محاسبات برج خنک کننده شامل محاسبه ظرفیت برودتی، راندمان و آب جبرانی در 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 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
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.
آپروچ=دمای خروجی آب سرد برج خنک کننده – دمای مرطوب محیط طراحی کولینگ تاور
فیلینگ برج خنک کننده
سطوح پرکن تقریبا یکی از قطعات بسیار مهم در کولینگ تاور محسوب می گردد. امروزه کاربرد برجهای خنک کن در بخش صنعتی به منظور خنک سازی ماشین آلات و افزایش کارایی تجهیزات صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است.چیزی حدود 20 درصد قیمت برج منوط به کیفیت وقیمت پکینگ برج خنک کننده می باشد. ما یکی از تولید کنندگان نامی قطعات برج خنک کننده اعم از پکینگ، قطره گیر، نازل و… می باشد که جهت آگاهی از قیمت و مشخصات هر یک از قطعات می توانید به صفحات تخصصی قطعات برج که در بخش محصولات بطور مجزا آورده شده است مراجعه نمایید
اختلاف دمای برج خنک کننده
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.
محاسبه راندمان برج خنک کننده
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.
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.
کاهش یا افزایش COC کدام یک بهتر است؟
در ابتدا باید فرمول مرتبط با محاسبه بلودان برج خنک کننده را مشاهده می کنیم تا بتوانیم بر اساس آن اظهار نظر نماییم. فرمول محاسبه بلودان عبارت است از:
با توجه به فرمول بالا افزایش COC موجب کاهش مخرج کسر محاسباتی و در نتیجه باعث کاهش بلودان می گردد. دریفت یا پرتاب قطرات همواره عدد کمی بود و تاثیر زیادی بر صورت کسر بالا ندارد. بنابراین افزایش میزان سیکل تغلیظ یا به عبارتی بهبود کیفی آب ورودی به برج کمک بسزایی به کاهش بلودان می کند. ما مهندسین با استفاده از بکارگیری سیستم های RO در تامین آب جبرانی یکی از راهکاری اساسی در کنترل رقم سیکل تغلیظ پیشنهاد میکنیم. البته باید بدانید در شرایطی این پیشنهاد مطرح می شود که آب کیفیت مطلوبی ندارد و رسوب گرفتگی در برج خنک کننده امری اجتناب ناپذیر است. بهره گیری از سیستم تصفیه آب در کارخانجات پیشرفته یک راه حل برای جلوگیری از آسیب به کولینگ تاور بحساب می آید.
میزان استاندارد COC یا سیکل تغلیظ در برج خنک کننده
سیکل تغلیظ (COC) استاندارد برای کولینگ تاور مدار باز بازه عددی 3 تا 6 قلمداد می شود. به هر میزان این عدد به 6 نزدیک تر گردد خروجی کار موجب کاهش رسوب گرفتگی پکینگ مدیا، نازلها و سایر بخشهای کولینگ تاور خواهد شد. دستیابی به سیکل تغلیظ بالاتر از 6 نیز امری بسیار مناسب بوده است.
سخن آخر نویسنده
به عبارتی دیگر رسیدن به سیکل تغلیظ بالا نسبت آب مصرفی در برج خنک کننده را کاهش داده و هزینه های مربوط به تامین انرژی را نیز تقلیل می بخشد. امروزه شرکت با استفاده از نسل پیشرفته قطره گیرهای لانه زنبوری سلولار گام بسیار مهمی در کاهش مصرف آب برداشته است. شرکت از سیستم اتوماتیک بلودان در کولینگ تاورهای تولیدیموجب کاهش میزان بلودان شده است. با ضریب استاندارد گذر آب 0.02 درصد بهترین انتخاب در جلوگیری از پرتاب قطرات آب به بیرون دارد.
مطالب مفید در سایت :
100 می باشد و میزان تی دی اس (TDS) آب موجود در مدار برابر 400 است، در نتیجه مقدار سیکل تغلیظ برج خنک کن برابر 4 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 کن بالاتر باشد، نیاز به آب تازه بیشتر برای کاهش املاح و سختی آب می باشد.
نکته:برای اگاهی از قیمت پروانه برج خنک کننده میتوانید به صفحه اینترنتی ما مراجعه کنید و محصولات بیشتری را نیزمشاهده کنید.
