برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی
برج خنک کننده

برج خنک کننده

تجهیزات صنعتی و برودتی

حفظ و نگهداری کولینگ تاور

اصول نگهداری برج خنک کننده

اصول نگهداری برج خنک کنند

طراحی، انتخاب، نصب و راه اندازی برج خنک کننده مراحل اصلی فرآیند خرید این تجهیز به شمار می‌رود. تضمین عملکرد صحیح چیلر و سایر ماشین آلات صنعتی وابسته به کارایی درست >برج خنک کننده< می‌باشد. سازندگان برج خنک کننده عملکرد موفق و مطلوب کولینگ تاور را تحت شرایط معین تضمین می‌کنند. منظور از شرایط معین نصب، راه‌اندازی و نگهداری اصولی کولینگ تاور می‌باشد. مالک برج خنک کن باید طبق شرایط مد نظر سازندگان از این تجهیز برودتی استفاده کند. انتخاب صحیح و موفقیت بهره برداری از آن بر عهده مالک یا نمایندگان فنی وی می‌باشد که در اینجا به نکات کلی آن‌ها میپردازیم. مهم تر از مرحله طراحی و انتخاب تجهیزات برودتی نگهداری اصولی آن ها می باشد. راندمان و کارایی یک منبع برودتی همانند برج خنک کننده و چیلر وابستگی زیادی به نحوه کارکرد آن دارد.

کارکرد درست یک تجهیز صنعتی زمانی تضمین خواهد شد که عملیات نگهداری به صورت منظم و اصولی صورت پذیرد. عملیات نگهداری برج خنک‌کننده شامل مراحل متعددی می‌باشد که رعایت این موارد می‌تواند تاثیر بسزایی در ثبات راندمان سیستم داشته باشد. عدم رعایت نکات اصولی در حفظ و نگه‌داری کولینگ تاور سبب افول و نزول کارایی مناسب آن می شود. نزول راندمان در برج خنک کننده موجب افزایش دمای آب سرد و اختلال در کندانسور دستگاه های دیگر می شود. اگر کولینگ تاور در صنعت بکار برده شده باشد راندمان تولید کاهش خواهد یافت. حتی اگر برج در جهت خنک کاری چیلر مورد کاربرد باشد با کاهش راندمان وی ، چیلر نیز عملکرد درستی نخواهد داشت. عملکرد یک سیستم همانند یک ساعت می باشد و چنانچه هر یک از اجزا کارایی مفید نداشته باشد عملکرد کلی نیز مختلف می‌شود.

اصول نگهداری برج خنک کننده

  • بازدید دوره ای قطعات داخلی و چک نمودن کارکرد هر یک از اجزای درونی کولینگ تاور

  • شستشو قطعات داخلی از جمله نازل ها ، پکینگ ها و تشتک ذخیره آب

  • تنطیم بالانس تیغه های فن و چک کردن عملکرد پروانه (عدم لرزش ، مکش خوب هوا

  • خالی کردن منظم توری آشغال گیر در تشتک

  • شستشو منظم فیلترهای هوا در صورت وجود

  • احیا رزین سختی گیر نصب شده در مدار آب جبرانی در صورت وجود

  • تعویض فیلترهای دستگاه تصفیه آب در مدار آب شناور

  • کنترل میزان املاح موجود در تشتک و کاهش آن با تنظیم بلودان و تصفیه آب چرخشی

  • کنترل سیستم پایپینگ و لوله کشی به طور منظم و جلوگیری از ایجاد نشتی و خرابی های بیشتر

  • مشاهده کردن میزان سطح آب تشت آب ( در صورت مشاهده کاهش سطح آب شناور را چک نمایید و بلودان رو موقتاً قطع نمایید.)

  • چک کردن دائمی دمای موتور و چک نمودن آمپر مصرفی آن و مقایسه آن با آمپر نامی قید شده بر روی پلاک دستگاه

  • چک کردن تنظیم دستی یا اتوماتیک جریان زیراب یا بلودان

  • تخلیه آب تشتک در فصول سرد و در زمان خاموشی برج خنک کننده

  • سرویس منظم و دوره ای توسط کارشناسان شرکت سازنده در طول دوره خدمات پس از فروش

لزوم رعایت نکات اصولی در نگهداری برج خنک کننده

  • افرایش طول عمر قطعات داخلی بر اثر کنترل و بازررسی دوره ای

  • افزایش راندمان در حال کار کولینگ تاور به دلیل عملکرد صحیح قطعات داخلی

  • کاهش میزان مصرف آب و برق با توجه به کارکرد درست سیستم پاشش آب و سیستم هوادهی

  • کاهش رسوب گرفتگی قطعات داخلی و لوله های اتصالی بین برج خنک کننده و سایر تجهیزات همانند چیلر و ...

  • کم شدن هزینه های ناشی از تعویض قطعات داخلی بر اثر نگهداری اصولی دستگاه

  • کاهش یافتن هزینه های تعویض فیلترهای دستگاه تصفیه دستگاه با شستشو دوره ای قطعات داخلی همانند پکینگ

کولینگ تاور کانتر فلو

برج خنک‌کننده جریان مخالف

برج خنک کننده جریان مخالف

 

برج خنک کننده جریان مخالف یا کانترفلو (Counter Flow) وظیفه خنک کردن آب توسط جریان‌ هوای مخالف جهت ‌پاشش را برعهده دارد و یکی از رایج‌ترین انواع برج خنک کننده یا کولینگ تاور محسوب می‌شود.در برج خنک کننده جریان مخالف آب از بالای برج به سمت پایین پاشیده شده و هوا نیز از قسمت پایین (لوور) توسط فن مکنده‌ای که در داخل دهانه مکش هوا قرار‌ دارد در خلاف جهت جریان آب مکش می‌شود و در این برخورد رو در رو بین آب و هوا ، قطرات آب به صورت مرحله ای در برخورد با هوا خنک تر می‌شوند. برج خنک کننده جریان مخالف در دسته بندی انواع کولینگ تاور مدارباز یا برج خنک کننده مرطوب محسوب می شود و به دلیل مخالف بودن جریان آب و هوا دارای راندمان بسیار بالایی در انتقال حرارت و کاهش دمای آب می باشد.

در واقع بدلیل عملکرد خوب برج خنک کننده جریان مخالف در 80 درصد کاربری های صنعتی و غیرصنعتی از این مدل سردکن صنعتی یا کولینگ تاور بهره وری می شود. برج خنک کن جریان مخالف عموماً قادر است که دمای آب را تا حدود 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب محیط خنک نماید و همین قابلیت در واقع سبب افزایش راندمان برج خنک کننده جریان مخالف گردیده است. به دلیل مزایای فراوان این مدل برج خنک کننده در زمینه تهویه مطبوع و صنعت امروزه بیشتره تولیدات کولینگ تاور و برج خنک کننده صنعتی از نوع جریان مخالف می باشد.

انواع برج خنک کننده جریان مخالف 

نوع تماس بین آب و هوا به صورت جریان مخالف در انواع کولینگ تاور مداربسته خشک ، مدارباز مرطوب و برج خنک کن ترکیبی (هیبریدی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرفی دیگر برج خنک کننده مدارباز جریان مخالف وابسته به شکل ظاهری و سیستم توزیع آب همچنین به دو دسته کلی مکعبی و مخروطی(استوانه‌ای) تقسیم‌بندی می‌شود که هر یک از این مدل ها کاربرد منحصر به فرد خود را دارد. بدنه برج خنک‌کننده جریان مخالف به صورت بتنی، ورق‌های گالوانیزه و همچنین می‌تواند از متریال کامپوزیتی یعنی فایبرگلاس تولید و عرضه گردد. به صورت مختصر می توانیم انواع برج خنک کاری جریان مخالف را به شرح ذیل دسته بندی کرد.

  •  برج خنک کننده جریان مخالف مدارباز مرطوب

الف) کولینگ تاور کانترفلو مکعبی:

بیشترین کاربرد در تولیدات برج خنک کننده جریان مخالف از دسته بندی با استراکچر مکعبی صورت می پذیرد. برج خنک کننده جریان مخالف مکعبی دارای جریانی ناهمسو بین آب و هوا می باشد که دارای سیستم پاشش آب ثابت با ظاهر مکعبی می باشد.

ب) کولینگ تاور کانترفلو مخروطی:

برج خنک کننده گرد ، استوانه ای یا مدور یکی از قدیمی ترین انواع کولینگ تاور جریان مخالف به شمار می آید که در بیشتر کاربری های مربوط به سیستم خنک کاری کندانسور چیلرهای تراکمی و جذبی ( در کاربری برج خنک کننده چیلر) مورد استقبال قرار می گیرد. مزیت بزرگ برج های خنک کننده جریان مخالف مخروطی در عملکرد بسیار خوب سیستم هوادهی و گردش مناسب هوای مکش شده توسط فن یا پروانه کولینگ تاور می باشد.

برج خنک کننده جریان مخالف مکعبی

  • برج خنک کننده جریان مخالف مداربسته خشک

برج خنک کننده مداربسته خشک همواره دارای سیستم جریان هوای مکنده یا دمنده می باشد که در این نوع کولینگ تاور جهت چرخش آب درون کویل همواره در خلاف جهت مکش یا دمش هوا می باشد. این نوع کولینگ تاور تنها در کاربری های خاص در صنعت مورد کاربرد قرار می گیرد.

  • برج خنک کننده جریان مخالف مداربسته هیبریدی

برج خنک کننده مداربسته هیبریدی یا ترکیبی یکی از پرکاربرد ترین انواع کولینگ تاور کانترفلو می باشد که مصرف آب بسیار کمی در فصول سرد و معتدل دارد. برج های خنک کننده هیبریدی یا ترکیبی بسیار کم مصرف بوده و به هیچ عنوان دچار رسوب و گرفتگی در مداربسته نخواهند شد. بیشترین راندمان در کولینگ تاور های جریان مخالف یا ناهمسو مربوط به این موضوع می باشد.

اجزای مختلف برج خنک کننده جریان مخالف 

برج خنک کننده جریان مخالف

  • دینام: تأمین کننده نیروی مکانیکی و گشتاور چرخشی لازم در پروانه

  • پروانه: ایجادکننده جریان مکشی در هوا از پایین به سمت بالا

  • کاهش‌دور: کاهنده دور موتور به دور استاندارد مورد نیاز فن

  • نازل آبپاش یا آب پخش کن: پاشش کننده آب بر روی پکینگ ها

  • لوله‌های انشعاب پاشش: انتقال دهنده آب به نازل از ورودی برج خنک کننده

  • بست کمربندی: اتصال دهنده نازل آبپاش به لوله های انشعابی

  • پکینگ‌ها: پوشال های تراکمی داخل برج خنک کننده

  • شبنم‌گیر: جلوگیری کننده از عبور چکه های آب به سمت پروانه

  • بدنه و فریم اصلی: ساختار اصلی اسکلت برج خنک کن شامل ستونی های اصلی نگهدارنده سایر قسمتهای بدنه

  • پنل: دیواره اصلی نگهدارنده و مهمترین قسمت بدنه کولینگ تاور

  • تشت ذخیره آب(تشتک): محل جمع کردن آب خنک در برج خنک کن

  • عرشه پروانه: محل خروجی هوای داغ و مرطوب اشباع

  • ساپورت نگهدارنده: وظیفه نگهداری قطعات داخلی مثل پکینگ و قطره گیر

  • پایه نگهدارنده موتور: نگهدارنده دینام

  • پایه نگهدارنده پروانه: شاسی نگهدارنده پروانه و سیستم کاهنده دور

برج خنک کننده چیلر

Chiller cooling tower

Chiller cooling tower

Chiller is the air cooling device of towers and buildings and the heat absorbed from the environment is expelled by the cooling tower (chiller cooling tower). Heat is dissipated from the chiller in a section called the condenser, and the "chiller cooling tower" is actually responsible for cooling that section. A refrigerant or gas in a chiller is subjected to an increase in pressure and temperature by a compression or absorption cycle.

Brief definition of chiller cooling tower: Refrigeration or cooling source The cooling water flow in the condenser cooling circuits is water chillers (absorption or compression) which is responsible for re-cooling the hot and high pressure refrigerant leaving the compressor.

What is a chiller and how is it different from a cooling tower or cooling tower?

Specifically, the chiller is like the cooling tower of a water cooling device, and in other words, the chiller is considered as a source of refrigeration and cooling in central and industrial air conditioning systems. A compression chiller is basically a compression or compression cycle in a type of refrigerant (gases with the abbreviation R) and its passage through the condenser causes the gas to cool and in contact with water in the evaporator causes the water to cool in the Child Water cycle or The water cools. The chilled water of the chiller outlet can be transferred to the air conditioner and fan coil and absorb the heat of the environment of a residential or commercial building or tower, etc.

A brief comparison of a cooling tower with a chiller

In fact, in comparison with the chiller, the cooling tower can be synonymous with this device at temperatures above 25 degrees Celsius and can be considered as a refrigeration source, in which case it is called "industrial cooling tower " and can be used in other applications. Supplement of water chillers of compression or absorption type should be used. In common parlance, when we use a cooling tower to complete the cold water of a chiller condenser, the cooling tower is also called a " chiller cooling tower ".

Application on cooling and chillers in industry

In industry, it is sometimes not possible to reach low temperatures (below 25 degrees Celsius) in hot seasons by using a cooling tower. In this case, we use chillers with compression or absorption cooling cycles to reach cold water temperatures up to a temperature of about 5 to 7 degrees Celsius. In some industries, such as the soap industry, it is necessary to reach sub-zero temperatures, in which case compression chillers with sub-zero compressors are used. Chiller is in fact a source of water cooling to very low temperatures, but due to high costs, this equipment should not be used in the cooling system of all industries, and as much as possible, we can cool the water in industry and air conditioning systems with a cooling tower.

Is the cooling tower used in all compression and absorption chillers?

The answer to this question is no and it should be said that condenser chillers are of two types. The first case of chiller condenser is air or air cooled and is cooled by the ambient air fluid (by induction current fans) and the second case of chiller condenser has a shell and tube converter (Shell & Tube) and the task of providing cooling tower Cool water is required in chillers with water condenser. Therefore, the cooling tower is used only in the water circulation cycle and chiller cooling with water condenser systems.

What is the body of refrigeration and what is its connection with the cooling tower and chiller?

Refrigerant ton is one of the most famous units of engineering sciences, it represents the transfer of energy over time, which in fact represents the amount of heat required to melt a ton of ice. The unit of refrigeration or refrigeration is basically equivalent to other units of energy transfer in time such as kilowatts (kw) and BTU per hour (btu / hour). Refrigeration body is one of the most common units used in cooling equipment such as cooling towers and chillers. The cooling capacity of cooling towers and chillers is usually expressed in terms of refrigeration. Each ton of refrigeration or tonnage is actually equivalent to 3.51 kW and 12,000 BTU per hour.

Explain two common design mistakes and choose a cooling tower or chiller cooling tower

Common Mistake 1: In some cases, on the advice of a consultant or chiller manufacturer, the circulating water capacity of the cooling tower is mistaken for the same refrigeration capacity. For example, a cooling tower capable of cooling 100 tons of water per hour is never the same as a 100-ton refrigeration cooling tower. It is important to note that the refrigeration capacity is never the same as the circulating water capacity of the cooling tower.

Common second simulation: The capacity of the cooling tower should not be the same as the capacity of the chiller and the cooling tower should always have more cooling capacity than the chiller, and the reason for this is that Qc (heat dissipated in the chiller condenser) is always equal to W or input work is greater than Qh or heat absorbed by the evaporator. In other words, QC> QH and the reason for the principle of energy conservation (Qc = Qh + W)


The main components of the chiller condenser cycle and the cooling tower stand

The condenser cycle of water chillers includes chiller cooling tower, circulating electric pump, condenser and valves. The cooling tower is responsible for providing cold water back to the compression and absorption chillers, which will also vary depending on the refrigeration capacity of the chiller.

The main components of the cooling cycle of central air conditioning chillers

  • Cooling Tower:

Refrigeration center and refrigerant heat dissipation by water to the outside environment

  • Circulator pump (Pump):

Conduct water from the cooling tower to the chiller condenser at a standard rate to absorb excess heat

  • Gate Valve:

Service valve and adjustment of circulating water flow rate in chiller and cooling tower condenser cycle

  • Pipes and Connections:

This section is responsible for transferring a certain flow or mass from the water flow to the chiller and cooling tower.

  • Condenser:

A type of heat exchanger (one of the main components of the chiller) to contact the cold water of the cooling tower output with the hot and high pressure refrigerant of the chiller compressor outlet.

  • Resin Water Softener:

This section is responsible for controlling the amount of hard water solutes in the compensatory water injection cycle in the chiller cooling tower.

  • Make up Tank:

  • This tank or source actually supplies evaporated water inside the chiller cooling tower and causes the mass system in the condenser to be established.

Chiller cooling tower


How to place the cooling tower in the chiller condenser circuit

In the cycle of a refrigerant (refrigerant gas and fluid), it should be noted that the purpose of the chiller is to compress or increase the pressure in the refrigerant and reduce the water temperature to lead to the fan coil and cool the environment. Naturally, a simple look at the PT diagram or pressure-temperature in a particular type of refrigerant can easily show that the exhaust gas from the compressor has a lot of pressure and temperature after exiting. Increasing the refrigerant temperature actually reduces the chiller efficiency at the inlet of the evaporator section, and this increased temperature in the refrigerant must be reduced by the condenser section before entering the evaporator. The gas temperature of water chillers is reduced in a heat exchanger between cold water and refrigerant. The water circulating in the heat exchanger in the condenser section of the chiller must be recirculated by the cooling tower after receiving the heat of the refrigerant and reducing its temperature.


The main components of a chiller cooling tower

  • Aeration and distribution and transfer of air from outside to inside:

This part actually includes the fan or impeller with the task of creating relative pressure and displacement of air, motor or mechanical energy generator (providing the required power to rotate the fan) and power transmission system (reducing the angular velocity of the engine).

  • Water circulation or water supply section:

This part in the cooling tower is responsible for dividing, circulating and transmitting a certain flow and flow of water fluid and can include nozzle (sprinkler), sprinkler (water dispenser), float, flange, valve, coil, pipe and side connections.

  • Energy and heat exchange surfaces section:

Cooling or heat exchange surfaces in a chiller cooling tower, depending on the type of open circuit or closed cooling tower, can be a coil (network of narrow tubes) or packing media (dense networks to create a contact surface between the weather) and in principle this part mediates And is a mediator between the flow of climate.

  • Body and frame placement of peripheral equipment:

This part includes the cooled cold water outlet tank (pan or basin), panels or walls, louvers (cold air inlet shutters) and the hot air outlet part. The outlet section in the cooling tower is also called a fan stack or propeller choke.


Types of chiller cooling towers


  • Opposite Flow Cooling Tower (Cooling Tower Counter Flow)

The air circulation system in this model of chiller coolers is in the opposite direction of spraying and falling water flow out of the nozzle or sprinkler. Kvlyngtavr eddy or counter (Counter Flow) in two cube and cone production and supply of the system water spray fixed towers cube-type nozzle pressure and while spraying system and dripping water towers, conical shape High-pressure nozzles are rotary or sprinkler . This model of cooling tower is divided into two general categories according to the geometry and type of water distributors.

  • Cross-flow cooling tower (Crossflow or Abara cooling tower)

The air intake system in this model is a cooling chiller perpendicular to the water flow tower. This model is very suitable for environments with high relative humidity due to the constant dry air flow at the inlet to the cooling surfaces section. The use of this chiller cooling model is mostly recommended for the north and south of the country, such as Mahshahr, Sari, Mazandaran, Rasht, Gilan, Bandar Abbas, etc.

Types of chiller cooling towers

  • Cubic Counter Flow Cooling Tower

This cooling tower model can generally be offered as single cell (Single Cell) and multi-cell (Multi Cell) in two modes of assembly of the factory door and also assembly at the project site and is named because of its square and cubic appearance. . For various reasons such as easier maintenance, easy transportation and handling, higher efficiency and less sedimentation are the most important advantages of this cooling tower model.

  • Cone or circular or cylindrical chiller cooling tower (Conic Counter Flow)

This type of industrial cooler is so named because of its conical and cylindrical appearance. The circular cooling tower has a rotating water flow distribution system and due to the rotational spraying, it has a rotating piece called a hydrogel, which is responsible for distributing water on the packings. Due to its large size, it is usually sent in the form of on-site assembly or as a traffic load.

Types of chiller cooling towers

Dry CCTV Cooling Tower (Cool Air Condenser)

Air Condenser or Air Cooler (also known as Dry Cooler) is basically the same as the air condenser system in air-cooled chillers and is sometimes used to convert water condensers into air condensers in most cases. Air condensers and CCTV cooling towers are generally used in cold areas with low dry temperatures and the most important advantage of this cooling tower model compared to other chiller coolers is the lack of water consumption and a sharp reduction in sedimentation in the chiller condenser section.

Hybrid CCTV Cooling Tower (Combined CCTV Tower)

In many water chillers in hot areas where the use of air condenser is practically not available and the issue of water supply to the cooling tower is practically not possible, and as a result, this issue of hybrid cooling towers, which is actually a combination of a fully open water spray cycle. And a closed water cycle is used. In principle, it should be noted that the hybrid or combined cooling tower is a good alternative to cooling the chiller condenser circuit in hot and dry areas. Today, most air conditioning design consultants use hybrid cooling systems in most designs and selections.

This model of chiller coolers, due to its very high efficiency compared to dry CCTV types, are the most widely used among open-circuit and CCTV cooling towers today. Evidence and theoretical science show that hybrid systems are much more useful and acceptable today in all industries, including machines. In essence, the hybridization of one system takes advantage of two systems simultaneously, which has led to the further improvement of the quality of the cooling and refrigeration industries in recent decades.


Chiller cooling tower calculations


Part 1) Calculation of refrigeration capacity of chiller cooling tower

The cooling capacity of the cooling tower in the chiller cooling system is a function of the required heat dissipated from the chiller to the environment. Generally, the condenser has a higher capacity than the evaporator in the chiller in terms of heat transfer, and this indicates that the capacity of the cooling tower is always greater than the cooling load of the chiller. In order to accurately calculate the refrigeration capacity and defrost capacity of the cooling tower, the following two basic formulas are used:

A) 2 * Absorption type of chiller refrigeration capacity = cooling capacity of the cooling tower

B) 1.3 * Refrigeration capacity of compression chiller = cooling capacity of cooling tower

In fact, the absorption chiller, due to having an absorber or absorber section, always requires more water circulation capacity for cooling, and this is due to the absorption cycle of ammonia and lithium bromide in the absorber.


Part 2) Calculation of the amount of circulating water in the condenser cycle

In order to calculate the standard amount of circulating water in compression and absorption chillers per ton of refrigerant refrigeration load, the following two basic formulas are used to calculate the amount of flow and flow of circulating water in the cooling tower.

A) Circulating water flow in the cooling tower (in terms of GPM) = 3 * Refrigeration capacity of absorption chiller

B) Flow rate of circulating water in the cooling tower (in terms of GPM) = Q / 5000, which in fact Q is the same as the cooling capacity of the chiller in terms of Btu / h.

(gpm or gallons per minute is a unit of water flow, the other units are liters per minute and cubic meters per hour)


Part 3) Calculation of the circulator head pump in the water circulation cycle between the condenser and the chiller cooling tower

In order to calculate the head and pressure of the circulator pump for water circulation between the cooling tower and the chiller condenser, the following formula is used.

Pump head = water pressure drop in cooling tower + nozzle to outlet distance difference + condenser static pressure drop + collector drop + (1.5 * piping length between tower and chiller)

More information:  Cooling tower calculations


Principles of installation of chiller cooling tower

  • Observe the installation and start instructions of the cooling tower or cooling tower according to the manufacturer's installation manual

  • Comply with the standards of plumbing executive plans according to the chiller catalog

  • Provide a suitable foundation for the installation and cooling tower

  • Installation in the appropriate range (roof or completely free space)

  • Use of hardener in compensating water circuit (Row Water)

  • Use valves or valves to regulate water flow in the cooling lines to and from the chiller

  • Correct selection of the pump and efficiency of the reserve pump next to the working pump in order to enter the circuit in case of emergency

  • Using shock absorbers and expansion joints to repel the shocks of water flow inside the pipes

  • Installation of one-way valve in the thrust pipe of circulator pumps, condenser circuit and cooling tower

  • Do not use welded and threaded connections in the piping circuit

  • Parallel piping of cold water back and forth to the chiller and cooling tower

  • Different color of reciprocating hot water condenser outlet pipe (red) and cold water cooling tower outlet (blue)

  • Use water flow control valve to control condenser cold water flow

  • Use of thermometer in water circulation circuit and check of water temperature in chiller cooling cycle by cooling tower

Basic principles before starting the chiller cooling tower and starting the condenser circuit

  • In the piping of the pump thrust and suction circuit, make sure that the connection flanges are installed correctly.

  • Make sure that the flow control valves are set to a sufficient and standard level.

  • Test the cooling tower belts in the reduction section so that they are not too tight or too loose.

  • Turn the fan counterclockwise by hand from near the hub so that larger problems do not occur if it is locked.

  • Check the electrical circuit of the building and the electrical panel of the cooling tower and chiller so that it does not have a large voltage drop.

  • First, turn on the pump so that some water circulates inside the system. Then start the cooling tower fan and after ensuring the operation of these two parts, turn on the chiller.


ساپورتهای پالتروژن برج خنک کننده

ساپورتهای پالتروژن برج خنک کننده

ساپورت پالتروژن برج خنک کننده

ساپورتهای نگهدارنده پالتروژن پروفیل هایی از متریال فایبرگلاس بوده که جهت نگهداری پکینگ و قطره‌گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بکارگیری پالتروژن در تولید برج خنک کننده فایبرگلاس امروزه از اهمیت بالایی برخوردار گردیده است. ساپورتهای نگهدارنده پکینگ که از متریال پالتروژن تولید می شود از مقاومت بسیار بالایی در برابر آب برخوردار است. استفاده از الیاف سوزنی در بافت پالتروژن سبب افزایش مقاومت ایستایی این پروفیلها در تحمل بارهای نرمال یا عمودی می گردد.

بکارگیری فایبرگلاس و حذف متریال فلزی در داخل کولینگ تاور امروزه کاربرد فراوانی دارد. اولین گام سازندگان در تولید برج خنک کننده ساخت قطعات فایبرگلاس بدنه می باشد. دومین گام مهم در راستای کاهش زنگ زدگی و خوردگی قطعات داخلی بکارگیری پالتروژن در ساپورتهای نگهدارنده داخلی دستگاه می باشد. ساپورت های پالتروژنی قالباً به شکل پروفیل های زرد رنگ یا قوطی هایی با سایز معین و مشخص می‌باشد. این قوطی ها توسط درپوشهای پلیمری به بدنه فایبرگلاس پیچ و مهره می‌گردد.


مزایای اصلی و مهم پالتروژن در برج خنک کننده

  •     کاهش میزان خوردگی و زنگ زدگی در اجزای داخلی
  •     افزایش کیفیت آب درگردش با کاهش میزان ترکیبات رسوبی ناشی از خوردگی
  •     افزایش مقاومت در برابر وزن آب و عدم فورم پذیری در مقابل فشارهای جانبی
  •     مقاومت شیمیایی بالا و قابلیت شستشو و رسوب زدایی با اسید
  •     سبک بودن و کاهش وزن خشک کولینگ تاور
  •     قابلیت تعویض آسان در هر دوره سرویس اساسی
  •     کاهش هزینه های تولید و افزایش سرعت تولید
  •     قابلیت اتصال با پیچ و مهره و عدم جوشکاری ساپورتهای نگهدارنده

توضیح بیشتر در مورد روش تولید پالتروژن (نوعی فایبرگلاس)

پالتروژن یک فرآیندی است در تولید قطعات فایبرگلاس که امروزه کاربرد فراوانی دارد. قطعات تولید شده توسط فرآیند پالتروژن عموماً به صورت المان‌های طولی می‌باشند. المان‌های پالتروژن به صورت قوطی، نبشی، پروفیل و میلگرد تولید می‌شود. الیاف مورد استفاده در تولید قطعات فایبرگلاس با فرآیند پالتروژن نوع سوزنی می‌باشد. الیاف‌های به کار رفته در تولید این المان‌ها به صورت نواری کنار یکدیگر قرار می‌گیرد. قطعات پالتروژنی برج خنک‌کننده امروزه به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر رسوب و زنگ زدگی کاربرد بسیاری پیدا کرده است. قطعات پالتروژن به عنوان ساپورت‌های نگهدارنده پکینگ و لوله‌های ورودی و قطره گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل بالا بودن تنش‌های نرمال و تحمل میزان بالای بار همچنین مزیت بزرگی نیز دارند.

بیشترین مستندات بخش استانداردهای مرتبط با برج خنک کننده فایبرگلاس حاکی از تایید این قطعات می‌باشد. استفاده از قطعات پالتروژنی در برج خنک‌کن یا کولینگ تاور امروزه توسط بیشتر سازندگان رایج شده است. علاوه بر تحمل دمای بالا قابلیت اسیدشویی یکی از مزایای مهم این محصول می باشد. پروفیلهای پالتروژن برج خنک کننده به رنگ زرد و عموماً در ابعاد قوطی 3 و 4 مورد استفاده قرار می گیرد. اتصالات قطعات پالتروژنی عموماً به شکل پیچ و مهره ای می باشد و این موضوع سبب عملکرد بهتر برج خنک کننده شده است. استفاده از اتصالات پیچ و مهره ای در قطعات پالتروژن همچنین سبب افزایش طول عمر سایر قطعات گردیده است.

محاسبات و طراحی برج خنک کننده Cooling tower calculations and design

محاسبات و طراحی برج خنک کننده

محاسبات برج خنک کننده

محاسبات برج خنک کننده شامل محاسبه ظرفیت برودتی، راندمان و آب جبرانی در برج خنک کننده می‌باشد که مبنای اصلی طراحی کولینگ تاور به حساب می‌آید. انجام دقیق محاسبات در برج خنک کننده فرصتی جهت انتخاب صحیح و درست نوع خنک‌کن، محاسبه ظرفیت برودتی مناسب و برآورد میزان مصرف آب برج خنک کاری قلمداد می‌شود. انجام صحیح محاسبات سبب عملکرد بهتر برج خنک کننده خواهد شد و در نتیجه کارکرد خوب در این تجهیز سایر دستگاه هایی که با خنک کن سرد می‌شود نیز کارکرد بهتری خواهند داشت.

یک کوره القایی را فرض کنید که اگر محاسبات برج خنک کننده به درستی صورت نپذیرد ممکن است کوره نتواند با قابلیت صددرصد ذوب گیری نماید یا در یک تایم محدود دچار رسوب، گرفتگی و مشکلات زیادی گردد. در واقع محاسبات مختلف کولینگ تاور پیش زمینه‌ای برای طراحی برج خنک کننده صنعتی و بهبود بخشیدن در سیستم سرمایشی صنعت محسوب می‌شود.

محاسبات مربوط به برج خنک کننده در دسته‌بندی‌های متفاوتی تقسیم می‌شود. اولین بخش نحوه تعیین دمای‌ خروجی آب می‌باشد. پس از تعیین دمای خروجی آب فاکتورهایی از قبیل ظرفیت برودتی و شرایط کارکرد برج خنک کن کمک بسزایی در انتخاب بهتر یک کولینگ تاور خواهد داشت. محاسبه آب مصرفی نیز به لحاظ برآورد تجهیزات جانبی در راه اندازی سیستم گردش آب از اهمیت بالایی برخوردار است.

امروزه کاهش میزان مصرف آب و انتخاب صحیح نوع برج خنک کننده یکی از مهمترین بخش های محاسبات محسوب می‌شود.افزایش‌ راندمان،کاهش میزان مصرف آب و تعیین دقیق ظرفیت برودتی کولینگ تاور مهمترین بخشهای مرتبط با انتخاب صحیح یک منبع برودتی قلمداد می‌شود که به دو روش زیر انجام می پذیرد.

  • استفاده از فرمول ها و جداول از پیش تهیه شده در بخشهای مختلف
  • بهره‌گیری از نرم افزار های مخصوص انتقال حرارت و طراحی تجهیزات برودتی

در این بخش به توضیح مفصل روشهای مختلف انجام محاسبات برج خنک کننده از جمله محاسبه نرخ حرارتی کولینگ تاور،آب تبخیری، بلودان و راندمان خواهیم پرداخت.


دمای تقرب یا آپروچ برج خنک کننده

اختلاف بین دمای آب سرد خروجی(Cooling Tower Outlet Temperature) با دمای مرطوب محیط(Ambient Wet Bulb Temperature)، آپروچ (Approach)نام دارد. در یک تعریف مختصر و ساده آپروچ برج‌ خنک‌کننده میزان نزدیکی دمای آب سرد کولینگ تاور به دمای حباب تر محیط می‌باشد. در نمونه اولیه محاسبات به هر میزان آپروچ (نزدیکی دمای خروجی آب به دمای‌مرطوب) کمتر باشد برج خنک کن دارای راندمان بیشتری خواهدبود. بنابراین در انجام محاسبات برج خنک کننده رسیدن به دمای آپروچ پایین تر همواره یکی از مهمترین بخشهای طراحی کولینگ تاور می‌باشد.

رسیدن به آپروچ کمتر از 5 درجه سانتی گراد در برج خنک کننده نیازمند ضریب‌اطمینان بالایی می‌باشد. در محاسبات اولیه طراحی به هر میزان آپروچ پایین‌تر در نظر گرفته شود راندمان برج خنک کننده بالاتر خواهد بود. حداقل میزان آپروچ معادل 5 درجه فارنهایت (2.8 درجه سانتی گراد) درنظر گرفته می‌شود. از طرفی هر چه از نظر تئوری در محاسبات مربوط طراحی اولیه بخواهیم آپروچ عدد پایین‌تری باشد باید ضریب افزایش سطح‌مفید کولینگ تاور(ضریب اطمینان) نیز بزرگتر انتخاب گردد.

بهینه ترین میزان آپروچ در نظرگرفته شده در محاسبات برج خنک کننده با ضریب اطمینان منطقی(عملی و اقتصادی) معادل 10 درجه فارنهایت (5 درجه سانتی گراد)می باشد.تعیین دقیق میزان آپروچ در واقع تابعی از دمای ایده آل آب سرد خروجی برج خنک کننده در فصول گرم (تابستان) می باشد.

به منظور محاسبه میزان آپروچ از فرمول زیر استفاده می شود.

Approach=Cold Water Temperature–Wet Bulb Temperature

آپروچ=دمای خروجی آب سرد برج خنک کننده - دمای مرطوب محیط طراحی کولینگ تاور


اختلاف دمای برج خنک کننده

یکی دیگر از فاکتورهای اساسی در محاسبات برج خنک کننده در واقع اختلاف دمای ورودی و خروجی آب در کولینگ تاور می‌باشد. اختلاف میان دمای آب گرم (ورودی) و دمای آب سرد (خروجی)تحت عنوان اختلاف دمای یا دلتاتی(Range) نامیده می‌شود.در محاسبه راندمان و محاسبه ظرفیت سرمایشی، میزان اختلاف دمای ورودی و خروجی از اهمیت بالایی برخوردار است.

اختلاف بین دمای آب گرم و سرد در کولینگ تاور محدودیت‌هایی دارد. در محاسبات مرتبط با طراحی رسیدن به اختلاف دمای(Range) بالاتر از 10 درجه سانتیگراد در یک سلول برج خنک کن شدنی نیست. ایده آل‌ ترین اختلاف دمای ورودی و خروجی در کولینگ‌تاور معادل 5 تا 7 درجه سانتیگراد طراحی می‌شود. اختلاف دمای ورودی و خروجی آب در کولینگ تاور همچنین تابعی از شرایط محیطی و دمای آب ورودی به منبع برودتی خنک کن می‌باشد.

با افزایش دبی آب در گردش در سیستم اختلاف دمای برج خنک کن به کمتر از 5 درجه سانتی گراد نیز کاهش پیدا کند. بنابراین اختلاف دمای آب سرد ورودی با آب گرم خروجی از برج خنک کننده تابعی از شرایط طراحی و شرایط محیطی می باشد.

مطالب مفید: محاسبه دبی برج خنک کننده

فرمول کلی زیر جهت محاسبه اختلاف دمای برج خنک کننده  بکار می‌رود.

Range = Hot Water Temperature – Cold Water Temperature

 

محاسبات برج خنک کننده رنج و آپروچ


محاسبه راندمان برج خنک کننده

یکی از پر اهمیت ترین بخش های طراحی و محاسبات برج خنک کننده تعیین راندمان یا efficiently می‌باشد. راندمان برج خنک کننده(Cooling Tower Efficiently) به دو پارامتر آپروچ(Approach) و اختلاف دما (Range) وابسته می‌باشد. به عبارتی ساده‌تر محاسبه راندمان نیز مانند بسیاری از پارامترهای طراحی کولینگ تاور وابسته به دمای مرطوب محیط می‌باشد.در محیط‌هایی با رطوبت نسبی بالا(شرجی) خروجی محاسبه راندمان برج خنک کننده کمی کمتر از حالت‌های ایده‌آل می‌باشد. در محیط‌هایی با رطوبت نسبی پایین(اقلیم های گرم و خشک) همانند شهر یزد، شیراز و غیره در نتیجه محاسبه راندمان به عددهایی همانند 85 درصد به بالا می‌رسیم.

به عبارتی دیگر رسیدن به راندمان 100درصد در محاسبات برج خنک کننده به معنای این می‌باشد که آپروچ معادل صفر در نظر گرفته شود که چنین موضوعی امکان ندارد. بنابراین در محاسبه راندمان کولینگ تاور رسیدن به عددی بالاتر از 90 درصد به هیچ عنوان شدنی نیست. به منظور دقیق محاسبه راندمان از فرمول هایی استفاده می‌شود که خروجی این اعداد نشانگر این موضوع است که  بهینه‌ترین میزان راندمان برج خنک کننده با ضریب اطمینان استاندارد، معادل با 70 الی 75 درصد می‌باشد.در واقع رسیدن به راندمان بالاتر از 75درصد در محاسبات برج خنک کننده نیازمند هزینه بسیار زیاد بوده و غیراقتصادی می‌باشد.

به منظور محاسبه راندمان برج خنک کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

Cooling Tower Efficiency = Range/ (Range + Approach) x 100

به بیانی ساده‌تر محاسبه راندمان برج خنک کننده معادل است با :  نسبت اختلاف دما به مجموع آپروچ و اختلاف دما در کولینگ تاور.

کاهش میزان آپروچ و افزایش میزان اختلاف‌دما در کولینگ تاور طبق فرمول فوق سبب افزایش راندمان می‌شود. البته لازم به ذکر است که در تابستان با افزایش دمای مرطوب محیط راندمان برج خنک کننده نسبت به سایر فصول پایین‌تر خواهد بود و این موضوع نشانگر این است که پارامتر راندمان در دسته محاسبات عددی ثابت نمی‌باشد و مطابق شرایط فصلی و اقلیمی نیز متغیر می‌باشد.

فاکتورهای فراوانی بر افزایش راندمان در برج خنک‌کننده تأثیرگذار خواهد بود. بسیاران از طراحان و مشاورین مهندسی سیالات از بهترین نمونه‌های پکینگ‌مدیا و افشانک جهت پاشش صحیح آب و افزایش سطح تبادل حرارت بین آب و هوا استفاده می‌کنند. امروزه با پیشرفت علم سیالات و بهره‌گیری از نرم‌افزارهای مخصوص کمک بسیار زیادی در استفاده از نازلهایی با راندمان بالا و پاشش خوب و در نتیجه افزایش راندمان شده است.

مطالب مفید:  نازل برج خنک کننده


محاسبات چرخه غلظت در برج خنک‌کننده

یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار در محاسبات برج خنک‌کننده COC می‌باشد. چرخه غلظت(Cycle of Concentration) یا به صورت مختصر COC، یکی از مهمترین فاکتورهای تعیین‌کننده در طراحی هر خنک‌کننده آب محسوب می‌شود. COC یا چرخه غلظت در واقع  میزان رسانایی(Conductivity) در چرخه اصلی به رسانایی در چرخه آب جبرانی میباشد. به مظنور محاسبه میزان COC در برج خنک‌کننده مطابق فرمول زیر میتوان عمل نمود.

COC = Conductivity of Cooling Water / Conductivity of Makeup water

میزان COC یا چرخه غلظت کمیتی بدون بعد می‌باشد. مقدار COC در برج خنک‌کاری وابسته به شرایط آب ورودی و آب جبرانی بین عدد 3 تا 7 متغیر می‌باشد. در طراحی برج خنک‌کننده باید دقت نمود که مقدار COC حدالامکان بیشتر در نظر گرفته شود. چرا که افزایش میزان COC سبب کاهش میزان بلودان و دریفت قطرات آب می‌شود. چرخه غلظت یا COC یکی از مهمترین پارامترهای کلیدی در محاسبات برج خنک‌کننده مخصوصاً در بخش محاسبه بلودان محسوب می‌شود. بهترین و بهینه‌ترین عدد برای فاکتور COC در محاسبات معادل 5 در نظرگرفته می‌شود.

البته لازم به ذکراست استفاده از قطره گیر و سیستم بلودان هوشمند نیز تاثیر بسزایی در کاهش مصرف میزان بلودان و دریفت در کولینگ‌تاور دارد که استفاده استاندارد از چکه‌گیر یا قطره‌گیر برج خنک‌کننده باید از متریال مناسب و با کیفیت صورت پذیرد.


محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده

یکی از مهمترین بخشهای طراحی و محاسبات برج خنک‌کننده برآورد میزان آب مصرفی کولینگ‌تاور در شرایط مختلف اقلیمی و فصلی می‌باشد. آب جبرانی(Make Up) در برج خنک کننده در واقع میزان مصرف آب کولینگ‌تاور در واحد زمان معین میباشد. در یک چرخه گردش سیال آب این سیال از سه روش متفاوت و مختلف از دست می‌رود. محاسبه آب جبرانی دربرگیرنده پارامترهای زیادی می‌باشد. آب جبرانی در برج خنک‌کننده مرطوب یا مدارباز در واقع میزان آبی است که جهت ایجاد چرخه دائم و موازنه جرمی باید دائماً وارد کولینگ‌تاور گردد.

محاسبه آب جبرانی در برج خنک‌کننده تابع سه پارامتر اصلی می‌باشد. سه پارامتر تأثیرگذار بر محاسبه آب جبرانی عبارتند از تبخیر آب - بلودان و دریفت قطرات آب به بیرون کولینگ‌تاور. در واقع آب‌مصرفی(جبرانی) وابسته به عملکردهای متفاوت در کولینگ‌تاور در جهات مختف هزینه می‌شود. محاسبه آب جبرانی از این جهت حائز اهمیت می‌باشد که تأمین این آب در فصول گرم عملاً باید با دورنگری و در طراحی اولیه درنظرگرفته شود.آب جبرانی در برج خنک‌کننده توسط سه روش کلی محاسبه می‌شود.

  • 1-روش محاسبه آب جبرانی به صورت تخمینی (1.5 تا 2 درصد آب در گردش)
  • 2-محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده با روش فرمولی
  • 3-محاسبه آب جبرانی توسط نرم افزارهای آنلاین و مهندسی از جمله SPX Calculator و Water Waste

در واقع در این مقاله سعی براین شده بر هر سه روش اساسی در تعیین محاسبه آب جبرانی اشاره شود. البته در زیر فقط به روش کلی محاسبه آب جبرانی برج خنک‌کننده یعنی روش استفاده از فرمول های مهندسی اشاره مینماییم.

نمودار شماتیک از نحوه محاسبه آب جبرانی و تاثیر هر یک از سه پارامتر بر میزان Make Up

محاسبات برج خنک کننده آب جبرانی

1-تبخیر آب در برج خنک‌کننده

اولین فاکتور هدررفت آب در برج خنک کننده در واقع تبخیر(Evaporate) می‌باشد. آب در اثر تماس با جریان هوای القا شده توسط فن برج خنک‌کننده دچار درصد کمی تبخیر شده و حرارت جذب شده برای تبخیر آب، سبب کاهش دمای آب می‌گردد.تبخیر بیشترین میزان آب جبرانی یا مصرفی را در خنک‌کنندهای تبخیری تشکیل می‌دهد. تبخیر آب در برج خنک‌کننده در واقع مهمترین و بیشترین میزان تأثیر در محاسبات آب جبرانی در برج خنک‌کننده را دارد. میزان تبخیر آب وابسته به اختلاف دمای ورودی و خروجی و همچنین وابسته به شرایط اقلیمی محیط نصب کولینگ‌تاور متفاوت می‌باشد.

تعیین دقیق میزان تبخیر آب در کولینگ‌تاور تأثیر بسزایی در نتیجه محاسبات آب جبرانی در برج خنک‌کن خواهد داشت. در واقع مهمترین بخش محاسبات برج خنک‌کننده در تعیین دقیق میزان آب مصرفی تبخیر می‌باشد.انرژی لازم گرفته شده از آب سبب تبخیر در برج خنک‌کننده می‌گردد.همین موضوع شاهراه اصلی محاسبات آب جبرانی می‌باشد. به عبارتی ساده‌تر با استفاده از ضریب محسوس گرمای‌ویژه تبخیر در برج خنک‌کننده میزان این پارامتر در محاسبه آب جبرانی به راحتی تعیین می‌گردد.در قسمت بعد در انتهای مقاله به بررسی عددی میزان تبخیر و محاسبه دقیق آب جبرانی در برج خنک‌کننده به طور مفصل می‌پردازیم.

مطلب جالب و آموزنده: برجهای خنک‌کننده بدون تبخیر یا برج خنک‌کننده خشک


2-بلودان برج خنک‌کننده

دومین فاکتور از هدررفت آب در کولینگ‌تاور زیرآب یا بلودان(bleed Off)و در اصلاح جریان تخلیه (Blow Down) می‌باشدکه یکی دیگر از فاکتورهای تأثیرگذار در محاسبات برج خنک‌کننده محسوب می‌گردد.میزان تخلیه یا زیرآب و در اصطلاح بلودان برج خنک‌کننده یک پارامتر عددی قابل تغییر می‌باشد. محاسبات مربوط بلودان برج خنک‌کننده در واقع یکی از فاکتورهای اساسی در طراحی کولینگ‌تاور می‌باشد.منظور از بلودان برج خنک‌کننده(Blow Down)، تخلیه پیوسته یا متناوب درصدی از آب در کولینگ‌تاور به منظور جلوگیری از افزایش غلظت مواد معدنی حل نشده (TDS) و سایر ناخالاصی‌های موجود می‌باشد.

میزان دقیق بلودان برج خنک‌کننده در واقع براساس میزان کیفیت آب ورودی و آب در گردش و همچنین براساس دمای ورودی و خروجی و چرخه غلظت تعیین می‌گردد. اگر میزان بلودان از عدد استاندارد کمتر باشد غلظت مواد محلول در برج خنک‌کننده افزایش می‌یابد و این موضوع سبب افزایش رسوب و گرفتگی و در نتیجه کاهش راندمان خواهد شد. اگر بلودان از حدمعین خود نیز افزایش یابد سبب افزایش مصرف بی‌رویه آب جبرانی در کولینگ‌تاور می‌گردد. بنابراین تنظیم میزان جریان بلودان در برج خنک‌کننده یکی از مهمترین فاکتورها در محاسبات آب جبرانی برج خنک‌کن محسوب میشود.

تنظیم و تعیین دقیق میزان بلودان کار ساده‌ای نیست بنابراین لطفاً به منظور تنظیم جریان زیرآب یا تخلیه در برج خنک‌کننده با کارشناسان مجرب شرکت دماگستر مشورت نمایید . تظیم میزان جریان تخلیه یا بلودان در کولینگ تاور بر اساس دو روش کلی دسته بندی می شود . روش اول تنظیم جریان تخلیه (بلودان برج خنک کننده) روش Manual یا دستی می باشد . در این روش با استفاده از یک شیر دستی و توسط یک اپراتور در هر چند ساعت جریان تخلیه تنظیم می گردد . روش دوم نیز در بلودان برج خنک کننده روش Automatic می باشد که بهترین روش در تنظیم میزان بلودان برج خنک کننده می باشد.

نحوه تنظیم جریان بلودان برج خنک کننده:

1-بلودان دستی (Manual Blow Down): در اینگونه موارد از یک فلنچ تخلیه کوچک و یک شیر دستی جهت تنظیم میزان بلودان برج خنک‌کننده استفاده می‌شود. میزان تنظیم بلودان در واقع به غلظت موادمحلول در آب ورودی و اختلاف دمای آب ورودی و خروجی (Range) بستگی دارد.

2-بلودان اتوماتیک(Automatic Blow Down): عموماً به منظور کاهش میزان تخلیه و بلودان در برج خنک‌کننده از یک TDS متر هوشمند و یک شیربرقی استفاده می‌شود. TDS متر با افزایش میزان غلظت موادمحلول در آب از حدمجاز استاندارد، فرمان روشن (On) را به شیر برقی جهت تخلیه آب صادر می‌نماید. با تخلیه و بلودان آب غلیظ از قسمت تشتک برج خنک‌کننده غلظت مواد محلول در آب کاهش پیدا می‌کند و TDS متر پس از زمان معین فرمان خاموش (Off) را صادر مینماید.


3-دریفت یا پرتاب قطرات آب

دریفت (Drift)در برج خنک‌کننده در واقع کشیده‌شدن قطرات ریز آب خروجی از اسپرینکلر یا آب پخش کن به وسیله جریان مکش هوای عبوری می‌باشد. میزان دریفت یا پرتاب قطرات آب به سمت پروانه تابعی از طراحی برج و سرعت هوای عبوری از کولینگ‌تاور می‌باشد .دریفت درواقع درصد بسیار کمی (2 درصد) از مصرف آب جبرانی برج خنک‌کننده را تشکیل می‌دهد.به منظور کاهش دریفت در برج خنک‌کننده از قطره‌گیر(Drift Elminator) جهت کاهش مصرف دریفت استفاده می‌شود.با استفاده از قطره گیر در برج خنک‌کننده میزان پرتاب قطرات آب به خارج کولینگ‌تاور تقریباً به 0.005 قطرات کاهش می‌یابد.



محاسبات عددی آب‌جبرانی برج خنک‌کننده

دو فاکتور اصلی و مهم در محاسبات آب جبرانی برج خنک‌کننده در واقع تبخیر و تخیله آب می‌باشد. فرمول محاسبه اصلی مصرف آب در واقع به شرح ذیل می‌باشد.

M=E+B+D

M = آب جبرانی یا میک آپ

E = تبخیر آب

B = بلودان

D = دریفت قطرات ریز آب

محاسبات برج خنک کننده


الف) محاسبه تبخیر آب در برج خنک کننده:

به منظور محاسبه تبخیر آب در برج خنک‌کننده از دو روش کلی می توان استفاده نمود.

روش اول) استفاده از فرمول تخصصی محاسبه عددی میزان تبخیر برج خنک‌کننده:

مطابق این روش به منظور محاسبه میزان آب جبرانی حاصل از تبخیر در برج خنک‌کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

E = 0.00085 x R x 1.8 x C

E = Evaporation Loss (m3/hr)

R= Range

C = Circulating Cooling Water (m3/hr)

روش دوم) استفاده از فرمول دوم تخصصی محاسبه عددی میزان تبخیر برج خنک‌کننده:

در این روش عموماً از روش حرارت جذب‌شده در تبخیر استفاده می‌شود. مطابق این روش برای محاسبه آب جبرانی حاصل از تبخیر در برج خنک‌کننده از فرمول زیر استفاده می‌شود.

E = C x R x Cp / HV

E = Evaporation Loss in m3/hr

C= Cycle of Concentration

R= Range in °C

Cp = Specific Heat = 4.184 kJ / kg / °C

HV = Latent heat of vaporization = 2260 kJ / kg


با توجه به اینکه حرارت جذب شده برای تبخیر هر کیلوگرم آب 2260 کیلوژول می باشد ، برای هر کیلووات ظرفیت برج خنک کننده مقدار آب حاصل از تبخیر تقریبا 0.553 گرم برثانیه (معادل 2 لیتر بر ساعت) خواهد بود.

بنابراین تبخیر آب در یک برج خنک کننده با ظرفیت 100 تن تبرید (350 کیلووات) معادل تقریبی 700 لیتر بر ساعت می باشد.

البته روش فوق در واقع به صورت دقیق تر تابعی از دمای ورودی و خروجی و شرایط محیطی و فصلی عملکرد برج خنک‌کننده میباشد. به منظور محاسبه دقیق میزان مصرف آب میتوانید از نرم‌افزار محاسبه آب جبرانی شرکت دماگستر در این زمینه بهره‌مند شوید.

تصویری از خروجی نرم افزار محاسبات آب مصرفی برج خنک‌کننده

نرم افزار محاسبات برج خنک کننده


ب) محاسبه بلودان برج خنک کننده:

همانند تبخیر ، بلودان نیز با دو روش کلی قابل محاسبه می باشد .

روش اول)محاسبه عددی میزان بلودان برج خنک کننده با مطابق فرمول زیر:

B = E/ (COC-1)

B = Blow Down (m3/hr)

E = Evaporation Loss (m3/hr)

 COC = Cycle of Concentration (پارامتری بدون بعد بین 3 تا 7 که توسط تولیدکننده برج خنک‌کننده تعیین می‌گردد)

روش دوم)محاسبات تقریبی میزان بلودان برج خنک‌کننده مطابق با جدول زیر:

میزان تخلیه و بلودان در برج خنک‌کننده برای حفظ غلظت مواد معدنی حل‌نشده در محدوده قابل قبول، به محدوده خنک‌کاری کولینگ‌تاور(range)،دبی.شرایط اولیه آب(TDS) بستگی دارد.

به عنوان مثال برای یک دستگاه برج خنک‌کننده 100 تن تبرید با دبی آب در گردش 50 مترمکعب در ساعت و اختلاف دمای 5.5 Eدرجه سانتیگراد میزان آب جبرانی مطابق روش فوق بدین شکل محاسبه می‌گردد:

E=350*2 =700 L/h

B=50000 L/h *(0.0033)=165 L/h

M=B+E = 865 L/h