3 اردیبهشت 1399
142 views
نظر %

برج خنک کننده مدار باز (Cooling tower open circuit) یا کولینگ تاور مدار باز نوعی مبدل حرارتی کاهش دما آب است. برج خنک کننده مدار باز دارای شش جز اصلی است : سطح پرکن ؛تشتک تحتانی ؛فن محوری ، افشانک آب ؛کرکره‌های ورودی هوا و قطره‌گیر جهت  ساخت و تولید دستگاه ما باید دو جزو، سازه‌ای و پوسته را نیز به موارد فوق اضافه کنیم.

انتخاب یک برج خنک کاری مدار باز بر اساس یک سری پارامترهای عملکردی خاص از قبیل مقدار دبی آب در گردش ، دلتاتی دمای آب و دمای حباب‌تر محیط، ارزیابی و محاسبه می‌گردد. گروه فنی مهندسی تجهیز صنعت تتا تولید کننده و تامین کننده انواع برج خنک کننده فایبرگلاس با مدار باز و مدار بسته می باشدبرج خنک کننده مدار باز

به محض انتخاب و طراحی دستگاه و تعیین مشخصه‌ی آن،هر گونه تغییر در سه فاکتور زیر باعث تغییر در برج  خنک کن می‌گردد

فاکتورهای تعیین ظرفیت برج خنک کننده مدار باز

۱-دمای حباب‌تر محیطی هوای ورودی

۲-مقدار جریان دبی در گردش مدار

۳- اختلاف بین دمای ورودی به برج خنک کننده مدار باز و دمای حباب‌تر هوای ورودی برحسب فارنهایت.

معمولا پارامترهای عملکرد برج خنک کننده مدار باز که در معرض تغییر قرار می‌گیرند عبارتند از :

۱-افزایش حباب‌ترهوای ورودی؛ معمولا دمای حباب‌تر غلط  و منجر به انتخاب غیر اصولی کولینگ تاور می‌شود.

۲-ا‌فزایش بار گرمای دفع شده که افزایش مقدار جریان آب مدار و افزایش دامنه‌ی دمای آب برج خنک کن را به دنبال دارد.

تقریبا تمام برج‌های خنک کننده مدار باز از نوع مکش مکانیکی با پکینگ مدیا آبشاری یا فیلمی‌اند، ترکیبات اساسی برج خنک کاری آب بر اساس دو مورد است: اول جهت جریان هوا در مقابل جهت جریان آب؛ دوم مکان فن‌های برج؛که به صورت کامل توضیح خواهیم داد.

جهت جریان هوا / آب؛  همانطور که از اسم برج خنک کننده مدار باز جریان مخالف (counter flow)  مشخص است؛ جریان آب مسیری جلاف جهت جریان هوا را طی می‌کند. آب به طور عمودی به سمت پایین پاشش می‌شود و هوا به صورت عمودی به سمت دهانه فن در حرکت است.

برج خنک کننده مدار باز جریان متقاطع

در برج خنک  کننده مدار باز جریان متقاطع ( Cross Flow ) این دو جریان تحت زاویه‌ای ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند و آب به طور عمودی به سمت پایین اسپری می‌گردد ولی جریان هوا به صورت افقی توسط پروانه مرکزی مکش می‌شود.

مکان فن:برج زمانی از نوع مکش اجباری است که، فن‌های آن هوا را به درون برج می‌دمند؛ در این ترکیب فن‌ها در ورودی‌های برج نصب می‌گردد و پکینگ مدیا برج خنک کاری تحت فشار مثبت‌اند. در کولینگ تاورها با مکش القایی فن‌ها  در خروجی برج و پرکن برج تحت فشار منفی قرار دارند.

از برج خنک کننده مدار باز با مهندسی جریان متقاطع بیشتر در مکان‌هایی که کمبود فضا و مشکلاتی نصبی دارند استفاده می‌گردد.این دستگاه به دلیل وجود لوور در تنها دو برنده برج خنک کننده میتوان آن را به دیوارها چسبانید و فضای کمتری را اشغال نمود.

برج‌های خنک کننده مدار باز کاربردهای گوناگونی دارند مانند خنک کاری سیال و آب کوره‌های القایی ؛ خنک کردن آب انواع چیلرها در تهویه مطبوع و غیره، امروزه کولینگ تاور مدار باز در صنعت بیش از پیش مورد نیاز است زیرا با بزرگتر شدن صنایع و افزایش شیفت کاری کارخانه‌جات دیگر نمی‌توان آب مورد نیاز را به روش‌های سنتی یا تنفس طبیعی خنک نمود. با وجود نسل جدید برج آب خنک در صنایع بزرگ مانند پترو شیمی فرایندخنک کاری تا حد قابل قبولی افزایش یافته و راندمان صنایع با روند رو به رشد در حال توسعه است.

تعریف برج خنک کننده مدار باز 

که سیال داخلی کولینگ تاور را خنک می نماید. اما نه خنک کننده سیال هوا بلکه خنک کاری سیال آب و یا هر گونه ماده مایع را می‌توان توسط این برج خنک کننده مدار باز تا ۲۰ درجه سانتی گراد کاهش داد.

تهویه مطبوع را می توان به عنوان کنترل همزمان همه و یا حداقل سه عامل عمده ی موثر بر شرایط فیزیکی و شیمیایی هوای داخل هر ساختمان تعریف کرد. این عوامل عبارت اند از:

دما،رطوبت،حرکت،توزیع،گرد و غبار،باکتری ها و گاز های سمی که اغلب ان ها بر سلامتی و آسایش انسان تاثیر می‌گذارند.

بر هوایی که صحیح تهویه شده باشد، یک و یا ترکیبی از چند فرایند مرتبط با عوامل پیش گفته اعمال می‌شود. مثلا ممکن است هوا را گرم یا سرد کنند، ممکن است رطوبت آن را بگیرند(رطوبت‌گیری کنند)، یا به کمک بادزن یا وسیله‌ای دیگری آن را به حرکت درآورند، و یا اینکه آن را تصفیه و تمیز کنند. این فرایندها را می‌توان به ترتیب زیر بیان کرد:

گرم کردن-سرد کردن-رطوبت زنی-رطوبت گیری-گردش-تمیز و تصفیه کردن

کولینگ تاور کراس فلو فایبر گلاس

توضیحات کلی عملکرد دستگاه کولینگ تاور 

تصور عمومی این است که دستگاه سرمایشی و گرمایشی وسیله‌ای است که اتاق را سرد یا گرم می‌کند. این موضوع فقط تا اندازه‌ای درست است چون تمام کار دستگاه تهویه مطبوع روی هوای داخل اتاق اعمال می‌شود، و نه بر خود اتاق.در این مورد بهتر است به خاطر داشته باشیم که هوا تنها نقش وسیله‌ی  نقلیه یا رسانه را برای انتقال حرارت یا رطوبت از جایی به جای دیگر ایفا می کند. برای خنک کردن هوا یا سیال مبرد مورد استفاده در چیلر از برج خنک کننده مدار باز استفاده می کنیم.

در برج خنک کاری مدار باز  دمای سیال تا دمای خشک هوای مکش شده به داخل کولینگ تاور مدار باز خنک می‌شود. دمای هوا شامل دو قسمت است، دمای خشک و دمای تر. به طور کلی دمای خشک بیشتر از دمای تر است به همین دلیل برج خنک کننده خشک با دمای خشک کار می‌کند.

نحوه کارکرد برج خنک کننده مدار باز 

در این نوع برج خنک کاری آب از بالای کولینگ تاور مدار باز  توسط اسپرینکلر داخل لوله های توزیع کننده تقسیم می‌شود، سپس توسط اب پاش(نازل) بروی صفحات پرکننده(پکینگ) پاشش می شود.

وظیفه صفحات پکینگ طولانی تر کردن مسیر خروج اب از کولینگ تاور مدار باز و همچنین ایجاد سطح تماس بیشتر اب و هوای مکش شده به داخل برج است. به این دلیل به این نوع برج، مدار باز اطلاق می شود که اب (سیال) روی پکینگ پاشش می شود و در تماس مستقیم با هوا قرار می گیرد.

از معایب کولینگ تاور مدار باز این است که چون سیال(اب) و هوا در تماس ازادانه با هم قرار گرفته اند می تواند سبب ورورد انواع الودگی( گرد و غبار،دوده و گاز های اسیدی) به داخل سیستم شود وتاثیر نامطلوبی بر سایر اجزا سیستم بگذارد.

محل نصب برج خنک کننده مدار باز 

اولین نکته در انتخاب محل نصب برج خنک کننده مدار باز این است که باید در مجاورت هوای آزاد قرار داشته باشد، این مهم ترین نکته است. کولینگ تاور مدار باز بهتر است نسبت به سایر تجهیزات تهویه مطبوع در ارتفاع بالاتری قرار گیرد.

به این دلیل که آب ورودی برج خنک کاری گرم است و مسیر صعود را در پیش می گیرد، مسیر اب سرد برج خنک کن بدلیل اخلاف ارتفاع شامل اختلاف فشار می شود و این خود یک سیستم ثقلی (بدون نیاز به پمپ) ایجاد کرده و سبب جریان اب سرد خروجی برج خنک کننده مدار باز به داخل سایر دستگاه ها اعم از کوره ها،چیلر و کندانسور تبخیری می شود.

برج خنک کاری مدار باز باید از دیوار های اطراف( ساختمان های اطراف) حداقل فاصله ۳ متری را داشته باشد. برج خنک کننده مدار باز مرطوب باید بروی یک فوندانسیون بتنی یا چدنی( بدلیل مقاومت فشاری بالا و خاصیت ضد زنگ زدگی) نصب شود.

ارتفاع این فوندانسیون باید به گونه ای باشد که سطح زیرین تشتک تا سطحی که فوندانسیون برج خنک کن مدار باز بروی ان اجرا می شود حداقل ۳۰ سانتیمتر باشد. بدلیل سهولت اجرای بتون و همچنین قیمت ارزان، الویت با این نوع فندانسیون است.

 متریال اصلی برای ساخت برج خنک کننده مدار باز چیست؟

برج خنک کاری، امروزه بیشتر بر پایه دو ماده پرکاربرد یعنی اهن گالوانیزه و فایبرگلاس تولید می شود که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند. نکته ای که مهم است برج خنک کننده گالوانیزه بدلیل دارا بودن استراکچر قوی تر نسبت به فایبرگلاس محدودیت نصب کمتری دارد. برج خنک کننده مدار باز می‌تواند در محل نصب مونتاژ و دمونتاژ شود.

اورهال برج خنک کننده

شرایط نگهداری برج خنک کننده

با توجه به اینکه مدار آب در برج خنک کننده مرطوب باز است و مستقیم در برابر جریان هوا می باشد نیاز به فیلتراسیون در کولینگ تاور مدار باز داریم. صافی یا فیلتر همانطور که از نام ان پیداست برای تصفیه سیالات از مواد زائد به کار می رود. وظیفه صافی محافظت کلیه ی شیر های خودکار و پمپ ها از مواد خارجی موجود در سیستم مانند رسوب،زنگ زدگی و گرد و غبار هوا است. فیلتر ها را معمولا در نقاط زیر نصب می کنند:

در محل خروجی مایع از ریسیور

در محل ورودی شیر انبساط

قبل از شیر های برقی

در دهانه خروجی اب از تشتک برج خنک کن 

نصب صافی در جلوی شیرهای خودکار از ته نشین شدن ذرات خارجی روی نشیمن ان ها جلوگیری می کند. در سیستم هایی که شیر های انبساط آن‌ها دارای توری داخلی هستند می توان به نصب یک صافی روی خط اصلی سیال اکتفا کرد.

هنگام لوله کشی برج خنک کننده مدار باز خط مکش پمپ باید امکان دسترسی بعدی به صافی سرخود پمپ را جهت سرویس کاری در نظر داشت. صافی هایی که روی خط سیال و خط مکش نصب می شوند باید بتوانند بدون تولید افت فشار پیش از حد، مقداری از مواد خارجی را در خود جمع کنند.

اگر لوله های سیال استیل باشند، بهتر است علاوه بر صافی توکار پمپ یک صافی خارجی نیز روی خط مکش نصب کرد.

برج خنک کننده مدارباز 400 تن

 مکان نصب برج خنک کاری مدار باز 

بهترین مکان نصب برج خنک کاری مدار باز در ساختمان بام است که دو وضعیت حیاتی را برای عملکرد صحیح دستگاه باید فراهم سازیم:

۱٫باید ارتفاع سطح آب برج در حال کار بالاتر از پمپ آب کندانسور ( و هر گونه لوله کشی بین مکش پمپ و تشتک تحتانی برج خنک کننده مدار باز باشد.

۲٫کولینگ تاورها باید فاصله آزاد کافی از دیوارها و دیگر موانع پیرامونی داشته باشند تا از گردش مجدد (سیرکولاسیون مجدد) هوای خروجی یا تخلیه شده‌ داخل هوای ورودی جلوگیری کنند. در صورت وجود برج‌های مدار باز  باید آن‌ها چنان تعیین مکان شوند که از ورود هوای گرم وتخلیه شده‌ی یک دستگاه به داخل دستگاه مجاور جلوگیری گردد.

نصب برج خنک کننده در جهت هوا

مکان و نصب برج خنک کننده مدار باز باید به گونه‌ای باشد که از گردش مجدد جریان هوای برج جلوگیری کند. در صورت نصب زمینی خنک کننده. مقدار جریان هوای در گردش برج خنک کاری تهویه مطبوع تقریبا ۲۷۰ تا ۳۰۰ فوت مکعب در دقیقه در تن است که معادل (۹۰تا۱۰۰ فوت مکعب در دقیقه در  gpm)؛ است.

مکان نصب زمینی دستگاه به نوع برج خنک کاری مدار باز  یعنی جریان مخالف؛جریان متقاطع، بستگی دارد برج‌های کراس فلو دارای یک ورودی هوا در یک یا دو طرف ( کولینگ تاور تک جریان یا جریان مضاعف) هستند، در حالی که دستگاه کانتر فلو دارای ورودی هوا در چهار طرف‌اند بنابراین برای هر دو نوع رعایت توصیه‌های زیر الزامیست:

نکات مهم درهنگام نصب برج خنک کننده مدار باز

دیوارهای ساختمان، دیوار مشبک یا ستونی،درختان یا غیره می‌توانند موانعی را برای برج خنک کننده مرطوب به وجود آورند اگر فاصله ۱٫۵ متری از هر طرف با موانع رعایت نگردد. گر چه بیشتر سازندگان برج آب سرد کن اطلاعات کافی را درباره‌ی نحوه نصب صحیح دستگاه خود را فراهم می‌کنند.بیشتر فواصل آزاد پیشنهادی به صورت حداقل است و نمی‌توانند عملکرد درست برج را در فرایند خنک کاری اطمینان دهند.

کولینگ تاور مدار باز زیبایی چندانی ندارد، از این رو برخی مهندسین معمار از دیوارهای مشبک چوبی و یا فلزی در اطراف دستگاه آب خنک استفاده می‌کنند. در این صورت باید معیار های زیر جهت طراحی برای چنین دیوارهایی در نظر گرفته شود:

رعایت فضای آزاد کافی جهت تامین هوای مناسب  در فرایند خنک کاری؛دیواره‌ها کوتاه‌تر از دستگاه باشند تا جریان هوای اشباع برج دوباره به داخل دستگاه مکش نشود، بالاتر بدون برج خنک کننده مدار باز  به نسبت دیگر مولدهای موجود در سیستم

از آنجا که کولینگ تاور مدار باز معمولا دارای ورودی هوا در چهار طرف خود می‌باشد، جهت نسب با باد حاکم تابستانی مهم نیست.

برای برج‌های مدار باز کانتر فلو (counter flow)  معمولا فقط دو سلول جفت هم قرار می‌گیرند و باید سازنده‌ی دستگاه تضمین کند که عملکرد هر سلول تضعیف نشود؛ زیرا هر سلول یک ورودی هوای خود را از دست می‌دهد.

فونداسیون برج خنک کننده مدار باز

سیستم تکیه‌گاهی برج خنک کن مدار باز روی فونداسیون فولادی یا بتنی قرار می‌گیرد.در بام یک ساختمان باید فونداسیون بتنی یا فولادی از ستون‌های سازه‌ای تشکیل شود به طوری که وزن کولینگ تاور مرطوب مستقیما به اجزای فونداسیون ساختمان منتقل گردد. هرگز اقدام به نصب مستقیم برج بروی بام نکنید. ارتعاش حاصل از فعالیت دستگاه به سازه بام منتقل می‌گردد و مشکلات سرو صدایی جدی را به همراه دارد. برای رفع این مشکل انجام نکته زیر موثر است:

باید ستون‌ها ۳تا۴ فوت بالای بام امتداد یابند تا یک فاصله‌ی آزاد برای تعمیرات احتمالی کولینگ تاور مدار باز  یا بام ایجاد گردد و از ارتعاشات برج به ساختمان جلوگیری شود.

برج خنک کننده مدارباز  40 تن تبرید

برج خنک کننده مدار باز در مصارف خنک کاری چیلر نیز بسیار مخاطب دارد برج خنک کاری چیلر را می‌توان با متریال فایبر گلاس و گالوانیزه تولید نمود . برج خنک کننده چیلر را اغلب مدور تولید و مورد استفاده قرار میگیرد مدور بدون محصول به علت نصب در ارتفاعات ساختمان ها می‌باشد دایره شکل بودن کولینگ تاورمدارباز  باعث می‌گردد تا مقاومت باد کاسته شود و دوام برج خنک کننده کانتر فلو پایدار بماند.

کولینگ تاور چیلر

در حالت‌هایی که از چند چیلر و چند برج خنک کننده و یا چند چیلر و یک کولینگ تاور چیلر چند سلولی استفاده می‌شود می‌توان به روش دستگاه را نصب نمود.

کلیه خطوط رفت و برگشت کولینگ تاورها و پمپ گردش آب کاملا از هم جدا هستند و هر چیلر به صورت متناظر با یک برج خنک کننده کار می‌کند.چنین روشی هزینه‌های لوله کشی را بهتناسب تعداد چیلرها و کولینگ تاور مدار باز به شدت افزایش می‌دهد و امکان بکارگیری هر یک از برجها را برای چیلرهای دیگربه هنگام بروز اشکال در یکی از آنها سلب می‌کند. اما دلیل چیلرها و کولینگ تاورها کاملا مستقل هستند؛ می‌توان کنترل راحت‌تری را بر سیستم اعمال کرد و در پاره‌ای از اوقات بهره‌برداری و در صورت عدم نیاز به ظرفیت کامل سرمایشی به طور کلی یک یا چند واحد متناظر را از مدار استفاده خارج کرد.

نکات مهم در باره برج خنک کن مدار باز

روش دوم هر یک از کولینگ تاورهای مدار باز و یا هر یک از سلول‌های یک برج برزگ می‌توانند با هر یک از چیلرها کار کنند و پمپ‌ها نیز قابلیت کار با هر یک از چیلرها را دارندو این مورد، مهم‌ترین مزیت چنین چیدمانی محسوب می‌گردد. در این شیوه لوله مکش و دهمش پمپ‌ها یگانه استو شبکه لوله کشی حدفاصل چیلر و برج خنک کن مدار باز به صورت دو لوله‌ای اجرا می‌شود.بنابراین هزینه‌های مرتبط با لوله کشی و تاسیسات تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد؛اما در هر حال قطر لوله‌ها بایستی نیاز به گردش آب در بار کامل را برآورده سازد.

در این شبکه هر یک از چیلرها باید دارای شیر جداکننده مجزا و اختصاصی باشند.در این ترکیب جای گذاری دستگاه‌ها باید در تعیین ظرفیت پمپ‌ها و تعداد آنها دقت زیتدی صورت گیرد تا ضمن عدم افزایش غیر ضرور آن‌ها،سیستم خنک کاری در بارهای جزئی بابیشترین بازده کار نماید.

در این روش نصب هر چیلر دارای پمپ یا پمپ‌های جداگانه‌ای است؛اما هر چیلر می‌تواند با هر یک از کولینگ تاور مرطوب کار نماید. بنابراین ر این روش نیازی به شیرهای جداکننده اتوماتیک بر روی هار از چیلرها نیست . مهم‌ترین عیب این شیوه در عدم امکان کاربرد پمپ‌های کولینگ تاور مدار باز با چیلرهای دیگر است.

سیستم خنک کاری برج خنک کننده مدار باز

انواع برج خنک کاری مدار باز

انواع برج خنک کن مرطوب میتوان به کولینگ تاور مدور با مدار باز و کولینگ تاور ابارا با جریان متقاطع نیز اشاره داشت.برج خنک کننده ابارا دارای مدار باز با زاویه‌ای متفاوت از جریان مخالف است در برج خنک کننده مدار باز ابارا آب به صورت عمودی در برج پاشش میگردد توسط نازل‌های مخصوص برج خنک کن مدار باز ابارا به نام نازل پروانه‌ای به صورت منظم بر روی بستر خنک کاری یا همان پکینگ مدیا پاشش میگردد و هوا به صورت افقی وارد برج شده و پس از طی نمودن سطح پکینگ ها از دو طرف برج خنک کننده مدار باز ابارا به مرکز دستگاه مکش میشود و از دهانه فن هوای گرم اشباع خارج می‌گردد .

کیفیت اتفاقی نیست حاصل دانش و تجربه تولید است


Avatar
نویسنده مطلب تجهیز صنعت تتا تولید کننده