طراحی برج خنک کننده یکی از امور پیچیده صنعتی محسوب می شود و مبتنی بر محاسبات، تجربیات و دانش مکانیکی خاصی است. ادعای سخت بودن طراحی برج خنک کننده آنجایی ثابت میشود که بدانید انواع مختلفی از کولینگ تاورها (هریک با ویژگیهای کارکردی خاص خود) تاکنون طراحی شده است؛ و هر کدام با توجه به نوع مکانیزم خنکسازی متفاوت، دارای تفاوتهای بنیادینی با یکدیگر می باشند.
البته در فرآیند طراحی برج خنک کننده، گاهاَ فقط عوامل مربوط به سیالات (دبی، دمای مرطوب، محاسبات آب جبرانی و…) اشاره میشود. اما واقعیت اینجاست که تک تک عواملی نظیر:
- جنس بدنه و جنس ساختار
- استفاده از دستگاه های جانبی
- نوع جریان
- میزان کیفیت سیال و نوع کاربری
- مدل مکش و دمش فن
- و نوع انتقال حرارت
بر کیفیت، میزان راندمان، طول عمر، توان خنکسازی کولینگ تاور و بطور کلی طراحی برج خنک کننده موثر خواهد بود. اما این سوال وجود دارد که وسعت اصول طراحی کولینگ تاور ها چقدر است؟
طراحی ظرفیت برج خنک کننده
ظرفیت کولینگ تاور فقط به معنای مقدار آبی نیست که وارد دستگاه میشود. بلکه ظرفیت برج خنک کننده بر واحد تناژ تبرید کیلووات استوار است. درنتیجه مولفه ظرفیت در طراحی برج خنک کننده، میزان حرارتی است که از آب موجود در دستگاه برای خنکسازی دریافت میشود.
به هنگام تعیین ظرفیت برج خنک کننده بایستی به 3 نکته پراهمیت توجه داشت:
- نرخ جریان: توجه به میزان اختلاف (تفاضل) آبهای ورودی و خروجی کولینگ تاور
- نرخ تبرید: پارامتر تفاوت دمای محیط پیرامون دستگاه و دمای آب با عنوان نرخ تبرید شناخته میشود. بعنوان مثال به هر میزان که دمای جریان هوای فضای بیرون کولینگ تاور بیشتر باشد، توان ظرفیتی دستگاه نیز بیشتر میشود.
- میزان رطوبت جریان هوا: درصد رطوبت هوا یکی دیگر از عوام مهم در تعیین ظرفیت و توان در طراحی برج خنک کننده بشمار می‌آید. با افزایش رطوبت محل نصب (جریان هوای بیرون)، عمل تبخیر دیرتر انجام میگردد. برج های خنکساز مدارباز بطور کلی بر اساس مکانیزم تبخیر به خنکسازی سیالات می پردازند. لذا هرگاه رطوبت جریان هوای ورودی به سیستم کولینگ زیاد باشد، به توان بیشتری نیاز می باشد.
عوامل مهم در طراحی برج خنک کننده
مکانیزم خنکسازی آب در طراحی برج خنک کننده، بسته به عوامل متعددی میتواند متفاوت باشد. یکسری از پارامترهای دمایی در طراحی کولینگ تاور ها عبارتند از:
- دمای حباب مربوط
- دبی آب
- میزان آب جبرانی برج خنک کننده
- و دمای Approch و Range
دمای حباب مرطوب
دمای حباب مربوط به کمترین دمایی اطلاق میشود که با بخار آب میتوان آب را خنک نمود. اینگونه دما در زمان اشباع 100 درصدی هوا بوجود می آید. عامل دمای حباب مربوط قابلیت تعادلسازی مکانیزم خنک سازی برج خنک کننده را دارد.
میزان دبی آب در طراحی برج خنک کننده
دبی یا حجم یا فشار آب در طراحی برج خنک کننده، در حقیقت فشار و حجم آبی است که در یک بازه مشخصی از زمان، از دمای فعلی خود به دمای خنکتری تغییر پیدا میکند. مشخصاَ با افزایش آب ورودی و بیشتر شدن حجم آب موجود در دستگاه، ظرفیت کولینگ تاور نیز زیاد می گردد. البته هر سرعتی را نمیتوان برای فشار ورود سیالات به دستگاه در هنگام طراحی برج خنک کن در نظر گرفت. بلکه استاندارد سرعت فشار سیال در حدود 2.5 متر بر ثانیه می باشد که باید به آن توجه داشت.
دمای آپروچ (Approch) در طراحی برج خنک کننده
میزان اختلاف دمای آب خنک خروجی از دستگاه و دمای مربوط فضای بیرونی با نام اپروچ (Approch) شناخته میشود. جالب است بدانید که:
همواره هدف در کاهش دمای سیال این است که دمای آب به دمایی برابر با محیط بیرون یا چند درجه خنکتر از آن برسد. به‌همین دلیل به هر میزان که عدد آپروچ کمتر گردد، بازدهی کولینگ تاور افزایش می یابد. عدد ایده آل مولفه آپروچ در طراحی برج خنک کننده، عددی کمتر از 5 درجه سانتی گراد است.
دمای رنج (Range)
رنج اصطلاحیست که به میزان تفاضل (اختلاف) دمای سیال خروجی و ورودی برج خنک کننده گفته می شود. افزایش دمای رنج منجر به افزایش بار گرمایی و حرارتی خواهد شد. یکی از عوامل مهم در طراحی برج خنک کننده، دمای رنج (Range) می باشد.
اشتباه در طراحی برج خنک کننده
بطورکلی هرگونه اشتباه در طراحی برج خنک کننده، میتواند خسارات سنگین مالی را بر دوش کارفرما بگذارد. اما طراحی اشتباه و بی دقت کولینگ تاور میتواند چه مشکلاتی را بوجود آورد؟!
- افت راندمان: اولین و مهمترین مشکلیست که در صورت طراحی اشتباه سیستم های کولینگ پیش می آید. کاهش تولید و ایجاد دردسرهای تأمین آب، از جمله مشکلاتی است که در پی افت راندمان خنکسازی آب برای صنایع بوجود خواهد آمد.
- افزایش مصرف آّب: چنانچه قطعات در هماهنگی کامل و عالی با یکدیگر نباشند، مطمئناَ شاهد افزایش مصرف آب خواهیم بود. دو هدف اصلی در طراحی کولینگ تاور، «خنکسازی مجدد آبهای صنعتی برای بازگشت به چرخه تولید» و «کاهش مصرف آب» است. حال اینکه با اشتباه در محاسبات، قطعاَ این هدف برعکس خواهد شد!!
- افزایش هزینه‌ها: عدم طراحی دقیق کولینگ تاورها میتواند منجر به خرابیهای پی در پی و نشتی شود. بنابراین نیاز به تعمیرات مستمر بوده و مسلماَ هزینه ها افزایش خواهد یافت.
- عدم همخوانی اقلیمی: خرید و طراحی برج خنک کننده بایستی متناسب با اقلیم محل پروژه باشد. بعنوان مثال استفاده از کولینگ تاور مدارباز برای اقلیم های خشک و کم آب یک اشتباه بزرگ است!!
طراحی برج خنک کننده با شرکت معتبر دماگستر
مجموعه تخصصی دماگستر (https://dama-goostar.com) همواره در زمینه طراحی برج خنک کننده (انواع برج خنک کننده جریان متقاطع، مخالف و مکانیکی، هیبرید، مداربسته، مدارباز و…) پیشرو بوده است. کارشناسان شرکت معتبر دماگستر با تکیه بر دانش روز جهانی، استانداردهای بین المللی، استفاده از مواد اولیه باکیفیت و بهره گیری از استانداردهای بین المللی، به طراحی تخصصی انواع کولینگ تاور مناسب برای صنایع سبک، سنگین و نیمه سنگین کشور می پردازند.
طراحی های مجموعه دماگستر البته علاوه بر پاسخگویی به نیازهای تخصصی داخلی، همواره بازار صنعتی کشورهای همسایه ایران را نیز هدف قرار داده است و روند صادرات این دستگاه های تخصصی نیز مجدانه از سوی کارشناسان بازاریابی دماگستر دنبال می شود.
مطالعه صفحات تخصصی زیر نیز میتواند برایتان راهگشا باشد: