خنک کاری کارخانه با آب دریا و رودخانه

Once through cooling system

خنک کردن کارخانجات، نیروگاه ها، پالایشگاهها و تجهیزات صنعتی یکی از مهمترین مباحث مربوط به طراحی خطوط تولید است. استفاده از برج خنک کننده و کولینگ تاور اگرچه هزینه بهره برداری را در ظاهر کاهش می دهد، اما بدلیل تبخیر زیاد، موجب بالا رفتن مصرف آب خواهد شد.

در عین حال استفاده از چیلر های صنعتی نیز هزینه اولیه بسیار بالایی داشته و مصرف برق را به شدت افزایش می دهد. یکی از روش هایی که در بسیاری از کشور ها به ویژه کشور های اروپایی برای خنک کاری نیروگاه، پالایشگاه، کارخانجات فولاد و سایر صنایع تولیدی استفاده می شود، احداث کارخانجات در نزدیکی رودخانه ها و یا دریا و استفاده از سیستم Once through cooling  است.

در تصویر ذیل شماتیک سیستم خنک کاری آب به صورت گذری برای خنک کردن آب نیروگاه نمایش داده شده است.

در این روش آب دریاچه پس از گذر از فیلتر، وارد لوله هایی می شود و آب در گردش کارخانجات یا خط تولید را خنک می کند. در این حالت آب خروجی با دمای بیشتری وارد رودخانه یا دریا می شود اما بدلیل حجم بسیار بالای آب در گردش، این افزایش دما بسیار ناچیز است و به محیط زیست آسیبی وارد نمی شود.

نکته بسیار جالب در خصوص این روش بکارگیری آن در کشورهای اروپایی است که همانگونه که می دانید از نظر تامین آب دچار مشکل نیستند و عموما دارای آب و هوای مرطوبی می باشند. با این وجود به منظور کاهش مصرف آب احداث نیروگاه، پتروشیمی و کارخانجات در کنار رودخانه بسیار رایج است. 

متاسفانه با وجود اینکه اقلیم ایران جزو مناطق نسبتا خشک دنیا طبقه بندی می شود ولی به دلایل صرفا سیاسی، بسیاری از کارخانجات در نقاطی احداث می شوند که دچار کم آبی هستند و مصرف آب برج های خنک کننده نیز به این مساله شدت می بخشد.

 کاهش مصرف آب برج خنک کننده 

با این توضیحات استفاده از سیستم های وانس ترو (Once through cooling system)علاوه بر کاهش قابل ملاحظه مصرف آب، از بروز مشکلات برای شهر های صنعتی جلوگیری نموده و به رونق شهرهایی که در کنار رودخانه هستند و از نظر تامین آب مشکلی ندارند کمک می نماید.

بررسی ادعای بازیابی مجدد آب بخار شده در کولینگ تاور

توضیح مهم : در ماه های اخیر و با افزایش توجهات به حوزه مدیریت آب، شرکت های بسیاری شروع به مطالعه در خصوص روش های کاهش مصرف آب نموده اند و در این میان عده ای مدعی شده اند که با به دام انداختن قطرات آب می توان مصرف آب برج خنک کننده را کاهش داد. در خصوص این ادعا کافی است ابتدا به نمونه های مشابه این روش در جهان مراجعه نمود که تقریبا هیچ نمونه عملیاتی و اقتصادی از دستگاه بازیافت آب برج خنک کننده که بر روی فن استک نسب 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 است (0.003 الی 0.0001 دبی 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 بر گرداند و تنها راه این مساله سرد کردن مجدد بخار است. 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 و 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 و برگرداندن آن به کولینگ تاور بدون صرف انرژی، استدلال مناسبی داشته باشیم.

مجددا تاکید می گردد 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.

شرکت آراکو با سابقه ای درخشان در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج های خنک کن صنعتی، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص صنایع فولاد، صنایع مس، صنایع روی، صنایع سیمان و پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه بهینه سازی  و کاهش مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

صرفه جویی آب در کولینگ تاور صنعتی

کاهش مصرف آب برج خنک کن و کولینگ تاور

فروش سیستم تخصصی ضد رسوب برچ خنک کننده

طراحی و ساخت برج خنک کننده هیبرید و مدار بسته

تصفیه فاضلاب جهت استفاده در آب میک آپ برج خنک کن

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله ها و لینکهای مرتبط

وبسایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

برج خنک کننده کم مصرف هیبرید

دانلود جزوه آشنایی با برج خنک کننده هیبرید و کاهش مصرف آب کولینگ(شرکت آراکو)

تشکیل بیو فیلم و جلبک و رسوب کربنات کلسیم در برج خنک کن

Scale, Bio film and fouling in Cooling tower

کولینگ تاور و برج خنک کننده صنعتی بدلیل استفاده پیوسته از آب، همواره در معرض رسوب و تشکیل بایو فیلم و خوردگی است. در این مطلب قصد داریم به ارائه توضیحاتی در خصوص رسوب در برج خنک کن، دلایل آن و نحوه رسوب زدایی و کاهش تشکیل رسوب در کولینگ تاور بپردازیم. 

رسوب کربنات کلسیم یا سختی آب چیست؟

آب مایعی است که می تواند انواع مواد معدنی را در خود حل نماید. با توجه به جنس خاک و بستر زمین، نمک های کلسیم (سختی آب) از مهمترین املاح آب محلول در آب هستند. در حالت کلی کلسیم محلول در آب به صورت بی کربنات کلسیم است. 

بی کربنات کلسیم انحلال پذیری بالایی در آب دارد. محلول آن شفاف بوده و کلسیم آن ته نشین نمی شود. اما بی کربنات کلسیم محلول در آب به حرارت شدیدا حساس بوده و با افزایش دما به کربنات کلسیم تبدیل می شود. کربنات کلسیم در آب به میزان کم محلول بوده و به صورت لایه های رسوبی Scale بر روی سطوح لوله و مخزن 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 تشکیل رسوب و در صورت سرد شدن آب، رسوب های تشکیل شده مجددا به بی کربنات کلسیم تبدیل نمی شود.

به صورت کلی روشهای سختی گیری و رسوب زدایی  برج خنک کننده، به این شرح است:

1- رسوب زدایی و سختی گیری آب برج خنک کن به کمک مواد شیمایی

2- سختی گیر رزینی برج خنک کن  

3- دستگاه RO یا اسمز معکوس برای کولینگ تاور 

4- سختی گیر الکترو مغناطیس  برج خنک کننده

5- دستگاه ضد رسوب و سختی گیر نسل جدید (بر پایه تغییر ساختار کریستالی) ری موج

دستگاه ضد رسوب برج خنک کننده

مشکلاتی که بر اثر رسوب در برج خنک کننده - کولینگ تاور ایجاد می شود عبارت است از :

1- کاهش راندمان تبخیر و کاهش ظرفیت برج خنک کن

2- گرفتگی و بسته شدن پکینگ کولینگ تاور

3- ایجاد رسوب در نازل برج خنک کننده و گرفتگی آن

4- گرفتگی لوله های متصل به برج خنک کننده

5- افزایش مصرف آب و برق در برج خنک کن

پکینگ ضد رسوب برج خنک کننده

بدین ترتیب رسوب، تشکیل بایو فیلم و جلبک می تواند علاوه بر کاهش راندمان خنک کاری کولینگ تاور، موجب بروز مشکلات فراوانی در سیستم برج خنک کننده گردد.

نگهداری و تعمیرات مناسب و به موقع کولینگ تاور، آنالیز پیوسته سیکل خنک کاری و استفاده از سیستم ضد رسوب و سختی گیر کولینگ تاور می تواند تاثیر قابل توجهی در کاهش رسوب داشته باشد که در ادامه این مطلب، توضیحاتی در خصوص هر یک از این موارد ارائه خواهیم نمود.

بیو فیلم چیست(نقش جلبک و بیو فیلم در عملکرد برج خنک کننده)

بیو فیلم Bio film مجموعه‌ای از میکرو-ارگانیسم است که امکان رشد بر روی سطوح را دارد. میکروارگانیسم‌ هایی که بیوفیلم‌ را تشکیل می‌دهند می‌توانند جزو قارچ‌ ها، باکتری‌ ها یا آغازیان باشند.

برخی انواع بیو فیلم‌ می‌توانند بر سطوح مرده نظیر مواد معدنی و فلزات رشد کنند. این نوع بیو فیلم در کولینگ تاورهای صنعتی به وجود می آید. یکی از مهمترین اجزا این نوع بیو فیلم، باکتری لژیونلا نموفیلا است. همانگونه که در مطالب قبلی توضیح داده شد باکتری لژیونلا می تواند خطرات فراوانی را برای سلامتی افرادی که مجاورت برج خنک کننده کار می کنند ایجاد نماید.

شایان ذکر است لژیونلا در دماهای بالای 55 درجه سانتیگراد، به مرور زمان از بین می رود و در دمای بالای 70 درجه سانتیگراد نیز به صورت کامل می میرد.

طبق نتایج حاصل از تحقیقات پژوهشگران محترم حسن تیرانداز، رفعت کاوه آهنگر ،عبدالرسول حیدریان و مجید سهیلی از گروه پژوهش میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی، پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت، وضعیت باکتری pneumophila Legionella در داخل آب کولینگ تاور برخی از پالایشگاه های کشور، بالاتر از میزان مجاز بوده و می تواند خطرات زیادی را برای افراد ایجاد نماید.

برای جلوگیری از تشکیل و رشد بیو فیلم در کولینگ تاور روش های متعددی استفاده می شود. بهترین گزینه برای جلوگیری از رشد بایو فیلم یا میکرو ارگانیسم ها در برج خنک کننده، تصفیه آب ورودی میک-آپ و سرویس های دوره ای می باشد. شایان ذکر است در برخی موارد اضافه کردن کلر به آب کولینگ تاور موجب ایجاد شوک شده و به از بین رفتن بیو فیلم ها خواهد انجامید.

معایب ایجاد جلبک، کپک، قارچ و بیو فیلم در بدنه و پکینگ کولینگ تاور عبارت است از :

- گرفتگی منافذ پکینگ و قطره گیر بر اثر رشد جلبک و بیو فیلم

- کاهش راندمان تبخیر و عملکرد برج خنک کن

- ایجاد رسوب و گرفتگی لوله های خروجی آب کولینگ تاور و آسیب به مدار خنک کاری

- ایجاد بیماری های مختلف در پرسنل و افرادی که نزدیک برج خنک کننده هستند

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

مشاوره انتخاب پکینگ کولینگ تاور صنعتی با توجه به سختی آب

فروش برج خنک کن فایبر گلاس با استاندارد CE اروپا

فروش پکینگ فیلم PP و PVC و فیلینگ ضد رسوب

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

آدرس سایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

---

سوالات رایج در زمینه رسوب آب برج خنک کننده و سختی آب

بالا بودن سختی آب و تشکیل رسوب در پکینگ، چه ضرری برای برج خنک کننده دارد؟

زمانی که فیلینگ یا پکینگ بر اثر رسوب گرفته شود، تبخیر آب در برج خنک کننده کاهش پیدا می کند. بنابراین اولین اثر رسوب پکینگ، کاهش ظرفیت برودتی و سرمایشی Cooling tower است. مشکل دیگر این است که پس از مسدود شدن و گرفتگی فیلینگ و پکینگ، افت فشار هوا در برج خنک کننده افزایش پیدا می کند و موتور و فن تحت فشار قرار می گیرند. در نتیجه مصرف برق افزایش پیدا خواهد کرد. 

علاوه بر این موارد پکینگ فیلم پی وی سی معمولا بر اثر رسوب و خوردگی به مرور زمان ترد و شکننده می شود و تکه های پکینگ به داحل حوضچه کولینگ تاور می ریزد. این قسمت های کنده شده پکینگ به مرور زمان مسیر لوله ها و سیستم خنک کاری را مسدود می کنند و می توانند خسارات بسیار زیادی را برای کارخانه ها به همراه داشته باشند. 

عکس نمونه پکینگ فیلم رسوب گرفته و خرد شده 

یکی از روش های جلوگیری از رسوب در برج خنک کننده، خرید و نصب دستگاه ضد رسوب برج خنک کننده است. علاوه بر این برای اطمینان از عدم گرفتگی و عمر بالای مجموعه سرمایش، می توان از پکینگ ضد رسوب نت اسپلش- Cooling tower net splash fill استفاده کرد.

نمونه بلوک پکینگ نت اسپلش ضد رسوب

---

روش انتخاب پکینگ برج خنک کننده بر اساس سختی آب چیست؟

برای اینکه فیلینگ برج خنک کننده به مرور زمان دچار گرفتگی نشده و راندمان تیخیر کولینگ تاور کم نشود، باید برای هر شرایط آبی از پکینگ مخصوص آن شرایط استفاده کرد. به عنوان مثال استفاده از پکینگ فیلم لانه زنبوری گام 12 میلیمتر برای آب های سخت و آب چاه کاملا اشتباه است. در چنین شرایطی سوراخ های پکینگ به سرعت گرفته می شوند و دمای آب خروجی از برج خنک کننده بالا می رود که می تواند به خط تولید، کوره القایی، خط نورد، چیلر و ... صدمات زیادی بزند و هزینه بالایی بابت از کار افتادن مجموعه ایجاد نماید. در کل پکینگ های فیلم برای آبهای با سختی کم مناسب هستند. برای مشاوره در زمینه انتخاب پکینگ برج خنک کن با توجه به شرایط آب می توانید با ما تماس بگیرید.

در تصویر زیر مقایسه کلی بین انواع پکینگ و ارتباط آنها با شرایط آب نشان داده شده است.

---

رسوب در برج سیکل بسته کویل دار چه مشکلی ایجاد می کند؟

یکی از سوالاتی که از ما پرسیده می شود این است که آیا رسوب فقط در کولینگ مدار باز ایجاد می شود. در پاسخ به این سوال باید بگوییم اتفاقا خطر کاهش راندمان بر اثر رسوب روی کویل، در کولینگ تاور مدار بسته بسیار بیشتر است. 

توضیح اینکه اگرچه آب داخل کویل درون یک سیکل و مسیر بسته جریان دارد، اما آبی که بر روی کویل پاشیده می شود و تبخیر می گردد، باعث ایجاد رسوب روی لوله های گالوانیزه یا مسی خواهد شد. ایجاد لایه های کربنات کلسیم به همراه مواردی مثل لجن روی لوله کویل، مقدار انتقال حرارت را به شدت کم می کند و در نتیجه راندمان کولینگ تاور کم می شود. در تصویر زیر خوردگی و رسوب را بر روی کویل گالوانیزه برج خنک کن مشاهده می کنید.

تصویر نمونه کویل گالوانیزه سرد یک برج خنک کننده که به خاطر کیفیت پایین زنگ زده و رسوب گرفته

تاثیر ایجاد رسوب روی لوله های کویل مسی، از گالوانیزه هم بیشتر است. زیرا کویل مس ابعاد کوچکتری از نمونه استیل و آهنی دارد. به همین خاطر لایه های رسوب مقدار انتقال حرارت را شدیدا کم می کنند. 

مشکل دیگری که در برح مدار بسته وجود دارد این است که شستشوی کویل با مواد شیمیایی باعث آسیب دیدن و خوردگی و حتی سوراخ شدن لوله کویل خواهد شد. بهترین گزینه برای بالا بردن راندمان و جلوگیری از ایحاد سختی و رسوب روی لوله های کویل برج خنک کننده مدار بسته، دستگاه ضد رسوب تخصصی کولینگ مدار بسته RM است.

کولینگ تاور هوا خنک(بدون آب) 

Dry cooling tower

برج های خنک کن علاوه بر تقسیم بندی از نظر شکل ظاهری، متریال و جنس و نحوه برخورد هوا با آب، از نظر کلیات خنک کاری نیز دارای شرایط متفاوتی هستند. در مطالب پیبشین در خصوص کولینگ تاور مدار بسته و برج خنک کننده هیبریدی توضیحاتی ارائه گردید.

در ابتدای مقاله لازم است به این مساله توجه کنیم که برج خنک کننده هوا خنک، با کندانسور هوایی یا ایرکولر فرق دارد.

مقاله انواع برج خنک کننده از نظر نحوه برخورد آب و هوا

مطلب مقاله طبقه بندی  کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

مقاله برج خنک کن هیبریدی و ایر کولر

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

برج خنک کن هوا خنک چطور کار می کند؟

در این بخش به بررسی کولینگ تاور خشک می پردازیم و در مورد نحوه عملکرد این نوع برج خنک کن توضیحاتی ارائه می کنیم. عملکرد برج خنک کننده تر(Wet cooling tower) بر مبنای خنک شدن جریان سیال یا آب، بدلیل تبخیر سطحی است. بدین ترتیب در حالی که دمای متوسط بیشینه تابستان در تهران حدود 45 درجه سانتیگراد است(دمای حباب خشک - Dry Bulb در گرمترین حالت مرداد ماه)، بدلیل پایین بودن دمای وت بالب یا حباب تر(Wet Bulb)که در حدود 25 درجه سانتیگراد می باشد، امکان خنک کردن آب تا دمای حدود 28 درجه سانتیگراد(در گرمترین شرایط) وجود دارد. این در حالی است که در شرایطی که دمای هوای خشک، از میزان ذکر شده پایین تر بیاید، رسیدن به دماهای کمتر نیز امکان پذیر می باشد. شایان ذکر است کولر آبی نیز عملکردی مشابه برج خنک کننده دارد با این تفاوت که در کولر آبی، هدف اصلی خنک کردن دمای هوا است نه آب.

استفاده از برج خنک کن Cooling tower صنعتی علاوه بر هزینه مصرف برق پایین و امکان رسیدن به دماهایی نزدیک وت بالب، هزینه اولیه پایین تری نیز نسبت به چیلر یا ایر کولر دارد. اما با وجود تمامی این فواید، به دلیل مصرف آب زیاد و کم آبی های اخیر، در بسیاری از موارد سعی شده از برج خنک کننده خشک استفاده شود.

کولینگ تاور خشک از نظر عملکرد مشابه ایرکولر است، با این تفاوت که برج خنک کن خشک در بسیاری از موارد به صورت بتنی و یا در ابعاد بزرگ ساخته می شود. برج خنک کن خشک، در حال حاضر بیشتر در نیروگاهها کاربرد دارد.

شرایط دمایی برج خنک کننده خشک(بدون آب)

نکته بسیار مهم در طراحی و انتخاب کولینگ تاور خشک، عدم امکان رسیدن به دماهای نزدیک وت بالب است.

به عنوان مثال در شرایطی که دمای حباب خشک در تابستان معادل 45 درجه سانتیگراد باشد، با استفاده از برج خنک کننده خشک می توان سیال را نهایتا تا 45+8  یعنی در حدود 53 درجه خنک نمود. (دمای حباب خشک به علاوه حدود 7 الی 10 درجه سانتیگراد) البته در هوای سرد پاییز، بهار و زمستان، امکان کاهش بیشتر دما نیز وجود دارد.

مزیت برج خنک کننده خشک عدم مصرف آب و سازگاری با اقلیم های خشک و کم آب است.

در مقابل هزینه اولیه ساخت کولینگ تاور خشک بالا است و نیز، امکان رسیدن به دماهایی در نزدیکی وت بالب را فراهم نمی کند.

امروزه و با جدی تر شدن بحران آب، بسیاری از صنایع نیز به سمت استفاده از برج خنک کننده خشک و کولینگ تاور مدار بسته با سیستم کنترل هوشمند حرکت کرده اند که این اقدام اگر به نحوه صحیح انجام شود می تواند تاثیر قابل توجهی در کاهش مصرف آب ایجاد کند.

یکی از کارهای اثر بخش دیگر جهت کم کردن مصرف آب کولینگ تاور، استفاده از آب تصفیه شده فاضلاب و استفاده از آن به عنوان آب میکاپ برج خنک کننده است. با این روش می توان با استفاده از پساب حاصل از فاضلاب، بخش قابل توجهی از آب برج خنک کننده را تامین نمود.

مقاله کاهش مصرف آب با استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب کامپوزیت دفنی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

طراحی کولینگ تاور هیبریدی

طراحی و فروش برج خنک کننده مداربسته 

ساخت کولینگ تاور خشک و برج خنک کن هوا خنک

فروش برج خنک کن صنعتی 

کاهش مصرف آب برج خنک کننده صنعتی

فروش پکینگ، فن و گیربکس کولینگ تاور 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

وبسایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی برج خنک کن

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

شرایط و استاندارد پره و فن برج خنک کن

فن و تجهیزات تولید و انتقال توان(موتور، گیربکس و درایو شفت)، جزو قطعات و اجزاء بسیار مهم در برج خنک کن هستند. وظیفه اصلی پره ها ایجاد جریان مکانیکی و اجباری هوا است که موجب می شود میزان تبخیر سطحی آب در کولینگ تاور به شدت افزایش یابد. در حقیقت اگر در برج خنک کن از فن استفاده نشود (مانند برخی از برج های خنک کن اتمسفریک و برخی برج های نیروگاهی)، سرعت کم جریان هوا باعث کاهش شدید راندمان کولینگ تاور و نیز کاهش تبخیر سطحی می گردد.

در عین حال بالا بودن بیش از حد سرعت فن و نیز جریان هوای تولید شده توسط پره ها و بلید ها در برج خنک کننده، موجب تبخیر بیش از حد و مصرف بالای آب می شود.

باید توجه داشت که بدلیل سرعت دورانی بالای فن و نیز قطر نسبتا زیاد پره و بلید در کولینگ تاور صنعتی، هر گونه مشکل در سیستم فن و ماشینری، می تواند به شکسته شدن پره ها و صدمات جدی انجامیده و حتی موجب خطرات جانی برای پرسنل حاضر در محوطه شود.

به همین دلیل در این بخش به برخی از موارد که بر روی عملکرد و راندمان فن کولینگ تاور تاثیر می گذارد اشاره می شود و در هر قسمت توضیحاتی کلی ارائه می گردد.

در تصویر ذیل نمونه قالب دو تکه فایبر گلاس فن که از روی نمونه بلید ارائه شده از طرف طرف مشتری ساخته شده، و در ادامه پره فایبر گلاس کامپوزیت برج خنک کننده که توسط این قالب ساخته شده است، مشاهده می گردد.

شرکت آراکو با سابقه ای طولانی در حوزه برج خنک کننده و قطعات آن، آمادگی خود را جهت تولید و ساخت قالب و فن ایرفویل فایبرگلاس از روی نمونه موجود اعلام می دارد.

 

1 - سرعت خطی لبه پره در برج خنک کننده

یکی از موارد بسیار مهم در کولینگ تاور، حد مجاز سرعت خطی لبه پره فن است. در مراجع مختلف حداکثر سرعت خطی لبه بلید برج خنک کننده را بین 50 الی 60 متر بر ثانیه در نظر گرفته اند. توجه داشته باشید که سرعت خطی لبه پره، از حاصلضرب سرعت دورانی فن(بر حسب rpm) در قطر فن(بر حسب متر) در عدد پی(3.14) بدست می آید. 

در صورتی که سرعت خطی نوک پره از 60 متر بر ثانیه بیشتر شود، علاوه بر ارتعاشات فراوان و عدم بالانس، جریان گردابی ایجاد شده در فاصله نوک پره تا لبه فن استک کولینگ تاور، موجب کاهش راندمان هوا دهی می گردد. به همین خاطر سرعت خطی بالای 60 متر بر ثانیه در لبه بلید فن، در استاندارد CTI نیز پذیرفته شده نیست.

2 - بالانس پروانه کولینگ تاور

بالانس استاتیک و دینامیکی پره ها و مجموعه فن و هاب کولینگ تاور، علاوه بر کاهش ارتعاشات و لرزش، موجب کم شدن سر و صدا و افزایش راندمان هوادهی می شود. در بسیاری از موارد به دلیل عدم استفاده از فن مناسب، و شکستگی یکی از پره ها، برج خنک کن دچار صدمات فیزیکی شده و بدنه آن از بین رفته است. 

 

3 - جنس فن برج خنک کن

در مواردی که آب خنک شده در کولینگ تاور دارای خاصیت اسیدی یا قلیایی بوده و یا محیط اطراف دارای گرد و خاک باشد، در صورت استفاده از فن مرغوب با نوع پوشش مناسب، فن می تواند در مقابل این شرایط مقاومت کند. البته نوع رزین مورد استفاده در فن فایبرگلاس هم تاثیر قابل توجهی در مقاومت مقابل دمای بالا و خوردگی دارد. آسیب پذیرترین قسمت فن، لبه حمله نام دارد. لبه حمله سطحی است که با در نظر گرفتن جهت چرخش فن، پره ها توسط آن سطح هوا را می شکافند.

به همین دلیل در برخی از پره های فایبر گلاس، با استفاده از پوشش ضد سایش در روی لبه بلید، از صدمه دیدن و از بین رفتن لبه فن فایبر گلاس برج خنک کننده جلوگیری می کنند.

4- مقدار هوادهی فن کولینگ

دبی هوا و مقدار جریان هوایی که فن می تواند تولید کند به تعداد پره ها، زاویه حمله تنظیم شده، سرعت چرخش فن و قطر آن بستگی دارد. به عنوان یک قاعده کلی می پذیریم که به زیاد شدن قطر فن، در دور ثابت، زاویه حمله مشخص و تعداد پره های یکسان، هوادهی فن بیشتر می شود. در تصویر زیر، سرعت چرخش مناسب بر حسب قطر پره ها در حالت اتصال مستقیم موتور به فن نمایش داده شده است.

همانطور که اشاره کردیم با فرض یکسان بودن شرایط، بیشتر شدن قطر به افزایش مقدار هوادهی فن منجر می شود. بخاطر اینکه بتوانیم مقیاسی حدودی از مقدار هوادهی بر حسب قطر فن اعلام کنیم، در جدول زیر دبی فن ها را در چند قطر متداول بر حسب متر مکعب بر ثانیه مشخص نموده ایم. این دبی ها با فرض استفاده از فن 4 پره و سرعت خطی 60 متر بر ثانیه است.

مقدار دبی فن بر حسب قطر

قطر فن (بر حسب متر)	سرعت چرخش (دور در دقیقه)	مقدار هوادهی (متر مکعب بر ثانیه)
1.5	750-700	15
2.5	400	50
4	270	100

5 - سایر موارد مهم در خصوص پره برج خنک کن

علاوه بر نکات ذکر شده، مواردی مانند فاصله لبه فن تا فن استک، ارتفاع و فرم هندسی فن استک، زاویه حمله بلید، نوع تجهیزات ماشینری شامل موتور، گیربکس و درایو شفت برج خنک کن و سیستم های هوشمند کنترل دور نیز می توانند در عملکرد فن و در نتیجه عملکرد برج خنک کننده تاثیر قابل توجهی داشته باشند.

بهره گیری از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده نیز از روشهایی است که علاوه بر کاهش مصرف آب کولینگ تاور و همچنین کاهش مصرف برق برج خنک کن می تواند موجب افزایش عمر تجهیزاتی از قبیل فن و موتور شود.

 

---

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

بهینه سازی برج های خنک کننده صنعتی

افزایش راندمان کولینگ تاور

کاهش مصرف آب و برق برج خنک کن

تامین و ساخت فن و فن استک کولینگ تاور صنعتی

طراحی و فروش برج خنک کن صنعتی

شماره تماس مستقیم

09124780268 

02166561974

02166129745

بخش خدمات طراحی و مشاوره کولینگ تاور در سایت آراکو

مقاله فن کولر هوایی

مقاله مشخصات فن تیغه ای فایبرگلاس

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

مقدار  آب میک-آپ(تبخیر) کولینگ تاور

 Cooling tower evaporation loss, make up water, drift loss

 ما در این مقاله به شما توضیح میدهیم که چطور مقدار آب تبخیر شده، و آب جبرانی برج خنک کننده را حساب کنیم. به کمک فرمولها و روشهایی که در این مقاله به آن اشاره می کنیم، شما می توانید تصمیم گیری بهتری در مورد انتخاب نوع کولینگ تاور انجام دهید.

مصرف آب کولینگ تاور بخاطر تبخیر(evaporation loss)

همانگونه که می دانید کارکرد برج خنک کننده بر اساس اصل تبخیر سطحی است و کم شدن دمای آب با استفاده از گرمای نهان تبخیر محاسبه می شود. میزان تبخیر آب برج خنک کننده را می توان به صورت تقریبی از روی فرمول های ذیل بدست آورد.

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 در شرایط طراحی) 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 هستند.

با این توضیحات نسبت تبخیر در برج خنک کننده به دبی آب در گردش، به صورت تقریبی برابر 0.0015 الی 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  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 بدست می آید(با استفاده از ضریب 0.0015). همچنین نسبت تبخیر به آب در گردش برابر 0.015 خواهد بود.

تعیین میزان آب جبرانی برج خنک کننده(make up water)

میک-آپ برج خنک کن در حقیقت میزان آبی است که جهت جبران تبخیر 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 نرسد، 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 سرمایش 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 و همچنین مقدار آب بلو-داون(زیرکش)

عکس بیسین و حوضچه کولینگ تاور و شناور آب جبرانی

حجم آب زیرکش شده در کولینگ تاور(Blow down) 

بلو داون در برج خنک کن به مقدار آبی گفته می شود که در یک بازه زمانی مشخص از سیستم خارج، و به جای آن آب میکاپ وارد می گردد. هدف اصلی از عملیات بلو-داون در کولینگ تاور، ثابت نگه داشتن سختی و یونهای موجود در آب است. البته در برخی از موارد، ثابت نگه مقدار اسیدیته یا قلیایی بودن(PH) آب برج خنک کننده هم توسط عملیات 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 روشن شده و حجم آب درون کتری برقی به دلیل جوشش و تبخیر در حال کم شدن است. به دلیل کاهش مستمر مقدار آب، در بازه های زمانی مشخصی و معادل میزان تبخیر، به کتری آب اضافه می کنیم.

پس از مدتی غلظت یون ها و رسوبات آب درون کتری در حال کار، افزایش می یابد. در این حالت لازم است پس از مدتی آب داخل کتری را تخلیه 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.

پکینگ ضد رسوب اسپلش برج خنک کننده

سیکل تغلیظ در برج خنک کن(Cycle Of Concentration)

سیکل تغلیظ آب(COC) کولینگ تاور یعنی حاصل تقسیم مقدار قابل پذیرش ذرات محلول در آب درون برج، به عدد میانگین ذرات محلول در آب ورودی یا همان میکاپ. همانگونه که گفته شد ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن، به همراه بخار از کولینگ 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. 

عدد سیکل تغلیظ یا Cycle Of Concentration در کولینگ تاور بستگی به شرایطی مانند سختی کل آب(TH)، مقدار جامدات محلول (TDS) و نیز کاربری برج خنک کننده دارد. به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ کولینگ را بین 3 الی 7 در نظر میگیریم. البته عدد مربوط به سیکل تغلیظ در موارد که کاربری صنعتی داشته باشد ممکن است تا 8 و 9 نیز میرسد. 

برای مثال فرض کنیم مخزن یا بسین برج خنک کننده ای(Cooling tower Basin) 2 متر مکعب ظرفیت دارد و میزان تبخیر آب نیز به 0.5 متر مکعب در ساعت برسد. در این شرایط اگر عدد سیکل تغلیط در این برج خنک کن برابر 6 باشد، به این معنی است که 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 خنک کاری خارج گردد. 

محاسبه ظرفیت کولینگ تاور بر اساس تن تبرید یا کیلو وات

همانطور که در ابتدای این مقاله توضیح دادیم، فرمول محاسبه حجم آب تبخیری برج، در گرمترین حالت سال تقریبا برابر E=0.0018*R*C است که R معادل رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده و C مقدار دبی آب در گردش(بر حسب متر مکعب در ساعت)می باشد. از طرف دیگر با ضرب عدد رنج در دبی آب در گردش در ظرفیت حرارتی آب، ظرفیت سرمایش کولینگ تاور بر حسب کیلو وات یا تن تبرید بدست می آید.

اگر ظرفیت سرمایش یک کولینگ تاور را با Q نشان دهیم، مقدار ظرفیت خنک کاری Cooling tower بر حسب کیلو-وات از فرمول زیر محاسبه می شود:

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 بر حسب کیلو وات مقدار تبخیر را به صورت تقریبی و با استفاده از فرمول زیر بدست بیاوریم. توجه کنید که در این فرمول توان سرمایش کولینگ تاور بر حسب کیلو وات است. ما ضریب تبدیل کیلووات به تن تبرید را برابر kW=0.285 rt در نظر می گیریم. 

 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 تا 0.0015.

مثال : حجم 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 با توجه به فرمول تبخیر خواهیم داشت 

 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 ساعات کمی در طول سال هستند که برج خنک کننده به این مقدار آب مصرف کند. مثلا در پاییز، زمستان، بهار و حتی ساعت های صبحگاه و شبانگاه، مصرف آب بسیار کمتر از این عدد خواهد بود.

---

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

---

مقالات و لینک های مربوط

طراحی و فروش کولینگ تاور صنعتی

کانال آپارات فیلم آموزش برج خنک کن

محاسبه و فرمول میزان آب مصرفی در برج خنک کننده

دانلود مقاله سیستم سختی گیر کولینگ تاور

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.

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