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

سیستم کاهش دور پروانه برج خنک کننده(گیربکس، موتور کوپل مستقیم و تسمه پولی) 

برای انتقال توان و کاهش دور پره در برج خنک کن صنعتی و تجاری روشهای مختلفی وجود دارد. البته باید توجه داشت که در برج های خنک کننده سازه فایبرگلاس و بتنی، عموما از درایو شفت و گیربکس صنعتی استفاده می گردد. هدف اصلی استفاده از سیستم کاهش دور، بخصوص در کولینگ تاور صنعتی، کم کردن دور پروانه، به منظور جلوگیری از تجاوز سرعت نوک پره از محدوده مجاز است. در استانداردهای Cooling tower(سی تی آی - CTI) اشاره شده که برای جلوگیری از لرزش و ارتعاش و  صدمه دیدن فن، نباید سرعت خطی لبه پره از 65 متر بر ثانیه بالاتر برود. به همین دلیل باید سرعت دورانی فن کولینگ تاور(به دلیل قطر زیاد فن) را کم کنیم. البته در صورت استفاده از پره های فایبرگلاس با پروفیل خاص و فرم هندسی ویژه، می توانیم به سرعت خطی تا حدود 75 متر بر ثانیه نیز دست یابیم.

طبقه بندی انواع پره و بلید کامپوزیت و فایبرگلاس برج خنک کننده

در ادامه به بررسی روشهای انتقال توان و کاهش دور برج های خنک کن می پردازیم.

1- اتصال دایرکت موتور به پروانه کولینگ تاور ، کوپل مستقیم

این روش بیشتر برای برج های خنک کن کوچک استفاده می شود. در این روش به دلیل قطر کم فن(فن های با قطر زیر 1 متر) از اتصال مستقیم موتور و فن و عموما از الکتروموتورهای 6 پل و 8 پل با دورهای پایین استفاده می شود. راندمان کلی سیستم در این روش بسیار بالا بوده ولی قیمت آن به دلیل استفاده از موتور 8 پل و 6 پل از حالت عادی بیشتر است.

عکس اتصال مستقیم پروانه کولینگ تاور به موتور دور پایین - الکتروموتور 6 پل - 8 پل

2- استفاده از تسمه و پولی در برج خنک کن

سیستم تسمه پولی بیشتر در برج  خنک کن مسکونی صنعتی با ابعاد کوچک و متوسط استفاده می شود. بکارگرفتن تسمه و پولی راندمان سیستم انتقال توان و کاهش دور را تا محدوده 70 الی 80% کم می کند. در عین حال به دلیل قرارگیری مجموعه تسمه و پولی در مجاورت هوای مرطوب خارج شده از برج، به تعمیرات و نگهداری بیشتری نیاز خواهید داشت. بریدگی و پاره شدن تسمه ها، زنگ زدن پولی و صدای ناهنجار این سیستم از خرابی های متداول بشمار می رود.

البته با انجام اصلاحات و تغییرات اصولی و نیز استفاده از کیس مخصوص تسمه و پولی می توان تا حد قابل توجهی مشکلات مربوط به سیستم تسمه پولی کولینگ تاور را بر طرف نمود.

تصویر سیستم تسمه و پولی برج خنک کن

مزیت استفاده از تسمه و پولی، پایین بودن قیمت اولیه آن است که البته به مرور زمان، هزینه تعمیرات  زیاد این سیستم، این مزیت را نیز از بین خواهد برد.

ما پیشنهاد می کنیم در صورت استفاده از تسمه پولی، با مشاوره مناسب و بهره گیری از کیس مخصوص و طراحی تسمه و پولی با راندمان بالا، تا جای ممکن مشکلات این سیستم انتقال توان کولینگ تاور را کاهش دهید.

3- استفاده از گیربکس کاهنده برج خنک کننده

این روش کارآمدترین و بهترین راه برای انتقال توان و کاهش دور در کولینگ تاور است. معمولا گیربکس راندمانی بالای 95% دارد. مهمترین نکته در انتخاب گیربکس برج خنک کن، توجه به استانداردهای مربوطه است. به دلیل قرارگیری گیربکس در معرض رطوبت بسیار بالا، حتما باید از گیربکس  مخصوص برج خنک کننده استفاده کنید که دارای استاندارد ویژه محافظت(IP) و طراحی خاص هستند و نیروی وارده از سوی فن را نیز با استفاده از بلبرینگ های ویژه تحمل می کنند.

عکس نحوه نصب گیربکس کاهنده دور کولینگ تاور

در هنگام انتخاب، خرید و نصب گیربکس فن کولینگ تاور باید نکات زیر را در نظر گرفت :

1- سرویس فاکتور گیربکس برج خنک کن

2- توان موتور و توان فن فایبرگلاس

3- وزن گیربکس برج خنک کن و شاسی طراحی شده برای آن

4- تراز بودن گیربکس برج خنک کننده

5- سرعت موتور برج خنک کن و سرعت طراحی فن کولینگ تاور - نسبت تبدیل گیر بکس برج خنک کننده

چرا با استفاده از اینورتر و درایو به جای گیربکس، دور فن را کم نمی کنند؟

بعضی از مهندسان و تکنیسین های واحد فنی و تعمیرات و نگهداری این سوال را می پرسند که اگر اینورتور می تواند دور الکتروموتور را کاهش بدهد، چرا به جای گیربکس یا تسمه و پولی، از درایو استفاده نمی کنند؟ 

در پاسخ به این سوال باید بگوییم که اینورتر همزمان با کاهش دور یک موتور الکتریکی، توان آن را هم کاهش می دهد. یعنی اگر سرعت دورانی یک موتور 11 کیلو وات که دور آن 1500 rpm است را با استفاده از سیستم کنترل و درایو الکتریکی به دور 300 rpm برسانیم، توان الکتروموتور هم تقریبا به 20% حالت اول میرسد. پس باید توان موتور چندین برابر بیشتر انتخاب بشود که هزینه خیلی زیادی دارد. علاوه بر این برای کیلووات های بالای موتور الکتریکی، قیمت اینورتر جریان برق بسیار زیاد است و با این توضیحات استفاده از موتور با گیربکس،در برج خنک کننده از نظر اقتصادی و فنی بسیار بهتر است. یعنی در همین مثال باید یک الکتروموتور با توان حداقل 55kW به همراه یک درایو کنترلی با همین مشخصات خریداری شود که از قیمت موتور گیربکس 11 کیلو وات بیشتر می شود. البته استفاده از سیستم کنترل دور و اینورتور در برج خنک کننده برای کم کردن سر و صدای فن در شب یا کاهش مصرف آب یک روش متداول است.

ساخت و فروش درایو شفت فلزی و کامپوزیتی کولینگ تاور

فروش گیربکس و درایو شفت برج خنک کننده

فروش پکینگ PVC و PP کولینگ تاور

فروش فن فایبرگلاس برج خنک کن

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله های مرتبط 

انواع پره و پروفیل فن فایبرگلاس کولینگ تاور

خدمات طراحی برج خنک کن در وبسایت آراکو

آشنایی با فن کندانسور هوا خنک یا ACC

مقاله مشخصات فن تیغه ای فایبرگلاس

کانال آپارات ویدئو آموزش کولینگ تاور 

درایو شفت فیبرکربن گیربگس و الکتروموتور برج خنک کننده

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