گیر PVC تیغه ای - پروفیلی

فروش لوور PP و PVC برج خنک کننده

فروش انواع  قطره گیر و شبنم گیر برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

---

لینک های مرتبط

کاهش مصرف آب کولینگ تاور

روش طراحی و محاسبه اندازه برج خنک کن

دانلود استانداردهای کولینگ تاور

کانال آپارات فیلم های آموزشی Cooling tower

در این مقاله می خواهیم در مورد اثرات سختی و رسوب آب بر روی عملکرد برج خنک کن با شما صحبت کنیم. دانستن این اطلاعات به شما کمک می کند بتوانید راندمان عملکرد کولینگ تاور را بهتر کنید.

تاثیر آب در کولینگ تاور

 

علاوه بر این در مورد آسیب هایی که رسوب به پکینگ، نازل و سیستم توزیع آب می زند، بیشتر بدانید. 

Water TH - Water TDS effect in cooling tower

Scaling and fouling in Cooling tower

در قسمت اول، تعریفی از سختی آب و اثر آن بر سیستم های خنک کن تبخیری مثل Cooling tower، ارائه می کنیم.

سختی آب چیست و آب سخت بر عملکرد و رسوب برج  چه تاثیری دارد؟

برج خنک کننده به خاطر قیمت مناسب، مصرف برق کمتر از چیلر و قابلیت کاهش دما به میزان دلخواه در آب و هوای گرم ایران، معمولا بعنوان بهترین گزینه برای کاهش دما و خنک کاری خط تولید در نظ گرفته می شود.

کولینگ در برج خنک کننده بر اساس تبخیر آب صورت میپذیرد. به همین نیاز است توجه خاصی به مسائل و نکات مهم در خصوص آب در Cooling tower داشته باشید. 

تعمیرات و نگهداری و حفظ راندمان عملکرد و راندمان تبخیر کولینگ تاور جزو مهمترین نگرانیهای پرسنل نت کارخانجات است. سختی آب، یا TH-Total Hardnessیکی از عواملیست که بر عملکرد برجهای خنک کننده صنعتی و مسکونی تاثیر می گذارد. 

سختی آب بر اثر وجود یون فلزاتی مانند کلسیم، منیزیوم و در برخی موارد آلومینیوم یا آهن و ... ایجاد می شود. در این بین تقریبا در اکثر موارد، سختی بخاطر حل شدن یونهای کلسیم و منیزیوم است که البته وجود یون کلسیم تاثیر بیشتری دارد. سختی آب در برج خنک کننده به دو نوع سختی دائم(سختی دایم) و سختی موقت تقسیم می شود.

سختی موقت آب (Temporary water hardness)

این حالت که به سختی بی-کربنات نیز معروف است، بدلیل وجود نمکهای بی-کربنات-کلسیم-Ca(HCO3)2 و بی-کربنات-منیزیم Mg(HCO3)2 در آب، بوجود می آید. در مواردی که دمای آب افزایش یابد، سختی موقت آب از بین رفته و به صورت رسوب بر روی بدنه لوله ها و اتصالات باقی می ماند.

سختی دائم آب(Permanent water hardness)

سختی دائم آب عبارت است از وجود نمکهای غیر از بی-کربنات-کلسیم و منیزیوم. سختی کل در آب با گرما تبدیل به رسوب نمی شود و برای همین به سیستم های صنعتی صدمه نخواهد زد.

در مواردی که سختی آب(معمولا مربوط به وجود یون کربنات کلسیم) بالا باشد در بدنه برج خنک کننده، نازل ها، فن و از همه مهمتر پکینگ رسوب ایجاد می شود. این رسوب گیری باعث می گردد منافذ عبور هوا و آب کوچک و در برخی موارد بسته شود. در نتیجه راندمان برج خنک کننده به شدت کاهش یافته و همچنین در بدنه و اتصالات خوردگی بوجود خواهد آمد.

نمونه رسوب ایجاد شده به خاطر سخت بودن آب بر روی نازل کولینگ تاور

مقاله سیستم ضد رسوب ویژه کولینگ تاور

رسوب کربنات کلسیم چیست(caco3 Scaling)

آب مایعی است که می تواند انواع مواد معدنی را در خود حل نماید. با توجه به جنس خاک و بستر زمین، معمولا نمک های کلسیم(که موجب سختی آب می شوند) از مهمترین املاح آب هستند. کلسیم محلول در آب به صورت بی کربنات کلسیم وجود دارد. بی کربنات کلسیم انحلال پذیری بالایی در آب دارد. محلول آن شفاف بوده و کلسیم آن ته نشین نمی شود.

اما بی کربنات کلسیم به حرارت شدیدا حساس است و با افزایش دمای آب، به کربنات کلسیم تبدیل می شود. کربنات کلسیم در آب، قابلیت انحلال کمی داشته و به صورت لایه های رسوبی Scale بر روی سطوح Cooling tower می نشیند. واکنش شیمیایی که بی کربنات کلسیم را تحت تاثیر حرارت به کربنات کلسیم تبدیل می کند، عبارت است از :

 

بدلیل یک طرفه بودن این واکنش، پس از ایجاد رسوب و در صورت سرد شدن آب نیز، رسوب تشکیل شده به بی کربنات کلسیم تبدیل نمی شود.

از مهمترین نکاتی که در انتخاب پکینگ در برج خنک کننده فایبرگلاس یا بتونی باید در نظر گرفته شود، تطبیق نوع پکینگ برای سختی آب در محل است. پیشنهاد ما برای نوع پکینگ بر حسب سختی در برج های خنک کننده صنعتی به شرح زیر است :

1- پکینگ برای سختی آب تا 300 ppm در برج خنک کن

در این شرایط می توانید از پکینگ فیلم برای کولینگ تاور استفاده کنید. به این صورت در مواردی که از آب شهر یا آب چاه با سختی متوسط استفاده شود، Film fill برای ایجاد سطح تبخیر در برج خنک کننده گزینه مناسبی است. به صورت معمول برای برج خنک کن در صنعت تهویه مطبوع و چیلر، از پکینگ فیلم PVC یا PP استفاده می شود. در این نوع پروژه ها سختی آب در حدی نیست که به عنوان مثال نیاز باشد هر 6 ماه یکبار فیلینگ عوض شود.

2- سختی آب بین 300 تا 1000 ppm

در این شرایط توصیه اکید می کنیم از پکینگ اسپلش ضد رسوب از نوع VC ,NC و NB استفاده نمایید. این شرایط بیشتر در برج خنک کن صنعتی و در مواردی که آب چاه یا آب تامین شده سخت است بوجود می آید. بعضی از سازنده ها و تولید کنندگان کولینگ تاور، به خاطر اینکه قیمت محصول و اندازه برج خنک کننده کم شود، در پیشنهاد فنی و مالی از پکینگ فیلم استفاده می کنند. خریدار نیز با فرض صرفه جویی در خرید، به سمت تامین کننده ای میرود که قیمت کمتری را پیشنهاد کرده است. در صورتیکه این هزینه کم در ادامه برای خریدار مشکلات زیادی ایجاد می کنند. همچنین نیاز به تعمیرات و سرویس مداوم کولینگ تاور بسیار زیاد می شود. در نتیجه خط تولید به مشکل خورده و خریدار چندین برابر قیمت برج خنک کننده دچار ضرر می شود.

3- سختی آب بالاتر از 1000 ppm  برای کولینگ تاور

در حالتی که سختی آب بالای هزار پی پی ام باشد، بهتر است فیلینگ برج خنک کننده(پکینگ) را به صورت تخصصی و با کمک مشاور انتخاب کنید. البته در برخی از موارد(مانند صنایع تولید روی و سرب) از برج بدون پکینگ هم می شود استفاده کرد.

در ادامه مطلب، توضیحاتی کامل در خصوص قلیایی و اسیدی بودن یا همان PH آب برج خنک کن و نیز سختی آب و فاکتورهای تاثیر گذار در سختی آب ارائه کردیم.

دانلود فیلم آموزشی درباره سیکل تغلیظ کولینگ تاور

محاسبه و فرمول میزان آب مصرفی در برج خنک کننده

فروش پکینگ ضد رسوب و گرفتگی اسپلش و فیلم آلمانی PP

فروش برج خنک کننده صنعتی، مسکونی و تجاری(فایبرگلاس) با استاندارد CE اروپا

فروش دستگاه ضد رسوب Cooling tower

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

https://www.araco.ir

سختی آب و سنگینی آب چیست؟

به صورت کلی و برای تعیین شرایط آب اعم از آشامیدنی یا صنعتی پارامترهایی تعیین شده است که با اندازه گیری آنها می توان شرایط آب مصرفی را سنجید. مهمترین این پارامتر ها عبارت اند از:

سنگینی آب - کل مواد جامد محلول در آب(TDS - Total Dissolved Soli )

منظور از TDS کل مواد جامد محلول در آب است که برابر مجموع غلظت همه یونهای موجود در آب می باشد. مواد محلول در آب ممکن است از نظر ماهیت  آلی یا معدنی باشند. 

واحد اندازه گیری TDS، میلی گرم در لیتر Mg/l است که از آن با عنوان لاتین PPM یاد می کنند. PPM کوچک شده عبارت Part per Million(قطعه در میلیون) می باشد. از آنجایی که هر متر مکعب آب وزنی در حدود 1000 کیلوگرم دارد، برای محاسبه TDS می توان از گرم در متر مکعب ناخالصی استفاده نمود. در برخی موارد از TDS به عنوان سنگینی آب نیز یاد می شود. برای اندازه گیری تی دی اس آب، علاوه بر ارسال نمونه آب به آزمایشگاه، می توان از دستگاه های پرتابل اندازه گیری TDS، مانند تصویر زیر استفاده کرد.

دستگاه اندازه گیری قابل حمل TDS آب برج خنک کن و مقدار تی دی اس برای آب آشامیدنی

EC-Electrical Conductivity 

قابلیت هدایت الکتریکی آب 

نشان دهنده قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان الکتریسیته است و  تابعی از قدرت یونی آب (مقدار کاتیون ها و آنیون های موجود در آب) می باشد. هدایت الکتریکی را با واحد میکرو زیمنس بر سانتی متر و یا میکرو مو بر سانتیمتر اندازه گیری می کنند. در محلول های رقیق (مانند آب) ارتباط این دو عامل به صورت زیر است :

TDS = 0.5 EC

رابطه بین TDS و EC برای هر نمونه آب با توجه به ویژگی های شیمیایی و فیزیکی آن، فرق می کند.

TH -Total Hardness 

سختی آب - سختی کل

سختی کل مجموع غلظت یونهای کلسیم و منیزیم موجود در آب می باشد. در نتیجه سختی آب، بخشی از TDS آب است. عامل اصلی رسوب گذاری آب، سختی آب می باشد. بطور کلی عامل سختی کاتیون ها می باشند. عموما یونهایی مانند آلومینیوم، آهن، منگنز و روی نیز موجب سختی آب می گردند البته کلسیم و منیزیم به مقدار زیاد وجود دارد و معمولا عامل اصلی سختی آب است، در عین حال کاتیون های دیگر یا وجود ندارند یا به مقدار خیلی کم هستند.

سختی به صورتppm کربنات کلسیم اندازه گیری می شود.

انواع سختی در آب عبارت است از

1. سختی کلسیم آب، CaH - Calcium Hardness
2. سختی منیزیم MgH - Magnesium Hardness
3. سختی کل در آب TH - Total Hardness
4. سختی دائم آب    Permanent Hardness
5. سختی موق آب  Temporary Hardness 

سختی کل (TH) جمع مقدار سختی دائم و سختی موقت می باشد.

سختی دائم یا سختی غیرکربناتی (Non-carbonated Hardness)شامل سختی بدون نمک های بی کربناتی(مانند کلرور، سولفات و غیره) است.

سختی موقت یا سختی کربناتی (Carbonated Hardness)شامل بی کربنات کلسیم و منیزیم است و از تفاوت سختی کل (TH) و سختی دائم بدست می آید.

سختی کل با حرارت دادن از بین نمی رود ولی سختی موقت یا سختی کربناتی را، که شامل بی کربنات کلسیم و منیزیم است با حرارت دادن یا ازدیاد PH می توان کاهش داد که البته موجب رسوب می گردد.

محاسبه مقدار تبخیر و میکاپ آب در کولینگ تاور(Cooling tower make up)

در برج خنک کننده مدار باز و مدار بسته، کاهش دما بر مبنای تبخیر سطحی آب اتفاق می افتد. به همین دلیل پس از مدتی، میزان یونها و غلظت املاح موجود در آب بیشتر می شود. به همین دلیل در برج های خنک کن به منظور جلوگیری از مشکل رسوب و افزایش بیشت از حد غلظت یون ها، مفاهیمی با عنوان آب میکاپ و آب بلو-داون تعریف شده است.

مصرف آب کولینگ تاور بدلیل تبخیر(Cooling tower evaporation loss)

میزان تبخیر آب برج خنک کننده را می توان به صورت تقریبی از روی فرمول زیر محاسبه کرد.

فرمول محاسبه آب تبخیر شده در برج خنک کن :

 E= 0.0015*R*C

که در این فرمول:

E میزان تبخیر 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.

میزان آب جبرانی یا میکاپ (Cooling tower make up water)

میک-آپ حجم آبی است که جهت جبران تبخیر در برج خنک کن و بلو-دان، ترجیحا از یک منبع آب با کیفیت وارد مدار می شود. در صورتیکه آب میک آپ به برج خنک کننده وارد نشود، بعد از مدتی میزان آب موجود در سیکل کولینگ تاور به شدت کاهش میابد. این کاهش مقدار آب، به تجهیزات و خط تولید صدمه خواهد زد. 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 مشخص است که میزان آب میکاپ برج خنک کن برابر است با مجموع تبخیر به علاوه میزان پاشش و هدر رفت آب به علاوه میزان بلو داون

محل قرار گرفتن شناور آب جبرانی یا میک آپ برج خنک کننده در داخل حوضچه یا بسین

میزان آب زیرکش یا بلو داون کولینگ تاور(Blow down water/ bleed off)

بلو داون در برج خنک کن به آبی گفته می شود که در یک بازه زمانی مشخص از سیستم خارج شده و به جای آن آب میکاپ وارد می گردد. عمل بلو-داون در کولینگ تاور با هدف ثابت نگه داشتن سختی آب و یونهای موجود در آب انجام می شود. در برخی از موارد، ثابت نگه داشتن PH آب برج خنک کننده نیز توسط بلو داون صورت می گیرد.

تخلیه و بلو دان آب برج خنک کننده توسط لوله داخل حوضچه یا بسین

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 روشن است و حجم آب درون کتری برقی به دلیل جوشش و تبخیر در حال کم شدن می باشد. بدلیل کم شدن مستمر مقدار آب، در بازه های زمانی مشخصی معادل میزان تبخیر، به کتری آب اضافه می کنیم.

پس از مدتی مقدار غلظت یون ها و رسوبات در آب درون کتری در حال کار، افزایش پیدا می کند. در این حالت لازم است پس از مدتی آب داخل کتری را خارج کنیم 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.

سیکل تغلیظ چیست، Cycle of concentration in cooling tower

سیکل تغلیظ(COC) در کولینگ تاور به نسبت مقدار ذرات محلول در آب درون سیستم، به مقدار ذرات محلول در آب ورودی(میکاپ) برج خنک کن گفته می شود. همانگونه که گفتیم ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن عمدتا به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند. بنابراین به مرور زمان غلظت آنها زیاد می شود. 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، به شرایط آب مثل سختی کل TH و میزان جامدات محلول TDS و نیز کاربری برج خنک کننده بستگی دارد. ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ بین 3 الی 7 است.

بالابردن سیکل تغلیظ و تاثیر آن بر کاهش مصرف آب کولینگ تاور

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 مقدار قابل توجهی کم می شود. این مساله یک اشتباه رایج برخی از تولید کنندگان Cooling tower است که مشتری را نیز به اشتباه میاندازند. در عین حال به خط خنک کاری خریدار صدمه میزنند. 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 اضافه خواهد شد. این بالا رفتن سختی آب باعث رسوب شدید در لوله ها و سیستم خنک کاری می شود. 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 رفتن عدد سیکل تغلیظ

محاسبه و فرمول میزان آب مصرفی در برج خنک کننده 

سیستم سختی گیر کولینگ تاور

اسیدی و قلیایی بودن(PH) آب کولینگ تاور

یکی از موارد بسیار مهم در طراحی و ساخت برج خنک کننده صنعتی، وضعیت پی اچ آب PH، یا همان قلیایی و اسیدی بودن آب کولینگ است.

در بسیاری از صنایع و کارخانجات تولیدی، به دلیل شرایط خاص،PH  آب در برج خنک کننده در حالت خنثی قرار ندارد. به عنوان مثال در برج خنک کننده صنایع روی، آب(محلول حاوی یون روی) بسیار اسیدی است. همچنین در کارخانجات دارای خط تولید اسید سولفوریک و اسید فسفریک نیز آب کولینگ تاور وضعیت اسیدی دارد. اما در برخی کاربری ها آب برج خنک کننده می تواند قلیایی باشد.

باید توجه داشت که اسیدیته و قلیایی بودن و PH غیر معمول آب موجب خوردگی های شدید در قطعات برجهای خنک کننده معمولی می گردد. به همین دلیل در زمان طراحی کلیه قطعات باید با توجه به شرایط خاص آب در آن پروژه طراحی شوند.

به عنوان مثالی دیگر در صورت استفاده از قطعات آهنی گالوانیزه و یا فولاد معمولی در PH پایین یا همان حالت اسیدی شدید(اسیدیته بالا) کلیه قطعات و تجهیزات به سرعت خورده شده و رسوب می گیرند. در بسیاری از موارد حتی رزین استفاده شده در بدنه فایبرگلاس برج نیز آسیب می بیند.

اسیدی بودن آب کولینگ تاور : در حالتی که آب برج خنک کننده اسیدیته بالایی داشته باشد و PH آن کم باشد، آسیب پذیر ترین قطعات، پیچ ها، مهره ها و ساپورت های فلزی هستند. البته قطعات گالوانیزه گرم می توانند PH تا حدود 5.5 را تحمل کنند اما اگر میزان اسیدیته آب بیش از این مقدار باشد لازم است از استیل 304 و 316 استفاده کرد. بدون در نظر گرفتن یون خاص، استیل SS316L بیشترین مقاومت در مقابل شرایط اسیدی را دارد. البته استیل 316 یا 304، نسبت به قطعات گالوانیزه گرم گرانتر است. همچنین در مواردی که میزان PH یا اسیدیته آب زیر 5 باشد، باید از رزین های خاص برای ساخت قطعات فایبر گلاس استفاده کرد.

به صورت کلی استفاده از فلزات دیگری غیر از آهن و فولاد در مواردی که شرایط آب برج خنک کننده بسیار اسیدی باشد، توصیه می گردد.

یکی از مشکلات دیگر هنگام اسیدی بودن آب کولینگ تاور، صدمه دیدن و خرد شدن پکینگ های PVC و قطره گیر های برج خنک کن است. بدین ترتیب در شرایط اسیدی و به منظور جلوگیری از آسیب دیدن و خرد شدن پکینگ و قطره گیر، باید از پکینگ پلی پروپیلن PP استفاده نمود.

تاثیر سختی آب بر گرفتگی پکینگ برج خنک کن 

با توجه به توضیحات ذکر شده در خصوص سختی آب و قلیایی یا اسیدی بودن آب کولینگ تاور، انتخاب نوع پکینگ یا فیلینگ برج خنک کننده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به صورت کلی استفاده از پکینگ لانه زنبوری PVC در شرایطی که سختی آب بالا باشد(بالای 400-500) موجب گرفتگی شدید و ایجاد رسوب در پکینگ می شود. نهایتا این شرایط به کاهش شدید راندمان برج خنک کننده خواهد انجامید. باید توجه داشت که پکینگ پی وی سی لانه زنبوری علاوه بر ضعف نسبت به رسوب، در شرایط اسیدی و قلیایی و دمای بالای 60 درجه سانتیگراد نیز دچار شکستگی و گرفتگی می شود. پکینگ های پی پی PP لانه زنبوری نیز در مقابل رسوب و سختی آب بالا شرایط خوبی ندارند لیکن در مقابل دمای آب تا 85 درجه سانتیگراد مقاومت داشته و در شرایط اسیدی و قلیایی نیز عملکرد بهتری از خود نشان میدهند.

بدین ترتیب در مواردی که سختی آب بالا باشد، استفاده از پکینگ های پلی پروپیلن ضد رسوب و اسپلش توصیه می گردد. اگرچه قیمت پکینگ اسپلش ضد رسوب از پکینگ های فیلم بیشتر است اما مقاومت بالایی در مقابل رسوب داشته و همچنین به کمک واترجت می توان آنها را سرویس کرد. 

به صورت کلی در صورتی که شرایط آب شما ویژه بوده یا سختی بالایی داشته باشد، استفاده از تجربه یک مشاور خبره، در هنگام خرید یا تعویض پکینگ حتما توصیه می گردد. این موارد در حالت هایی که آب قلیایی یا اسیدی باشد نیز بسیار مهم است. 

جلبک و بایو فیلم در برج خنک کننده

Cooling tower legionella

باکتری لژیونلا Legionella یا (لژیون ایرز) نوعی میکروباکتری است که می‌تواند در افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند یا به بیماری نقص ایمنی مبتلا هستند، افراد مسن، سیگاری‌ها و افرادی که از بیماری‌ های ناتوان ‌کننده یا بیماری ‌های شدید ریوی رنج می‌برند، کشنده باشد.

نموفیلا یا همان باکتری مولد بیماری لژیونلا به مقدار اندک و به‌ طور طبیعی در منابع آبی نظیر برکه‌ ها، رودخانه ‌ها و مخازن آب یافت می گردد. این باکتری معمولا در کولرهای آبی، برج‌ خنک‌ کننده، سیستم‌ تهویه هوا و کندانسورهای تبخیری نیز وجود دارد.

درصورت ایجاد شرایط زیست‌ محیطی مناسب مانند کولینگ تاور، باکتری لژیونلا تکثیر شده و ممکن است به سطحی خطرناک برسد. این افزایش باکتری لژیونلا می‌تواند منجر به اپیدمی و خطر ابتلای افراد مستعد به این بیماری شود. نخستین مورد بیماری لژیون ‌ایرز در سال 1976 در فیلادلفیا و هنگام شیوع مرموز آنفلوانزا در میان 221 عضو حاضر در لژیون آمریکا شناسایی شد که 34 نفر از آنها جان خود را از دست دادند.

اخیرا محققان کشف کرده‌اند که مردان، به‌ ویژه مردان میانسال یا مسن، بیشتر از زنان مستعد ابتلا به بیماری لژیون ایرز - لژیونلا هستند و افراد سیگاری یا افراد که از مشکلات ریوی رنج می‌برند، بیشتر با خطر ابتلا به این بیماری مواجه هستند.

معمولا باکتری لژیونلا از طریق استنشاق و هنگامی که در قطرات ریز آب موجود در هوا معلق است، وارد ریه انسان می‌شود. به‌ طور طبیعی دوره کمون یا نهفتگی این بیماری 2 هفته است و ابتدا با علائم شبه‌ آنفلوانزا شامل تب، لرز و سرفه‌های خشک ظاهر می‌شود. در موارد بسیار حاد می‌تواند مشکلات معده ای - روده‌ای، از‌ کار‌ افتادگی سیستم عصبی، اسهال و در نهایت حمله بیماری پنومونی ایجاد کند. شیوع این بیماری، مستلزم وجود نوعی سیستم توزیع ‌کننده که بتواند بخار آب تولید کند،(چشمه‌های آب، برج‌های خنک‌ کننده، کولرهای آبی یا استخرهای شنا) است.

در برج های خنک کننده و محیط های صنعتی، این باکتری داخل حوضچه برج خنک کننده رشد می کند.

توجه داشته باشید که بهترین دما برای رشد و زندگی این باکتری 20-50 درجه سانتیگراد است. در دماهای بالای 50 درجه سانتیگراد، باکتری لژیونلا به تدریج از بین میرود.

 

سوال های متداول در مورد شرایط آب برج خنک کننده

آیا رسوب گرفتن پکینگ و کویل باعث بیشتر شدن مصرف برج خنک کننده می شود؟

جواب این سوال مثبت است. رسوب ایجاد شده در کولینگ تاور باعث کم شدن مقدار انتقال حرارت و پایین آمدن راندمان تبخیر می شود. در نتیجه مصرف آب برج خنک کننده زیاد خواهد شد. البته افزایش مقدار آب مصرف شده در کولینگ تاور بر اثر رسوب و سختی آب در حدود 10 الی 20 درصد است. برای صرفه جویی در مصرف آب و برق برج خنک کن و از بین بردن رسوب، بهترین گزینه دستگاه ضد رسوب کولینگ تاور(ری موج) است.

آیا می توان مصرف آب برج خنک کننده را صفر کرد؟

طرز کار کولینگ تاور بر اساس تبخیر سطحی است. بنابراین مصرف آب در برج خنک کن را نمی توان صفر کرد. اما با استفاده از سیستم کولینگ تاور هیبرید، در مقدار آب لازم برج خنک کن، بین 30 تا 70 درصد می توانید صرفه جویی کرد. 

البته یک گزینه دیگر استفاده از چیلر تراکمی هوا خنک است اما قیمت چیلر هوا خنک خیلی زیاد است.

سختی آب بر روی فن و پروانه کولینگ تاور تاثیر دارد؟

از آنجاییکه در کولینگ، آب تبخیر می شود بنظر میاید که سختی نباید روی فن و پره اثری داشته باشد. اما در حقیقت به این دلیل که همیشه مقداری از قطرات آب به بیرون پاشیده می شوند، این قطرات بعد از بخار شدن بر روی فن کولینگ تاور ایجاد رسوب خواهند کرد.