دبی هوا در برج خنک کننده

دبی هوا در برج خنک کننده به معنی مقدار هوای جابجا شده توسط پروانه برج خنک کننده در واحد زمان می باشد ، در برج خنک کننده معمولا مقدار دبی هوا با واحد cfm ( فوت مکعب در دقیقه ) نشان داده می شود. میزان دبی هوا در برج خنک کننده بر اساس پارامتر های مختلف از جمله نسبت دبی آب به هوا ( liquid/gas ) طراحی و محاسبه می گردد، اگر دبی هوا کم باشد برج خنک کننده عملکرد خود را از دست خواهد داد و در صورتی که دبی بیشتر از حد طراحی باشد موجب پرتاب آب زیاد و مصرف بیش از اندازه انرژی می شود.

بررسی مقدار دبی هوا در برج خنک کننده

همانطور که اشاره شد مقدار دبی هوا در برج خنک کننده وابسته به پارامتر های مختلف می باشد که به بررسی آن می پردازیم. یکی از این پارامتر ها نسبت دبی آب به هوا می باشد. دبی آب در برج خنک کننده و به عبارتی بار آبی ( water loading ) نیز تابع مقدار سطوح انتقال حرارت و شرایط طراحی در نظر گرفته شده می باشد.

 

دبی هوا در برج خنک کننده تابع روش طراحی ، هندسه دستگاه ، میزان دبی آب و تناژ دستگاه است و توسط کارشناس محاسبه و تعیین می گردد.

 

به طور مثال در برج های خنک کننده سری RF مقدار نسبت دبی آب به دبی هوا برابر ۰٫۰۰۲ طراحی شده است. یعنی اگر مقدار دبی آب در برج خنک کننده ۴۰۰ تن مدل RF-400 برابر ۱۴۰۰ گالن در دقیقه یا ۳۲۰ متر مکعب در ساعت باشد بنابراین میزان دبی هوا به طور تقریبی با استفاده از نسبت ۰٫۰۰۹ برابر ۱۵۵۵۵۵ متر مکعب در ساعت یا ۹۱۵۰۰ فوت مکعب در دقیقه خواهد بود که مطابق عدد جدول مشخصات فنی است.

بنابراین مقدار دبی هوا بر اساس روش طراحی ، سایز و هندسه دستگاه ، میزان دبی آب و سایر پارامتر های اثر گذار محاسبه می شود. حال چگونه می توان دبی هوا را در برج خنک کننده افزایش داد؟ برای این کار دو روش وجود دارد ، می توان قطر پروانه را افزایش داد که نیاز به الکتروموتور قوی تر و در نتیجه افزایش دبی هوا خواهد شد و یا زاویه بلید ( پره ) را افزایش داد که در این صورت هم مقدار دبی هوا در برج خنک کننده افزایش می یابد و الکتروموتور با توان بالاتر نیاز است. توجه نمایید که افزودن بر تعداد پره ها بیشتر بروی افزایش فشار استاتیکی برج خنک کننده تأثیر گذار است و افزایش دبی چشمگیر نخواهد داشت، جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” فشار استاتیکی در برج خنک کننده ” و ” فن برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-air-flow-rate/

کنترل هوشمند برج خنک کننده

کنترل هوشمند برج خنک کننده سیستمی است که کنترل سرعت دوران پروانه بر اساس دمای خروجی از کولینگ تاور را به عهده دارد. این سیستم از اجزاء اصلی اینورتر ، پی آی دی کنترلر  و سنسور تشکیل شده است. نحوه کار این سیستم به این شکل است که سنسور دمای آب خروجی از برج خنک کننده را اندازه گرفته و به صورت میلی ولت به پی آی دی کنترلر ارسال می کند سپس پی آی دی کنترلر آن را پردازش می کند و به صورت میلی آمپر به اینورتر فرمان می دهد تا سرعت دوران پروانه را به وسیله فرکانس بین صفر تا پنجاه هرتز تنظیم و به الکتروموتور فرمان دهد.

مزایای استفاده از سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده

 

سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده از استارت ناگهانی الکتروموتور جلوگیری می کند و آن را به صورت نرم و پله ای استارت می کند که مدت زمان استارت به وسیله اینورتر قابل تنظیم است. این استارت نرم و پله ای باعث می شود که تنش کمتری به تجهیزات متحرک مانند پروانه ، سیستم کاهش دور و یا گیربکس وارد شود و این قطعات عمر بیشتری داشته باشند.

 

کنترل هوشمند برج خنک کننده موجب استهلاک کم سیستم متحرک برج خنک کننده و عمر بالای آن می شود.

 

سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده بر اساس دمای آب خروجی از برج خنک کننده میزان دور پروانه را تغییر می دهد. در اوقاتی از روز ، ماه یا فصل که دمای هوا پایین تر است و نیاز نیست برج خنک کننده با حداکثر دور کار کند با کاهش میزان دور پروانه ضمن کاهش مصرف برق و همچنین کاهش تبخیر و پرتاب آب موجب صرفه جویی می گردد.

سیستم کنترل هوشمند برج خنک کننده این مزیت را دارد که با تنظیم یک دمای مشخص می توان دمای سیستم را بروی دمای مشخص ثابت نگه داشت ، این ویژگی در صنایع حساس به تغییرات دما بسیار مطلوب می باشد. در روش های قدیمی تر از ترموستات استفاده می شد که الکتروموتور را دائما خاموش و روشن می کرد و استهلاک آن را به شدت افزایش می داد ولی با سیستم کنترل هوشمند بدون قطع و وصل کردن دمای خروجی از برج خنک کننده ثابت می ماند. جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” ترموستات برج خنک کننده ” مراجعه فرمایید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-intelligent-control/

تناژ برج خنک کننده

تناژ برج خنک کننده به معنی مجموع تن تبرید و ظرفیت خنک کاری یک برج خنک کننده می باشد. همانطور که قبلا هم اشاره نمودیم یک تن برج خنک کننده برابر میزان گرمای لازم برای آب کردن یک تن ( ۹۰۷ کیلوگرم ) یخ ۰ درجه به آب ۰ درجه در مدت زمان ۲۴ ساعت می باشد. یک تن برج خنک کننده برابر ۱۲۰۰۰ Btu/hr یا ۳٫۵ kw می باشد. بنابراین وقتی اعلام می شود که تناژ یک برج خنک کننده برابر ۲۰۰ تن تبرید است یعنی برابر ۷۰۰ کیلووات یا ۲۴۰۰۰۰۰ Btu/hr می باشد. معمولا برای تفکیک و دسته بندی برج های خنک کننده از تناژ استفاده می شود به طور مثال برج خنک کننده MX-100 یعنی برج خنک کننده مدل MX با ظرفیت ۱۰۰ تن تبرید است.

محاسبه و بررسی تناژ برج خنک کننده

 

برای محاسبه تناژ برج خنک کننده باید بررسی کنیم که این برج خنک کننده توانایی دفع چه مقدار گرما را دارد. جهت این منظور دبی آب در گردش در برج خنک کننده ، دمای آب ورود به برج خنک کننده ، دمای آب خروج از برج خنک کننده و همچنین دمای مرطوب محیط که روش به دست آوردن آن قبلا شرح داده شد را اندازه می گیریم. حال این اعداد را یا با استفاده از توابع تعریف شده یا در روش ساده تر با استفاده از نمودار تعیین ظرفیت که در بحث طراحی برج خنک کنندهتوضیح داده شد و یا با استفاده از نرم افزار برج خنک کننده مقدار دقیق تناژ برج خنک کننده را بدست آورید.

 

تناژ برج خنک کننده به معنی مقدار توانایی دفع گرما می باشد و واحد آن تن تبرید است.

جهت ارزیابی عملکرد برج خنک کننده همیشه بدون در نظر داشتن ابعاد و تجهیزات دستگاه باید به میزان تناژ برج خنک کننده دقت کرد و اولین فاکتور مقایسه برج خنک کننده میزان تناژ آن می باشد و نام و اعدادی که بروی دستگاه اعلام می شود اگر شامل اطلاعات مربوط به تناژ برج خنک کننده نباشد ارزش ندارد و به دلیل گمراه کردن خریدار می باشد. بنابراین در زمان خرید برج خنک کننده حتما تناژ واقعی را از فروشنده بپرسید و بخواهید. جهت مطالعه بیشتر به مقاله تن تبرید مراجعه کنید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-tonnage/

سیکل تغلیظ برج خنک کننده

سیکل تغلیظ برج خنک کننده به معنی نسبت غلظت ذرات جامد حل نشده در آب برج خنک کننده در قیاس با آب جبرانی وارد شده به برج خنک کننده می باشد. سیکل تغلیظ برج خنک کننده با اختصار COC نمایش داده می شود و نشان دهنده این است که چه مقدار آب تازه برای برج خنک کننده قبل از تخلیه زیر آب نیاز می باشد. در برج خنک کننده به دلیل تبخیر آب همواره میزان املاح و رسوب آب در حال افزایش می باشد و نیاز به معیاری برای کنترل میزان سختی آب برج خنک کننده می باشد که در ادامه مطلب به بررسی آن می پردازیم.

بررسی سیکل تغلیظ برج خنک کننده

در یک سیستم هنگامی که از برج خنک کن استفاده می کنیم ، برج خنک کننده آب را خنک کرده و به واحد های مصرف کننده از جمله مبدل های حرارتی ، چیلر ها و ماشین آلات دیگر می فرستد که معمولا برج خنک کننده همیشه در مدار می باشد. آب خنک در برج خنک کننده با فرآیند تبخیر خنک شده خارج می شود و وقتی به واحد های مصرف کننده می رسید دمای آن مجددا بالا می رود. در هنگام تبخیر فقط خود آب تبخیر می شود و املاح و ناخالصی ها در آب باقی می ماند و باعث افزایش املاح و سختی ها می شود ، تجمع ذرات منجر به تشکیل ذرات بزرگتر و رسوب در برج خنک کننده می شود و می تواند موجب گرفتگی در پکینگ ها ، لوله ها و سایر تجهیزات شود.

 

سیکل تغلیظ برج خنک کننده یعنی نسبت TDS آب درون برج خنک کننده به TDS آب جبرانی وارد شده به برج خنک کننده.

 

روش کنترل میزان املاح و رسوبات در عملیات آبی در برج خنک کننده به خوبی توضیح داده شد ، یکی دیگر از روش های کاهش غلظت املاح ، تخلیه مقداری از آب برج خنک کننده است که زیر آب برج خنک کننده نامیده می شود. در این روش مقداری از آب دارای غلظت زیاد تخلیه شده و آب تازه جایگزین آن می شود که مقدار املاح آن بسیار کم است بنابراین در مجموع میزان غلظت کلی آب را کاهش می دهد.

سیکل تغلیظ برج خنک کننده نشان دهنده ارتباط میزان غلظت در آب جبرانی و آب موجود در برج خنک کن می باشد. به طور مثال اگر آب جبرانی دارای تی دی اس ۱۰۰ می باشد و میزان تی دی اس آب موجود در مدار برج خنک کننده برابر ۴۰۰ است در نتیجه مقدار سیکل تغلیظ برج خنک کننده برابر ۴ می باشد. همانطور که اشاره کردیم این عدد نشان دهنده این است که چه مقدار آب تازه در سیستم نیاز است ، هر چه میزان سیکل تغلیظ برج خنک کننده بالاتر باشد نیاز به آب تازه بیشتر برای کاهش املاح و سختی آب می باشد. جهت مطالعه بیشتر به مطلب ” محاسبه آب جبرانی برج خنک کن ” مراجعه کنید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-cycle-of-concentration/