طراحی برج خنک کننده یکی از امور پیچیده صنعتی محسوب می‌شود و مبتنی بر محاسبات، تجربیات و دانش مکانیکی خاصی است. ادعای سخت بودن آنجایی ثابت می‌شود که بدانید انواع مختلفی از کولینگ تاورها (هریک با ویژگی‌های کارکردی خاص خود) تاکنون طراحی شده است؛ و هر کدام باتوجه‌به نوع مکانیزم خنک‌سازی متفاوت، دارای تفاوت‌های بنیادینی با یکدیگر می‌باشند.
البته در فرایند طراحی، گاهاً فقط عوامل مربوط به سیالات (دبی، دمای مرطوب، محاسبات آب جبرانی و …) اشاره می‌شود. اما واقعیت اینجاست که تک‌تک 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 به‌طورکلی طراحی برج خنک کننده مؤثر خواهد بود. اما این سؤال وجود دارد که وسعت اصول طراحی کولینگ تاورها 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 مؤلفه 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 ۳ 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. به‌عنوان 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 بشمار می‌آید. با افزایش رطوبت محل نصب (جریان هوای بیرون)، عمل تبخیر دیرتر انجام می‌گردد. برج‌های خنک‌ساز مدار باز به‌طورکلی بر اساس مکانیزم تبخیر به خنک‌سازی سیالات می‌پردازند؛ لذا هرگاه رطوبت جریان هوای ورودی به سیستم کولینگ زیاد باشد، به توان بیشتری نیاز می‌باشد.
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 تاورها عبارت‌اند از:
- دمای حباب مربوط
- دبی آب
- میزان آب جبرانی برج خنک‌کننده
- 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 ۱۰۰ درصدی هوا به وجود می‌آید. عامل دمای حباب مربوط قابلیت تعادل‌سازی مکانیزم خنک‌سازی برج خنک کننده را دارد.
میزان دبی آب در طراحی برج خنک کننده
دبی یا حجم یا فشار آب در طراحی برج خنک‌کننده، در حقیقت فشار و حجم آبی است که در یک بازه مشخصی از زمان، از دمای فعلی خود به دمای خنک‌تری تغییر پیدا می‌کند. مشخصاًَ با افزایش آب ورودی و بیشترشدن حجم آب موجود در دستگاه، ظرفیت کولینگ تاور نیز زیاد می‌گردد. البته هر سرعتی را نمی‌توان برای فشار ورود سیالات به دستگاه در هنگام طراحی برج خنک‌کن در نظر گرفت. بلکه استاندارد سرعت فشار سیال در حدود ۲.۵ متر بر ثانیه می‌باشد که باید به آن توجه داشت.
دمای آپروچ (Approch) در طراحی برج خنک کننده
میزان اختلاف دمای آب‌خنک 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. به همین دلیل به هر میزان که عدد آپروچ کمتر گردد، بازدهی کولینگ تاور افزایش می‌یابد. عدد ایده‌آل مؤلفه آپروچ در طراحی برج خنک‌کننده، عددی کمتر از ۵ درجه سانتی‌گراد است.
دمای رنج (Range)
رنج اصطلاحی است که به میزان تفاضل (اختلاف) دمای سیال خروجی و ورودی برج خنک کننده گفته می‌شود. افزایش دمای رنج منجر به افزایش بار گرمایی و حرارتی خواهد شد. یکی از عوامل مهم در طراحی برج خنک کننده، دمای رنج (Range) می‌باشد.
اشتباه در طراحی برج خنک کننده
به‌طورکلی هرگونه اشتباه در طراحی، میتواند خسارات سنگین مالی را بر دوش کارفرما بگذارد. اما طراحی اشتباه و بی‌دقت کولینگ تاور میتواند چه مشکلاتی را به وجود آورد؟!
- افت راندمان: اولین و مهم‌ترین مشکلی است که در صورت طراحی اشتباه سیستم‌های کولینگ پیش می‌آید. کاهش تولید و ایجاد دردسرهای تأمین آب، از جمله مشکلاتی است که در پی افت راندمان خنک‌سازی آب برای صنایع به وجود خواهد آمد.
- افزایش مصرف آب: چنانچه قطعات در هماهنگی کامل و عالی با یکدیگر نباشند، مطمئناً 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، قطعاً این هدف برعکس خواهد شد!
- افزایش هزینه‌ها: عدم طراحی دقیق کولینگ تاورها میتواند منجر به خرابی‌های پی‌درپی و نشتی شود؛ بنابراین نیاز به تعمیرات مستمر بوده و مسلماً هزینه‌ها افزایش خواهد یافت.
- عدم همخوانی اقلیمی: خرید و طراحی برج خنک کننده بایستی متناسب با اقلیم محل پروژه باشد. به‌عنوان‌مثال استفاده از کولینگ تاور مدار باز برای اقلیم‌های خشک و کم آب یک اشتباه بزرگ است!
طراحی برج خنک‌کننده با شرکت معتبر دماگستر
مجموعه تخصصی دماگستر (https://dama-goostar.com) همواره در زمینه طراحی برج خنک‌کننده (انواع برج خنک کننده جریان متقاطع، مخالف و مکانیکی، هیبرید، مداربسته، مدار باز و…) پیشرو بوده است. کارشناسان شرکت معتبر دماگستر باتکیه‌بر دانش روز جهانی، استانداردهای بین‌المللی، استفاده از مواد اولیه باکیفیت و بهره‌گیری از استانداردهای بین‌المللی، به طراحی تخصصی انواع کولینگ تاور مناسب برای صنایع سبک، سنگین و نیمه‌سنگین کشور می‌پردازند.
طراحی‌های 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 دستگاه‌های تخصصی نیز مجدانه از سوی کارشناسان بازاریابی دماگستر دنبال می‌شود.
مطالعه صفحات تخصصی زیر نیز میتواند برایتان راهگشا باشد: