سیستم توزیع آب برج خنک کن

Cooling tower water distribution system

Cooling tower nozzle 

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

اسپرینکلر در کولینگ تاور خمره ای و گرد

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

کانال آبرسانی در برج خنک کننده کراس فلو 

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

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

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

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

نازل دک اسپری برج خنک کن

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

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

 

نازل طرح هامون 

Hamon cooling tower nozzle

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

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

نازل ثقلی یا وزنی سه مرحله ای برج خنک کن

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

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

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

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

فیلم عملکرد نازل دبی متغییر برج خنک کننده

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

تعمیرات و نگهداری نازل و سیستم آبرسانی برج خنک کن

 

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

دستگاه رسوب زدای کولینگ

 

سرویس، تعمیرات و فروش کولینگ تاور

فروش برج خنک کننده فایبر گلاس مدار باز

فروش دستگاه سختی گیر برج خنک کننده 

فروش نازل طرح هامون برج خنک کننده

فروش نازل ثقلی کولینگ تاور

فروش نازل ضد رسوب برج خنک کن 

فروش نازل مربع پاش کولینگ تاور

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

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

پی اچ آب کولینگ تاورCooling tower Water PH-

اسیدی و قلیایی بودن آب برج خنک کننده

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 تاور است. با تغییر پی اچ آب، احتمال خوردگی قطعات و بدنه افزایش پیدا می کند

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 ذوب و احیاء فلز روی، آب(محلول حاوی یون روی) بسیار اسیدی بوده و در کارخانجات دارای خط تولید اسید سولفوریک و اسید فسفریک نیز آب کولینگ تاور به شدت اسیدی است. 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 شدید در قطعات برج های خنک کننده معمولی می گردد و به همین دلیل در زمان طراحی کلیه قطعات باید با توجه به شرایط آب کولینگ تاور در آن پروژه طراحی شوند.

به عنوان مثالی دیگر، در صورت استفاده از قطعات آهنی گالوانیزه و یا فولاد معمولی در PH پایین یا حالت اسیدی شدید و اسیدیته بالای آب، کلیه قطعات و تجهیزات به سرعت خورده شده و رسوب گرفته و در بسیاری از موارد حتی رزین استفاده شده در بدنه فایبر گلاس برج نیز آسیب می بیند. انتخاب نوع رزین مناسب برای ساخت بدنه فایبرگلاس برج خنک کننده نیازمند تجربه و دانش زیادی است.

اسیدی بودن آب کولینگ تاور

در حالتی که آب برج خنک کننده اسیدیته بالایی داشته باشد و PH آن کم باشد، آسیب پذیرترین قطعات برج خنک کننده در مقابل آب اسیدی، پیچ ها، مهره ها و ساپورت های فلزی هستند. البته قطعات گالوانیزه گرم می توانند پی اچ(PH) تا حدود 5.5 را تحمل کنند اما اگر میزان اسیدی بودن آب بیش از این مقدار باشد یا عدد پی اچ کمتر از 5.5 باشد، باید در برج خنک کن از استیل ضد زنگ 304 و 316 استفاده کرد. بدون در نظر گرفتن یون خاصی، استیل Stainless Steel 316 L بیشترین مقاومت را در مقابل شرایط اسیدی برج خنک کننده دارد که البته قیمت بسیار بالاتری نسبت به فولاد ضد زنگ Stainless Steel 304 L یا قطعات گالوانیزه گرم خواهد داشت. همچنین در مواردی که میزان PH یا اسیدیته آب زیر 5 باشد، باید از رزین های خاص برای ساخت قطعات فایبرگلاس و بدنه برج خنک کن استفاده کرد.به صورت کلی استفاده از فلزات دیگری غیر از آهن و فولاد، تنها 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 PVC(پی وی سی) 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 نت اسپلش پلی پروپیلن PP استفاده نمود.

به همین دلیل باید در هنگام انتخاب و یا تعویض پکینگ و فیلینگ کولینگ تاور، حتما شرایط مربوط به آنالیز آب سیستم کولینگ تاور را بررسی کرد. همانگونه که بیان شد در صورتیکه آب برج خنک کننده در وضعیت قلیایی بوده و یا اسیدی باشد، استفاده از پکینگ فیلم پی وی سی - PVC سبب خواهد شد که فیلینگ کولینگ تاور در مدت زمان کوتاهی خورده شده و چسب بین ورق ها از هم باز گردد. در عین حال پکینگ خرد و شکسته شده و پس از مدتی باعث بسته شدن منافذ پکینگ و عدم عملکرد مناسب برج خنک کننده خواهد شد.

قلیایی بودن آب برج خنک کننده

در مواردی که آب کولینگ تاور خاصیت قلیایی داشته باشد، بهترین راه مشخص کردن یونی است که موجب الکالاین شدن آب برج خنک کن شده است. به عنوان مثال در صورتیکه در آب برج خنک کن میزان زیادی کلر-Chloride وجود داشته باشد، استفاده از قطعات گالوانیزه سرد و گرم توصیه نمی گردد. بالا بودن میزان کلراید آب موجب محدودیت در استفاده از قطعات استیل و همچنین رزین مورد استفاده در قطعات فایبرگلاس کولینگ تاور می شود.

دستگاه رسوب زدای برج خنک کننده

نمونه پکینگ تعویض شده و خرد شده فیلم از جنس پی وی سی که در معرض آب اسیدی برج خنک کن قرار گرفته است.

با این توضیحات در زمان طراحی و انتخاب برج خنک کننده صنعتی باید به میزان قلیایی یا اسیدی بودن آب، سختی آب و میزان ذرات معلق موجود در آب کولینگ تاور بسیار دقت کرد تا پس از راه اندازی، برج خنک کننده صدمه ندیده و در عین حال هزینه تعمیرات و نگهداری کاهش یابد.

برخی از کارخانجات و صنایعی که شرایط آب برج خنک کننده در آنها خاص است عبارتند از :

-برج خنک کننده و کولینگ تاور خط تولید رب گوجه فرنگی 

-کولینگ تاور کارخانه تولید فلز روی(Zinc)

-برج خنک کن کارخانه و خط تولید اسید

-برج خنک کننده کارخانه تولید لبنیات

-برج خنک کن صنایع فولاد

-کولینگ تاور کارخانه تولید کربنات کلسیم

-برج خنک کننده کارخانه تولید کاغذ و مقوا

-کولینگ تاور کارخانه تولید آلومینیوم

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

فروش پکینگ پی وی سی و پ پ برج خنک کننده

فروش پکینگ ضد رسوب اسپلش PP کولینگ تاور

مشاوره در زمینه شرایط آب و قطعات برج خنک کننده صنعتی

فروش برج های خنک کن صنعتی مدار باز، مدار بسته و هیبرید

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج های خنک کننده

شماره تماس مستقیم : 09124780268

خدمات کولینگ تاور در سایت آراکو

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ تاور

[e-mail]

02166561974

02166129745

سیستم هوشمند کولینگ تاور(مدیریت مصرف آب و برق)

Cooling tower control system

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

به این صورت، در مواقعی که دمای هوای محیط و در نتیجه وت-بالب(Wet Bulb) کم می شود(مانند شب ها و نیز در فصل هایی که دمای محیط کاهش کلی دارد مانند پاییز و زمستان) حجم آب تبخیر شده و در نتیجه مصرف آب برج خنک کننده نیز کاسته می شود.

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

 

عملکرد سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن

استفاده از سیستم کنترل هوشمند همراه با کولینگ تاور مدار بسته، روش بسیار مناسبی در کم کردن مقدار متوسط تبخیر آب است. در این حالت و در ساعتهایی که دمای هوای محیط پایین می آید، می توان از برج خنک کن مانند ایر-کولر استفاده کنید. این رویکرد مشابه روشی است که در کولینگ تاور هیبرید نیز بکار میرود. البته برح خنک کننده هیبرد، دو عدد کویل دارد. برای اینکه با این مساله بیشتر آشنا شوید می توانید مقاله برج خنک کننده هیبرید را مطالعه کنید.

تاثیر سیستم هوشمند بر کاهش مصرف آب کولینگ

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

البته اجرای طرح های بهینه سازی و کاهش مصرف آب برج های خنک کن، نیاز به هزینه های اولیه مطالعات، طراحی و شبیه سازی های سیالاتی دارد. لیکن هزینه های اولیه چنین طرح هایی پس از مدتی با کاهش چشمگیر مصرف آب جبران خواهد شد.

علاوه بر توضیحات ارائه شده، با انجام بازرسی مستمر و تعمیرات و نگهداری مناسب می توان راندمان عملکرد برج خنک کننده را افزایش داد. به وسیله سیستم کنترل هوشمند برج خنک کن می توانید این موارد را کنترل کنید:

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

-مدیریت دمای خروجی آب از برج

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

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

اجزا مجموعه مدیریت هوشمند و کاهش مصرف آب کولینگ تاور

مجموعه کنترل هوشمند ابتدا اطلاعاتی از شرایط محیط و وضعیت فعلی برج خنک کن به کمک سنسورها دریافت می کند. سپس این اطلاعات وارد تابلو برق و در ادامه اینورتر یا درایو(inverter drive) می شود. در داخل اینورتر(درایو) ویژه برج خنک کننده، اطلاعات مربوط به دمای هوا، دور فن و دمای آب خروجی بررسی می شود. بر اساس برنامه نوشته شده، در صورتیکه دمای هوا کم شود، دور فن کاهش می یابد. با کم شدن سرعت چرخش پره ها، مصرف آب جبرانی کولینگ تاور و مصرف برق پروانه کم میشود. در این روش اگر به هر علتی، دمای آب خروجی از حد مجاز تعریف شده در برنامه بالاتر رود، اینورتر و درایو، با اضافه کردن دور فن، دمای آب را به مقدار مناسب میرسانند. قطعات و اجزای اصلی پکیج کاهش مصرف آب در برج خنک کن و کاهش صدا و مصرف برق کولینگ عبارت هستند از :

- اینورتر که به موتور الکتریکی برج خنک کن وصل می شود و با فرمان سیستم هوشمند، دور فن را کم و زیاد می کند.

- درایو که در کولینگ تاور مدار بسته، به پمپ وصل می شود و مقدار پاشیده شدن آب بر روی کویل را تنظیم می کند.

- سنسور دمای هوای محیط

- سنسور دمای آب خارج شده از برج خنک کننده

- تابلو برق، اینورتر و درایو

- نرم افزار کنترل مصرف آب و کنترل مصرف کولینگ تاور

تابلو و پکیج کنترل هوشمند برج خنک کننده، می تواند بین 20 تا 50% در مصرف متوسط برق سالیانه و بین 15 تا 25 درصد در مقدار آب تبخیر شده توسط کولینگ تاور صرفه جویی کند.

در سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده و کاهش مصرف برق و آب، ما افتخار داریم به همراه یکی از شرکت های دانش بنیان، اینورتر با کیفیت مورد استفاده در الکتروموتور کولینگ تاور را به حضور شما عزیزان معرفی نماید. درایو الکتریکی برج خنک کننده HPE از بازه توان 0.75 کیلو وات تا 750kW را پوشش می دهد. به کمک Inverter برج خنک کن می توان دور فن را در دماهای پایین کاهش داد. در نتیجه باعث صرفه جویی در مصرف آب و برق شد. علاوه بر این، درایو مخصوص cooling tower امکان اتصال سنسور دمای PT100 و PT1000 را نیز دارد. اینورتر HPE در زمان استارت موتور، دور آن را به آرامی بالا می برد تا به الکتروموتور و گیربکس برج خنک کننده آسیبی وارد نشود.

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

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

مدیریت مصرف کولینگ تاور

مشاوره در خصوص بهینه سازی برج خنک کننده

مشاوره در حوزه برج خنک کننده هیبرید

کاهش مصرف آب کولینگ تاور صنعتی

محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم :

02166561974

02166129745

09124780268   

آدرس وبسایت شرکت آراکو

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور

مقاله تعمیرات و نگهداری کولینگ تاور

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

---

سوالات رایج در مورد سیستم کنترل برج خنک کن

در این قسمت به پاسخ سوالات متداول(FAQ) در مورد مجموعه کنترل هوشمند برج خنک کننده و روشهای کم کردن صدای کولینگ تاور و کاهش مصرف آب می پردازیم.

آیا سافت استارت همان کار اینورتر را در برج خنک کننده انجام می دهد؟

خیر. کار سافت استارت، زیر بار بردن تدریجی موتور است. سافت استارت در فرآیندی چندین ثانیه ای، دور موتور Cooling tower را به مرور زمان از صفر به حداکثر میرساند. هدف سافت استارت جلوگیری از آسیب به موتور در زمان روشن و خاموش کردن آن می باشد. در حالیکه اینورتر می تواند سرعت چرخش پره ها را با تغییر فرکانس، کنترل کند. البته در بیشتر موارد، اینورتر یا درایو برج خنک کن، دارای سافت استارت هم هستند. 

---

آیا با سیستم کنترل دور و اینورتر می شود صدای کولینگ تاور را در شب کم کرد؟

بله با نصب سیستم کنترل هوشمند کولینگ تاور به خصوص در پروژه های مسکونی، می شود شب ها که دمای هوا کم میشود، دور فن را کم کرد. به این صورت صدای برج خنک کن باعث آزار و اذیت همسایه ها نخواهد شد. این مشکل در پروژه هایی که از کولینگ تاور ارزان قیمت و بی کفیت استفاده می شود بسیار زیاد است. معموله خانه های اطراف، از صدای زیاد پره شکایت می کنند. در این موارد اگر امکان تعویض Cooling tower وجود نداشته باشد باید با نصب سیستم کاهش دور فن و کنترل هوشمند، به کم کردن صدای پره ها در زمان استراحت همسایه ها اقدام کرد.

---

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

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

اما بیشترین مقدار صرفه جویی آب و برق در Cooling tower، به مدل های کانتر-فلو مکعبی بر می گردد.

برج خنک کن با فن دمنده - فن سانتریفیوژ

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

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

دلایل استفاده از کولینگ تاور فورس درفت

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

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

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

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

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

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

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

برج خنک کننده فلزی، گالوانیزه، استیل

کولینگ تاور فورس درفت یا دمنده، هم با فن های گریز از مرکز و سانتریفیوژ و هم با فن های محوری تولید می شوند. در برج خنک کن فلزی پکیج بیشتر از فن سانتریفیوژ(فن کولری) استفاده می شود. کولینگ تاور فلزی در صنایع لبنیات بسیار مورد استفاده قرار گرفته. ما آمادگی داریم برج خنک کننده فلزی دمشی برای شرکت ها و کارخانجات لبنیات به صورت سفارشی و از جنس استنلس استیل، گالوانیزه گرم یا آلومینیوم آنودایز شده تولید کنیم. 

عکس نمونه برج خنک کننده گالوانیزه فلزی جریان دمنده با فن سانتریفیوژ

شرکت های بزرگ صنعت Cooling tower دنیا مانند مارلی-Marley/شرکت SPX، و شرکت بالتیمور-Baltimore و اواپکو - Evapco هم کولینگ تاور فلزی دمنده تولید می کنند. در ابعاد بزرگ و برج خنک کن صنعتی مونتاژ در محل(Field erected cooling tower) بخاطر محدودیت در اندازه فن گریز از مرکز و سانتریفیوژ(Centrifugal fan)، از فن محوری(axial fan) برای تامین هوای مورد نیاز استفاده می شود. در تصاویر زیر نمونه هایی از برج خنک کننده دمشی یا فورس درفت را میبینید. 

نمونه کولینگ تاور طرح اوتوتک برای کارخانه تولید روی

---

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

طراحی و ساخت کولینگ تاور سانتریفیوژ

فروش کولینگ تاور فایبر گلاس صنعتی با استاندارد CE اروپا

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

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

مقاله و لینک های مرتبط

طراحی، مشاوره و تولید کولینگ تاور صنعتی

کانال آپارات آشنایی با برج خنک کننده، فن و پکینگ

دستگاه سختی گیر کولینگ تاور

جزوه  فارسی آشنایی با برج های خنک کن و انواع آن

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

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.

طراحی کولینگ تاور و انتخاب برج خنک کننده

Cooling tower design and selection

روشهای قدیمی طراحی برج خنک کننده، مبتنی بر استفاده از جداول و نمودارهای عمومی بوده است. در بسیاری از موارد طراحی و انتخاب کولینگ تاور صنعتی نیز بر مبنای اطلاعات تجربی بود که برای اقلیم خاصی کاربری داشت. این در حالی است که وسعت کشور عزیزمان ایران و وجود اقلیم ها و شرایط آب و هوایی متفاوت، موجب می گردد، که به منظور کارکرد بهینه یک برج خنک کن، طراحی ویژه ای برای آن صورت گیرد.

عدم رعایت اصول طراحی و استفاده صرف از کلید واژه تن تبرید یا تناژ تبرید برج خنک کننده در بسیاری از موارد به کارکرد نامناسب کولینگ تاور در آن منطقه خواهد انجامید.

به عنوان مثال مشخصات و ابعاد و اندازه برج خنک کننده ای با ظرفیت 100 تن تبرید در شهر تهران در مقایسه با یک کولینگ تاور با همین ظرفیت در آب و هوای مرطوب مانند اهواز یا بندر عباس کاملا متفاوت است. این در حالی است که بسیاری از تولید کنندگان برج خنک کن این موارد را در عملیات طراحی لحاظ نمی کنند.

نمودار تغییرات متوسط دمای هوای روز و شب در ایران(نمودار هفتگی دمای حداقل و حداکثر)

به منظور طراحی برج خنک کن صنعتی به خصوص در صنایعی مانند فولاد، روی، مواد غذایی باید موارد ذیل حتما در طراحی در نظر گرفته شود :

-  دمای آب ورودی به برج خنک کننده

- دمای مورد نیاز آب خروجی از کولینگ تاور - الزاما بالاتر از دمای مرطوب - حباب تر یا Wet bulb  

- شرایط آب و هوایی و موقعیت محل نصب کولینگ تاور

- آنالیز آب کولینگ تاور - میزان سختی آب، PH و ...

- جهت وزش باد غالب و هندسه ساختمانها و فضای اطراف برج خنک کننده

- نوع صنعت و کاربری برج خنک کن

با داشتن اطلاعات فوق مشاور خواهد توانست برج خنک کن مناسب هر صنعت و موقعیت جغرافیایی را شناسایی کرده و همچنین از بین تولید کنندگان داخلی، برند های مناسب را معرفی نماید.

اطلاعات مورد نیاز برای طراحی و انتخاب برج خنک کننده صنعتی

شرکت آراکو با سابقه ای مناسب در حوزه شبیه سازی سیالاتی و طراحی و بهینه سازی برج خنک کن، آماده همکاری با صنایع مختلف به خصوص پتروشیمی ها و پالایشگاه ها در حوزه محاسبات، طراحی، تهیه اسناد فنی جهت استعلام و خرید و بهینه سازی مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

طراحی برج خنک کن بتونی و فایبر گلاس صنعتی

طراحی کولینگ تاور صنعتی و مسکونی

کاهش مصرف آب و اورهال (تعمیرات) برج خنک کننده

فروش برج خنک کن(کولینگ تاور) صنعتی پکیج

شرکت آراکو 

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

مفاهیم اصلی و تعاریف در طراحی و بهینه سازی کولینگ تاور

تبخیر سطحی چیست : تبخیر سطحی فرآیندی است که در آن، مایع مورد نظر در دمایی غیر از دمای جوشش، به حالت بخار در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. به صورت کلی هر مایعی به میزان مشخصی در هر دما دچار تبخیر می شود. 

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم مایع (m) رابطه مستقیم دارد و برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که در اینجا به نوع مایع بستگی دارد و با LV نشان داده می‏شود. با توجه به این توضیحات داریم:

QV=mLV 

تغییر فاز بخار، آب و یخ 

در حقیقت طی فرآیند تبخیر سطحی، مایع تبخیر شده گرمای نهان تبخیر را از محیط می گیرد و موجب خنک شدن سیال و محیط می گردد. این همان فرآیندی است که هنگام خارج شدن از استخر، موجب سرد شدن بدن شما در هوای آزاد می شود.

مهمترین مزیت تبخیر سطحی نسبت به روش های دیگر سرمایش، مصرف انرژی بسیار کم آن و سهولت ساخت تجهیزات آن می باشد ولی در عین حال این روش به مصرف بالای آب می انجامد.

روش های کاهش مصرف آب در برج خنک کننده

دمای حباب خشک - درای بالب

Dry Bulb 

دمای حباب خشک محیط در هر منطقه طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی مربوطه، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر می باشد که در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد.

دمای حباب مرطوب - وت بالب

Wet Bulb

با توجه به تعریف بیان شده در خصوص دمای خشک، اگر به دور حباب دماسنجی، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دما سنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به Wet Bulb یا دمای حباب مرطوب معروف است. این دما یک دمای تعادلی است که به میزان دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

باید توجه داشت که دمای خشک و دمای مرطوب در طی ماههای سال تغییر می کند ولی مفهوم از این دو دما در طراحی برج خنک کننده، متوسط حداکثر دمای خشک و دمای مرطوب در گرمترین فصل سال (مرداد ماه) است. همچنین دمای آب یا سیال خنک شده در برج خنک کن، در بهترین شرایط 2- 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب یا Wet bulb خواهد بود.

تصویر تفاوت حباب مرطوب، وت بالب و دمای خشک

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

دانلود نمودار سایکرومتریک PsychrometricChart 

مفهوم رنج در برج خنک کن  

Cooling tower range

اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range می نامند. در حقیقت این عدد نشانگر میزان تغییر دمای سیال یا آب در برج خنک کننده است. به صورت کلی دمای رنج یا اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کن نمی تواند در یک مرحله از 35-38 درجه بیشتر باشد و اگر اختلاف دمای ورودی و خروجی مورد نظر در کولینگ تاور بیشتر از این عدد باشد، فرآیند خنک سازی باید در دو یا چند مرحله صورت گیرد.

به عنوان مثال اگر دمای آب وارد شده به برج خنک کن 80 درجه سانتیگراد بوده و دمای مورد نیاز خروجی کولینگ تاور 30 درجه باشد، خنک کاری باید طی دو مرحله و توسط دو برج خنک کننده به صورت سری انجام شود.

مفهوم دمای اپروچ در برج خنک کننده

Cooling tower approach

اختلاف دمای سیال یا آب خنک شده در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط Wet bulb، را Approach می گویند. همانگونه که بیان شده از نظر تئوری میزان Approach در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2-3 درجه سانتیگراد باشد.

برای مثال اگر دمای مرطوب محیط در شهری مانند آبادان یا اهواز معادل 30 درجه سانتیگراد باشه، برج خنک کننده می تواند نهایتا آب را تا دمای 33 درجه سانتیگراد خنک کند.

 

تصویر مفهوم دمای رنج و اپروچ در کولینگ تاور

مفهوم آب جبرانی یا Make up در برج خنک کن : آب جبرانی به آبی گفته می شود که به منظور جبران آب تبخیر شده و آب سر ریز به داخل مخزن برج خنک کننده اضافه می شود. آب میک آپ جبرانی در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و PH  داشته باشد.

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

مفهوم آب سر ریز کولینگ تاور 

Cooling Blow down water

آب سر ریز Blow down در برج خنک کننده به میزان آبی گفته می شود که به منظور حفظ شرایط نرمال آب در گردش (سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده ای معین، از مخزن برج خنک کن تخلیه می گردد.

مفهوم ضریب تغلیظ در برج خنک کن

Cooling tower Cycle Of Concentration - COC

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول در آب درون برج خنک کننده به ذرات محلول در آب ورودی یا همان آب میکاپ برج خنک کن گفته می شود. همانگونه که گفته شد ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن عمدتا به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند و بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل نیز از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون و باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی رساند. 

میزان سیکل تغلیظ یا Cycle of concentration در برج خنک کن صنعتی و کولینگ تاور بستگی به شرایط آب و کاربری برج خنک کننده دارد ولی به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ  برج خنک کن بین 3 الی 7 می باشد.

توضیحات تکمیلی در خصوص محاسبه مصرف آب برج خنک کننده

ظرفیت برج خنک کن بر حسب تن تبرید یا کیلو وات

محاسبه ظرفیت کولینگ تاور

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

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

Q=R*C*4180/3600 kW

و ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید عبارت است از :

Q=(R*C*4180/3600)*0.285 rt

به این صورت برای حساب کردن و مشخص شدن مقدار آب تبخیر شده توسط برج خنک کن در بدترین وضعیت دمایی، می توانیم از روی ظرفیت برج خنک کن بر حسب کیلو وات مقدار تبخیر را به صورت تقریبی و با استفاده از فرمول زیر بدست بیاوریم. توجه کنید که در این فرمول ظرفیت کولینگ تاور بر حسب کیلو وات است. فرمول تبدیل کیلووات به تن تبرید سرمایش برابر 1kW=0.285rt است. 

 E=Q*0.0013 ~0.0015

یعنی جرم بخار آب تبخیر شده در برج خنک کن بر حسب کیلوگرم برابر است با ظرفیت سرمایش بر حسب کیلووات ضرب در 0.0013 یا 0.0015.

مثال : میزان تبخیر آب یک برج خنک کن به ظرفیت 500 تن تبرید را حساب کنید.

برای بدست آوردن مقدار آب میکاپ و تبخیر شده در بدترین شرایط دمایی (ظهر مرداد ماه) در مرحله اول ظرفیت پانصد تن تبرید کولینگ تاور را به کیلووات تبدیل می کنیم.

500rt/0.285=1750kW

با در نظر گرفتن این عدد و فرمول تبخیر خواهیم داشت مقدار تبخیر آب برابر است با

 E=1750*0.0013=2.3 m^3/h

یعنی این برج خنک کننده در اوج گرمای تابستان به میزان 2300 لیتر آب یا 2.3 متر مکعب در ساعت تبخیر آب دارد. البته باید در نظر داشته باشید که این عدد مربوط به بدترین شرایط دمایی است و در واقعیت ساعت های کمی در طول سال هستند که برج خنک کننده به این مقدار مصرف آب داشته باشد. مثلا در پاییز، زمستان، بهار و حتی ساعت های صبحگاه و شبانگاه، مصرف آب بسیار کمتر از این عدد خواهد بود.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به میزان حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از سیال خنک شونده جذب می کند، ظرفیت کولینگ تاور می گویند. 

 

واحد ظرفیت برج خنک کننده کیلو وات یا تن تبرید است. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

 

طراحی و فروش برج خنک کن صنعتی

محاسبات برج خنک کننده

شبیه سازی جریان هوا و آب در کولینگ تاور

بهینه سازی برج خنک کننده صنعتی

فروش قطعات برج خنک کننده صنعتی 

فروش پکینگ ضد رسوب آلمانی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

[e-mail]

www.araco.ir

کانال آپارات ویدئو و فیلم آموزشی کولینگ : https://www.aparat.com/ARACo_cooling

کولینگ تاور چیست ؟

آب خنک کاری(کولینگ واتر) پس از چرخش در داخل دستگاه ها و ماشین آلات، انرژی حرارتی را از آنها می گیرد و دمایش زیاد می شود. برای خنک کردن آب پروسس، معمولا از برج خنک کن استفاده می کنیم.

به علت حساسیت دستگاهها و خطوط تولید به دمای زیاد، اگر برج خنک کننده بی کیفیت بوده و یا راندمان عملکرد پایینی داشته باشد، ممکن است کل خط تولید یک کارخانه متوقف گردد.

اهمیت Cooling tower در کارخانه ها

با توجه به توضیح بالا، می توانیم بگوییم:

کولینگ تاور قلب سیستم خنک کاری کارخانه است. بنابراین انتخاب و خرید یک برج خنک کن صنعتی باکیفیت و استاندارد، اهمیت خاصی دارد.

برخی از مدیران فنی و مالکین کارخانه ها، تصور می کنند خریدن Cooling tower ارزان، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. اما واقعیت این است که خرید ارزان، معمولا هزینه و زمان تعمیرات را بالا می برد. به همین خاطر است که برج ارزان و بی کیفیت باعث دردسر همیشگی پرسنل تعمیرات و نگهداری خواهد شد. همچنین مقدار تولید مجموعه را هم کم می کند. این مساله در بازار رقابتی این روزها، مثل دور ریختن بخش زیادی از حاشیه سود است.

بخاطر طولانی بودن این مقاله و راحتی دسترسی شما خوانندگان عزیز به بخش مورد نظر، در ابتدا فهرستی از تیترهای این مطلب قرار می دهیم. شما با کلیک بر روی هر عنوان، به بخش مورد نظر منتقل می شوید.

آشنایی با کولینگ تاور

انواع برج خنک کن

طرز کار برج خنک کننده

مفهوم تبخیر سطحی

وت بالب یعنی چه؟

رنج در ایرکولر و برج خنک کن به چه معنی است؟

مفهوم اپروچ

مقدار آب مصرفی کولینگ تاور

سیکل تغلیظ چطور تعریف می شود؟

ظرفیت برج خنک کننده به چه عواملی بستگی دارد؟

---

آشنایی با Cooling tower

کولینگ تاور، دستگاهی است که دمای سیال یا آب را، با استفاده از تبخیر سطحی کاهش می دهد. کاهش دما بر مبنای تبخیر سطحی نسبت به استفاده از چیلر یا ایر-کولر، راندمان مناسبتر، کم هزینه تر و ساده تر است. به همین خاطر از برج خنک کننده در صنایع مختلف به صورت گسترده ای استفاده می شود.  

---

طبقه بندی انواع برج خنک کن

برج خنک کننده انواع مختلفی دارد که پر مصرف ترین آنها، کولینگ فایبرگلاس پکیج است. این نوع از Cooling tower در کارخانه شرکت سازنده و به صورت کامل تولید می شوند. دستگاه پکیج نیاز به ستون جداگانه و بدنه بتونی یا کامپوزیت و فایبر مونتاژ در محل ندارند. مناسب ترین نوع برج پکیچ، کولینگ تاور مکعب شکل کانترفلو(جریان مخالف) نامیده می شود. البته در زمان خرید، باید حتما به کیفیت محصول و داشتن استاندارد از طرف تولید کننده توجه داشته باشید. فراموش نکنید که برج خنک کن بطری شکل، از نظر کیفیت و عملکرد سطح بسیار پایینی دارد و به خاطر ایرادها و مشکلات تعمیر نگهداری، انتخاب خطرناکی است.

---

روش کارکردن کولینگ تاور

در ابتدای این مطلب گفتیم که کارکرد برج خنک کننده بر اساس تبخیر سطحی آب است. پس برای اینکه متوجه شویم برج خنک کن چیست و چطور کار می کند، می خواهیم در مورد کلمات کلیدی مرتبط با Cooling tower توضیح دهیم. در این بخش مفهوم تبخیر سطحی که از مبانی انتقال حرارت در برج خنک کن است، را بررسی می کنیم.

---

تبخیر سطحی چیست؟

تبخیر سطحی فرآیندی است که در آن، مایع مورد نظر به حالت بخار در می آید و گرمای نهان تبخیر را از محیط جذب می کند. هر مایعی در هر دمایی دچار تبخیر سطحی می شود. به عنوان مثال هنگامی که از استخر بیرون می آیید، با وجود اینکه دمای قطرات آب روی پوست شما به دمای تبخیر آب نرسیده، به دلیل تبخیر سطحی احساس سرما می کنید. شدت تبخیر سطحی به سرعت جریان هوا یا باد نیز بستگی دارد. به همین دلیل وقتی که از استخر خارج شدید، اگر باد شدیدی بوزد، احساس سرمای بیشتری می کنید. 

---

تفاوت تبخیر سطحی و تبخیر عادی،Evaporation VS Vaporizatio

به صورت خلاصه می توان گفت تبخیر سطحی در هر دمایی اتفاق میافتد ولی تبخیر بر اثر جوش آمدن، نیازمند رسیدن مایع به دمای جوش می باشد.

گرمای مورد نیاز برای تبخیر(Q) با جرم جسم (m)رابطه مستقیم دارد. برای تبدیل تناسب به تساوی به یک ضریب نیاز داریم که در اینجا به نوع مایع ارتباط داشته و با LV نشان داده می‏شود. بنابراین داریم:

QV=m*LV

به ضریب LV گرمای نهان تبخیر می گویند.

در ادامه می خواهیم با مفهوم دمای حباب مرطوب آشنا شویم.

 

---

دمای حباب مرطوبWet bulb temperature،

در مباحث مربوط به تهویه، دمای خشک محیط دمایی است که به وسیله دماسنجی که در فضای باز و محلی دور از تابش مستقیم آفتاب قرار گرفته باشد، مشخص شود. اگر دمای محیط ثابت باشد، با بالا رفتن رطوبت نسبی، دمای مرطوب نیز بیشتر می گردد. به عنوان مثال امکان دارد دمای شهر کرمان با بندر عباس در برخی از مواقع سال یکسان باشد، اما به خاطر بالا بودن رطوبت نسبی، دمای مرطوب در بندر عباس همیشه بالاتر است. به همین دلیل در شهرهای جنوبی و شمالی ایران که رطوبت نسبی بالایی دارند از کولر آبی برای سرمایش استفاده نمی شود.

---

دمای خشک، Dry bulb temperature

دمای حباب خشک در هر منطقه طبق اطلاعات استخراج شده از ایستگاههای هواشناسی مربوطه، دارای میانگین حداقل و میانگین حداکثر می باشد که در محاسبات مربوط به تهویه به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می گیرد.

تعریف دمای حباب مرطوب یا وت بالب(Wet Bulb) : با توجه به تعریف بیان شده در خصوص دمای خشک، اگر به دور حباب یک دماسنج، پارچه ای پیچانده، آنرا خیس کنیم و دما سنج را بچرخانیم، دمایی که به دست می آید به Wet Bulb یا دمای حباب مرطوب معروف است. این دما یک دمای تعادلی است که به میزان دمای خشک هوا و رطوبت نسبی و همچنین ارتفاع از سطح دریا وابسته است.

نحوه محاسبه دمای مرطوب با استفاده از دمای خشک و رطوبت نسبی که کمک چارت سایکرومتریک-Psychrometric chart می باشد که در ادامه لینک دانلود چارت سایکرومتریک قرار داده شده است.

دانلود نمودار سایکرومتریک

به عنوان مثال در بسیاری از طرحها، محاسبات برج خنک کن در تهران بر مبنای دمای خشک 40 الی 44 درجه سانتیگراد و دمای مرطوب 24 درجه سانتیگراد انجام شده. البته در سالیان اخیر دمای خشک و مرطوب تهران افزایش یافته و حتی در مناطق مختلف شهر متفاوت می باشد. مثلا دمای مرطوب در نزدیکی دریاچه چیتگر بالاتر از بقیه نقاط تهران است و به همین دلیل برای این منطقه باید از برج خنک کننده با طراحی خاص استفاده کرد.

دلیل اهمیت دمای مرطوب در محاسبات برج خنک کن این مطلب است که بر خلاف چیلرها که ظرفیت مشخصی دارند، تخمین اندازه و مشخصات برج خنک کننده با استفاده از واحد تن تبرید در کشور ایران منطقی نیست. زیرا یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید در تهران، مشخصاتی متفاوت از یک برج با همین ظرفیت در شهر اهواز(با رطوبت نسبی بالا) یا اصفهان و مشهد و تبریز خواهد داشت. یا همانطور که گفته شد، ابعاد و مشخصات یک برج خنک کن 500 تن تبرید برای مناطق اطراف دریاچه چیتگر، با مشخصات کولینگ 500 تن در منطقه 1 تفاوت دارد. 

---

اختلاف دمای رنج(range) در برج خنک کن، چیست؟

اختلاف دمای بین سیال ورودی به برج و سیال خروجی از برج خنک کننده را Range(اختلاف دمای رنج) می نامند. در حقیقت این عدد نشانگر میزان تغییر دمای سیال یا آب در برج خنک کننده است.

آیا برای مقدار خنک کردن آب در کولینگ تاور محدودیت وجود دارد؟

شاید برای شما هم این سوال به وجود آمده باشد که آیا برج خنک کن می تواند دمای آب را بیشتر از 10 یا 15 درجه خنک کند؟ مثلا با استفاده از Cooling tower می توانیم آب را 20 یا 30 درجه سانتیگراد خنک تر کنیم؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم اگر دمای آب خروجی مورد نظر، حداقل 3 الی 5 درجه از وت-بالب بیشتر باشد، در بعضی از موارد ممکن است بتوانیم آب ورودی را 30 تا 40 درجه و در یک مرحله با برج خنک کننده صنعتی مدار باز، سردتر کنیم. هر چقدر دمای آب گرم ورودی بیشتر باشد، احتمال ایجاد اختلاف دمای، افزایش پیدا می کند.

برای اینکه دمای آب در سیستم کولینگ را بیشتر از 15 درجه، خنک کنیم، لازم است از نرم افزارهای تخصصی طراحی استفاده شود. اگر می خواهید در این بخش بیشتر مطالعه کنید می توانید مقاله ما را با عنوان برج خنک کننده حداکثر چه مقدار آب را سرد می کند؟ مطالعه کنید.

با این توضیحات مشخص است تولیدکنندگان قدیمی و سنتی که برج خنک کننده را به صورت تن تبریدی می فروشند، توانایی و دانش انجام این کار را ندارند. به همین دلیل بعضی از کارگاهها می گویند "نمی شود با کولینگ تاور آب را بیشتر از 10 تا 15 درجه خنک کرد"، که این تصور کاملا اشتباه است. 

---

اختلاف دمای اپروچ در برج خنک کننده ، Approach 

اپروچ یا دمای تقرب یعنی چه؟ اختلاف دمای سیال یا آب خنک شده در برج خنک کن و دمای مرطوب محیط(Wet bulb)، را اپروچ می گویند. بر اساس توضیحات قبلی، از نظر تئوری مقدار دمای Approach در کولینگ تاور، نمی تواند کمتر از 2 تا 3 درجه سانتیگراد باشد.

نمایش معنی اپروچ و رنج در طراحی و محاسبات برج خنک کننده

---

فاکتور اندازه(size factor) در برج خنک کن چه معنی دارد؟ 

خریدن یک تجهیز صنعتی با قیمت پایین به شرطی که کیفیت آن کم نشود برای همه مشتریان جذاب است. شاید برای شما جالب باشد اگر بدانید با داشتن اطلاعات مناسب در زمان طراحی برج خنک کن می توانید اندازه و ابعاد محصول مورد نظر را کمتر کنید. در نتیجه هزینه کمتری هم برای خرید بپردازید.

در این روش با حفظ کردن اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده(یا دمای رنج)، مقدار اپروچ را زیاد می کنیم. با افزایش عدد اپرچ، تا اندازه و ابعاد کولینگ تاور کمتر شود.

برای مثال فرض کنید در شهر تهران با ثابت بودن دبی آب، دمای ورودی و خروجی Cooling tower را از اعداد 38(دمای ورودی به کولینگ تاور) و 28(دمای خروجی کولینگ تاور) تغییر بدهیم. در شرایط بهینه این مقادیر را به دمای 40 درجه سانتیگراد به 30 درجه می رسانیم. با این تغییر و بدون کم شدن عدد رنج، می توانیم اندازه کولینگ تاور را بین 10 الی 15 درصد بدون تغییر در ظرفیت حرارتی، کم کنیم. در نتیجه قیمت برج خنک کن نیز بدون کاهش کیفیت، کمتر می شود. 

دلیل این مساله مفهومی بسیار مهم در طراحی برج خنک کننده به نام، فاکتور اندازه و ابعاد است. مقدار فاکتور اندازه با عدد اپروچ(اختلاف وت-بالب با دمای خروجی از کولینگ تاور) نسبت نمایی دارد. 

همانگونه که مطالب قبل بیان شده از نظر تئوری دمای اپروچ(Approach) در کولینگ تاور نمی تواند کمتر از 2 الی 3 درجه سانتیگراد باشد. در حقیقت هر اندازه دمای مورد نظر جهت خروجی برج خنک کننده به دمای حباب تر(Wet Bulb) نزدیک باشد، ابعاد برج خنک کن افزایش می یابد. نمودار تغییرات فاکتور ابعاد به نسبت اپروچ را در ادامه مشاهده می کنید. 

براس استفاده از نمودار زیر فرمول تبدیل دمای فارنهایت به سانتیگراد را C=(F-32)*5/9 در نظر بگیرید. با حذف عدد ثابت 32(به این دلیل که اختلاف دما مورد نظر است) خواهید دید که در عدد اپروچ حدود 17 درجه فارنهایت(معادل 9.5 درجه سانتیگراد) فاکتور ابعاد برج خنک کننده برابر 1 خواهد بود.

این در حالی است که در صورت کاهش دمای Approach(یعنی نزدیکتر شدن دمای خروجی برج خنک کن و وت-بالب) به عددی حدود 10 درجه فارنهایت معادل 5.5 درجه سانتیگراد، سایز برج خنک کن مورد نظر 1.5 برابر می شود. این مساله به بزرگ شدن بیش از حد ابعاد برج خنک کن و بالا رفتن قابل توجه قیمت کولینگ تاور می انجامد.

برای همین توصیه می کنیم به منظور امکان ارائه پیشنهاد قیمت مناسب برای برج خنک کننده، دمای خروجی کولینگ واتر را حداقل در حدود 7 الی 10 درجه سانتیگراد بالاتر از وت بالب یا دمای حباب تر انتخاب کنید. با این روش، فاکتور ابعاد کولینگ تاور(Cooling tower size factor) به مقدار 1 نزدیک خواهد بود.

---

معنی آب جبرانی(میک-آپ) در کولینگ تاور

Cooling tower make up water 

میک آپ کولینگ تاور به آبی گفته می شود که برای جبران آب تبخیر شده و سر ریز به داخل مخزن و بسین برج خنک کننده اضافه می شود. آب Make up در برج خنک کننده حتما باید شرایط خاصی از لحاظ سختی و  PHداشته باشد.

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

معنی آب سر-ریز یا زیر-کش  در برج خنک کنندهCooling tower Blow Down))

آب سرریز یا زیرکشBlow down)) در برج خنک کننده به میزان آبی گفته می شود که به منظور حفظ شرایط آب(سختی آب، ذرات معلق و ...) در محدوده ای معین، از مخزن کولینگ تاور تخلیه می گردد.

---

تعریف چرخه تغلیظ در برج خنک کننده

Cycle Of Concentration in Cooling tower

سیکل تغلیظ یا COC در کولینگ تاور به نسبت ذرات محلول در آب درون برج خنک کن، به ذرات محلول در آب ورودی(آب میکاپ) گفته می شود. همانگونه که گفتیم ذرات معلق و محلول درون مدار برج خنک کن به همراه بخار از کولینگ تاور خارج نمی شوند. بنابراین به مرور زمان غلظت آنها افزایش می یابد. به همین دلیل از طریق آب زیر کش یا همان آب بلو داون، باید مقدار این ذرات را به حد استاندارد و مناسبی برسانیم. 

میزان سیکل تغلیظ یا Cycle Of Concentration در برج خنک کن صنعتی بستگی به شرایط آب و کاربری Cooling tower دارد. به صورت کلی عدد مناسب برای سیکل تغلیظ برج خنک کن بین 3 الی 8 می باشد.

برای جلوگیری از سردرگمی و رعایت این نکات در پروژه های صنعتی، پبشنهاد می کنیم برای انتخاب یک برج خنک کن  از یک مشاور متخصص در این حوزه استفاده کنید. به این صورت پس از خرید کولینگ تاور، از نظر کارایی و عملکرد متحمل خسارت نخواهید شد.

---

تعیین ظرفیت کولینگ تاور

تناژ تبرید برج خنک کن چقدر است؟

در ابتدای این بحث باید مساله ای که متاسفانه در بازار تهویه و سرمایش به شدت رواج دارد را برای شما توضیح بدهیم.

در پروژه های صنعتی ظرفیت برج خنک کننده بر حسب تن تبرید، ارتباطی با ابعاد و اندازه آن ندارد. بنابر این نباید در کاربرد صنعتی، تن تبرید برج خنک کننده را از سازنده استعلام کنیم!

معنای این جمله این است که مثلا یک کولینگ تاور با ظرفیت 100 تن تبرید، می تواند 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. زیرا در پروژه های تهویه مطبوع اختلاف دمای ورودی و خروجی چیلر 5 درجه سانتیگراد و دماهای آن هم مشخص است.

به همین علت 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 توانید با استفاده از تن تبرید، اندازه برج خنک کننده و مدل آن را مشخص کنید. 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.

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 با ظرفیت کامل کار کند. یعنی اگر مثلا دمای آب ورودی 45 الی 50 درجه و دمای آب خروجی کولینگ، 30 درجه باشد، دیگر آن برج نمی تواند به ظرفیت نامی برسد. حتی ممکن است ظرفیت کاری سرمایش این کولینگ تاور، از 250 تن تبرید هم کمتر شود

این موارد لزوم نیاز به طراحی و ارائه اطلاعات دقیق در طراحی را مشخص می کند.

ظرفیت برج خنک کن (کولینگ تاور) : به مقدار حرارتی که برج خنک کننده با عمل تبخیر از آب جذب می کند، ظرفیت سرمایش می گویند. ظرفیت نامی برج خنک کننده با ظرفیت واقعی و عملکردی آن تفاوت دارد.

واحد ظرفیت برج خنک کننده بر حسب کیلو-وات یا تناژ تبرید است. هر کیلووات معادل 0.2843 تن تبرید است.

---

آیا برج خنک کننده در خوزستان، هرمزگان، مازندران و گیلان هم کار می کند؟

یک سوال بسیار متداول این است که در شهرهای ساحلی یا جاهایی نزدیک دریا و اقیانوس، با وجود رطوبت خیلی زیاد، آیا باز هم Cooling tower کار می کند. در پاسخ این سوال باید بگوییم بله. برج خنک کننده در شهرهایی با رطوبت نسبی 95 درصد هم کار می کند. البته دمای کولینگ واتر خروجی، از شهرهای خشک بیشتر خواهد شد.

برای مثال اگر در مرداد ماه با برج خنک کن در کرمان بتوانید به دمای 25 درجه سانتیگراد برسید، همان کولینگ تاور در شمال(مازندران، گیلان، گلستان) نهایتا می تواند آب را تا 28 الی 29 درجه سانتیگراد خنک کند. این مساله به خاطر رطوبت نسبی بالا در شهرهای ساحلی رخ می دهد.

خدمات ما در بخش انتخاب و طراحی برج خنک کننده صنعتی و مجتمع های تجاری و مسکونی به شرح زیر است می باشد:

• ارزیابی اطلاعات فنی (مشخصات چیلر یا دیتای دمای آب ورودی و خروجی برج در کارخانه ها)
• دریافت اطلاعات اقلیمی و شرایط آب در منطقه
• ارائه پیشنهاد مالی و زمانی خدمات مشاوره و عقد قرارداد
• طراحی اولیه برج خنک کن - کولینگ تاور
• تامین و فروش پکینگ و قطره گیر PVC و PP کولینگ تاور
• فروش پکینگ نت اسپلش ضد رسوب آلمانی
• مشاوره در حوزه خرید قطعات و تجهیزات برج خنک کننده

در مطالب بعدی در خصوص انواع برج خنک کن و مزایای و معایب هر یک از موارد توضیح داده خواهد شد.

---

مقاله های مرتبط

فن برج خنک کننده فایبرگلاس

طبقه بندی  کولینگ تاور از نظر نحوه ایجاد جریان هوا 

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

انواع کولینگ تاور از نظر شکل ظاهری

تاریخچه برج خنک کننده

آشنایی با برج خنک کننده مدار بسته 

نحوه عملکرد برج خنک کننده هیبرید

برگزاری دوره آشنایی با برج خنک کننده و روش های کاهش مصرف آب

بازرسی، ممیزی انرِژی و بهینه کردن برج خنک کن

محاسبه مصرف آب در کولینگ تاور

نمونه برج خنک کن فایبرگلاس کانتر فلو مکعبی تولید شده 

---

طراحی و فروش کولینگ تاور (برج خنک کننده) صنعتی با استاندارد CE اروپا

تولید برج خنک کننده کانتر فلو فایبر گلاس با کیفیت مناسب

شبیه سازی سیالاتی و جریان هوا در کولینگ تاور(برج خنک کننده)

تامین قطعات برج خنک کن(پکینگ، فن، قطره گیر، لوور)

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166561974

02166129745

آدرس وبسایت شرکت آراکو 

کانال آپارات فیلم آموزشی کولینگ تاور