مرتب سازی بر اساس تعداد نمایش
حالت نمایش

برج خنک کننده


 شناخت برج خنک کننده (Cooling Tower)


در اکثر سیستم‌های تهویه مطبوع و فرآیندهای صنعتی حرارت تولید شده یا جذب شده توسط تجهیزات باید به گونه‌ای دفع شود، معمولاً برای دفع حرارت از کندانسورهای آبی و مبدل‌های حرارتی و از آب به عنوان سیال واسطه و ناقل حرارت استفاده می‌شود. برای خنک کردن آب و دفع حرارت به محیط خارج از مبدل‌های حرارتی کندانسورها و رادیاتورها که با هوا خنک می‌شوند (Air Cooled) نیز استفاده می‌شود که در این سیستم آب تا 20 درجه فار نهایت بیشتر از دمای هوای خشک محیط خنک می‌شود که این اختلاف دمای بالا برای بسیاری از دستگاه ها و تجهیزات مناسب نمی باشد .

در روش دوم برای دفع این حرارت و کاهش دمای آب واسط از برج خنک کننده استفاده میشود که می‌تواند دمای آب را تا °7 فارنهایت برابر با ۳/۵ درجه سانتی گراد  بیشتر از دمای مرطوب محیط (Wet Bulb) خنک ‌کنند. این قابلیت باعث افزایش کاربری و استفاده روزافزون از برج خنک کننده شده است.

 

عملکرد برج خنک کننده

 

در برج های خنک کن؛ آب به دلیل انتقال همزمان جرم و حرارت خنک می شود. این آب از طریق یک نازل (nozzle) وارد برج خنک کننده می شود و سطح تماس آن با هوای محیط افزایش می یابد. افزایش سطح تماس آب با هوای محیط با حرکت آب به صورت یک لایه بر روی قطعات داخل برج خنک کننده صورت می گیرد و بدین ترتیب سطح تماس آب با هوای محیط افزایش میابد.
هوای محیط می تواند از طریق فن ها، جریان جابجایی (convection current) جریان طبیعی باد و یا اثر مکش افشانک ها (Induction) درون  برج خنک کننده به گردش درآید. قسمتی از این آب حرارت را جذب کرده و بخار می شود و حرارت لازم برای تبخیر از مابقی آب که به صورت مایع می ماند، جذب می شود.

 

اختلاف درجه حرارت آب ورودی و خروجی از برج خنک کن، دامنه (Range) نامیده می شود. مقدار دامنه بر اساس مقدار بار حرارتی و دبی جریان آب محاسبه می شود. اختلاف درجه حرارت آب خروجی از برج خنک کننده با درجه حرارت مرطوب ورودی به آن را تقریب برج یا approach می نامند. اصولا درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بر روی عملکرد حرارتی برج خنک کننده و رطوبت نسبی و درجه حرارت خشک هوای ورودی بر نرخ تبخیر آب داخل برج خنک کن موثر خواهند بود.
 

غالبا به ازای هر 5تا12 درجه فارنهایت دامنه ی درجه حرارت آب؛ یک درصد آب در حال گردش برج خنک کننده تبخیر خواهد شد. علاوه بر اتلاف آب ناشی از تبخیر؛ مقداری آب نیز توسط جریان هوا و تخلیه مداوم (Blow down) تلف خواهد شد. شکل زیر یک صفحه خنک کننده جریان متقاطع مکانیکی را با اجزایش نشان داده است.
 

انواع برج خنک کننده از لحاظ ظاهری و ساخت

 

انواع برج خنک کننده از لحاظ ظاهری و ساخت:
به سه گروه برج‌های خنک کننده مدور – مکعب و ذوزنقه‌ای تقسیم بندی می‌شوند.
 

برج خنک کننده مدور بامین تهویه       برج خنک کننده مکعبی بامین تهویه       برج خنک کننده ذوزنقه

 

انواع برج خنک کننده از نظر جریان هوا و آب

 

انواع برج خنک کننده از نظر جریان هوا و آب :
مکان نصب فن و نوع فن برج خنک کننده
 جهت جریان هوا در مقابل جهت جریان آب بر روی سطوح پرکن برج خنک کننده

در برج‌های جریان مخالف، جهت جریان هوا مخالف جهت جریان آب است ، آب به طور عمودی از بالا به سمت پایین و هوا به صورت عمودی از پایین به بالا جریان می‌یابد. 
در برج‌ خنک کننده جریان متقاطع این دو جریان تحت زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند. به طوری که آب به صورت عمودی از بالا به پایین و هوا به صورت افقی جریان می‌یابد.

مکان نصب فن در برج خنک کننده اگر در ورودی برج و پرکن برج خنک کننده باشد یعنی ورودی تحت فشار مثبت باشد و فن هوا را به داخل برج بدمد این نوع جزو مکش اجباری به حساب می‌آید. در برج‌های مکش القایی فن در خروجی برج خنک کننده نصب می‌گردد و ورودی و پرکن برج تحت فشار منفی قرار دارند. 

معمولاً هیچ امتیازی و برتری برای مکش اجباری نسبت به مکش القایی و یا برعکس وجود ندارد.با این حال،برای استفاده از برج های خنک کننده در فصل زمستان به خاطر احتمال یخ زدگی ،برج های مکش اجباری با فن های سانتریفیوژ به هیچ وجه مناسب نیستند. فن های مکش اجباری در جریان هوای سرد ورودی قرا می گیرند (به جای قرار گرفتن در جریان هوای گرم خروجی)که باعث مستعد شدن آن ها برای یخ زدگی و آسیب های مکانیکی بالقوه می شود ؛بنابراین برای آب و هوای سرد،استفاده از برج مکش القایی بهتراست ؛زیرا احتمال یخ زدگی کمتر می شود و اقدامات لازم برای کنترل یخ زدگی آن ها آسان تر است.


برج‌ خنک کننده مدور الزاماً کانترفلو (جریان مخالف) با سیستم القایی و فن اکسیال می‌باشند. اما برج‌های خنک کننده مکعبی از نظر جریان هوا و آب و القایی و مکشی بودن و کانترفلو و کراس فلو بودن محدودیتی در ساخت ندارد. 

برج خنک کننده کانتر فلو (جریان مخالف) برج خنک کننده کراس فلو (جریان متقاطع)       
                 
برج خنک کننده کانتر فلو (جریان مخالف)                          برج خنک کننده کراس فلو (جریان متقاطع)


جهت جریان هوا و آب در برج های خنک کننده به دو نوع جریان مخالف Counter Flow و جریان متقاطع Cross Flow می‌باشد. مزایا و معایب برج های خنک کننده ی جریان مخالف و جریان متقاطع در جدول مشاهده می شود .
 

معایب

مزایا

جریان

ترکیب

گرفتگی سوراخ های تشتک

توزیع ضعیف آب روی پکینگ های برج خنک کننده

آلودگی بیولوژیکی

سطح قاعده بزرگ تر برج خنک کننده 

هد پمپ کمتر

دسترسی راحت تر به تشتک فوقانی برج خنک کننده

نگهداری راحت تر

صرفه جویی بیشتر در مصرف آب

آب

برج خنک کننده
جریان متقاطع

سطح بزرگ کرکره های ورودی باعث دشوار شدن کنترل یخ زدگی می شود

افت فشار استاتیک پاییین تر فن برج خنک کننده

توان کمتر مصرفی الکترو موتور فن

مصرف کمتر انرژی

تلفات کمتر آب

احتمال کمتر وقوع پدیده بازگردش هوا 

سلول های کمتر برای ظرفیت های بزرگ تر 

 

هوا

افزایش هد پمپ به واسطه نازل های پاشش ،توان پمپ و انرژی پمپ

دسترسی دشوار برای تمیز کردن نازل های پاشش

توزیع پاشش مناسب روی پکینگ های برج خنک کننده

-بهبود اندازه قطرات آب

 

آب

برج خنک کننده
جریان مخالف

افت فشار استاتیک بیشتر برج خنک کننده

مصرف انرژی بیشتر توسط فن 

سرعت زیاد هوای ورودی بدلیل کوچک بودن محل ورود هوا باعث کشیده شدن آشغال ها به داخل تشتک تحتانی برج میشود

توزیع نامساوی هوا بر روی پرکن های برج 

 

بهبود انتقال حرارت بواسطه جریان مخالف آب وهوا در برج خنک کننده

هوا

 

با این حال ،بزرگترین تفاوتهای برج های خنک کننده چنین است:
 چیدمان/اندازه : برج های خنک کننده جریان مخالف با هر ظرفیت معینی از سطح قاعده کوچک تری نسبت به برجهای خنک کننده جریان  متقاطع برخوردارند و این به معنای فضای کمتر برای نصب برج است.
با وجود این ،این  امتیاز اندازه ،در زمان نیاز به چندین سلول برج خنک کننده جهت تامین بار خنک کنندگی آن از بین می رود.

ممکن است برج های خنک کننده جریان مخالف کوچک به هوای ورودی از یک سمت نیاز داشته باشند ،همچنین چیدمان برج های مرکب خطی نسبتاً ساده باشند و برای تامین فضای تعمیر و نگهداری به فاصله 4 فوت از یکدیگر نصب شوند.

برای برج های خنک کننده جریان مخالف بزرگ تر ،دو سلول به یکدیگر متصل می شوند. این کار به طور موثری هوای ورودی هر سلول را از چهار سمت به سه سمت کاهش می دهد . در صورت نیاز به بیش از دو سلول ،یک یا دو سلول بعدی باید با حداقل فاصله به اندازه عرض یک برج نصب شوند تا هوای ورودی کافی تامین شود.

سلول های برج خنک کننده جریان متقاطع مرکب پهلو به پهلو به هم متصل شده اند تا یک برج خنک کننده دلخواه را تشکیل دهند .با این حال ،بهتر است این چیدمان پهلو به پهلو به سه تا چهار سلول ،محدود شود تا یک جریان هوای مناسب فراهم گرددو باید فاصله ای به اندازه ی عرض یک برج بین هر سری از سلول ها به وجود آید .
در صورت اتصال بیش از چهار سلول از برج خنک کننده جریان متقاطع یک جریان هوای  معکوس در سلول های میانی ایجاد شود.

توان مصرفی فن:  معمولاً برج های  خنک کننده جریان مخالف ، افت فشار استاتیک بیشتری برای جریان هوا نسبت به برج های خنک کننده جریان متقاطع  دارند.
راه حل این مساله ،استفاده از فن دارای نیروی اسب بخار بیشتر است که البته مصرف انرژی بیشتری را هم در پی دارد.این افت فشار بیشتر  یا مصرف انرژی بیشتر به واسطه بلندتر بودن برج  ارتفاع بیشتر پرکن های برج و پاشش آب برج است.

توان مصرفی پمپ: نازل های برج خنک کننده ی جریان مخالف نیازمند فشار آب 5 پی اس آی (PSI) جهت پاشش صحیح آب هستند و ازطرفی ،برجهای خنک کننده جریان مخالف ارتفاع بیشتری دارند .
دو موضوع منجر به افزایش هد و اسب بخار پمپ و مصرف انرژی می شود . به طور کلی برج های جریان متقاطع بهترند؛زیرا مصرف انرژی فن آن ها کمتر،پمپ کوچکتر و مصرف انرژی و نگهداری آن ها آسان تر است. برج های  جریان متقاطع می توانند با مشکل یخ زدگی روبه رو نشوند و اختلاف دمای آب ورودی کندانسور و دمای حباب تر هوای ورودی را به کمتر از 5 درجه فارنهایت کاهش دهند .

 

برج‌های خنک کننده از نظر جنس تشتک و بدنه

 

برج‌های خنک کننده از نظر جنس تشتک و بدنه:
عموماً به دو گروه برج‌های خنک کننده فایبر گلاس وبتنی و برج‌های خنک کننده گالوانیزه تقسیم بندی میشوند.


برج خنک کننده از نظر مدار عملکرد خنک کنندگی

 

برج خنک کننده از نظر مدار عملکرد خنک کنندگی به دو نوع تقسیم می‌شود.
در نوع اول آب گرم با هوای اتمسفر تماس مستقیم دارد. و لذا برج‌های با تماس مستقیم یا مدار باز نامیده می‌شود. (Direct Contact). در نوع دوم بین سیال گرم و هوای اتمسفر تماس مستقیم وجود ندارد. که به این نوع برج ‌خنک کننده با تماس غیر مستقیم (Indirect Contact) یا مدار بسته می‌گویند.


           برج خنک کننده مدار باز  برج خنک کننده مدار بسته
             برج خنک کننده مدار باز (Direct Contact)        برج خنک کننده مدار بسته (Indirect Contact)

 

شرایط طراحی


شرایط طراحی : 
ظرفیت حرارتی برج خنک کننده را می توان توسط پارامتر های زیر تعریف کرد:
درجه حرارت ورود و خروج آب برج خنک کننده
درجه حرارت حباب تر هوای ورودی به برج
دبی جریان آب برج خنک کننده

 

ظرفیت حرارتی برج های خنک کن که در تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرند، بر اساس تن اسمی سرمایش (Nominal) بیان می شود. یک تن سرمایشی اسمی طبق تعریف عبارت است از  gpm 3 آب که وقتی درجه حرارت حباب تر هوای ورودی 78 درجه فارنهایت است از 95 درجه فارنهایت تا 85 درجه فارنهایت سرد شود.در چنین شرایط برج خنک کن، به ازای هر تن سرمایش اسمی 15000 بی تی یو بر ساعت حرارت را دفع می کند.
 

اجزای برج خنک کننده

 

 پوسته بدنه برج خنک کننده (Casing)که دو وظیفه هم دارد یکی اینکه دیواره و محفظه‌ای را در اطراف پرکن‌ها (پکینگ‌ها) ایجاد می‌کند که مسیر هوای محصوربه محفظه‌ای را ایجاد کند و جریان هوا را از میان پرکن‌ها عبور دهد و دوم اینکه از پاشش آب به بیرون از برج خنک کننده جلوگیری می‌کند و داخل برج خنک کننده نگه می‌دارد.

پوسته‌ی بدنه در برج‌های خنک کننده معمولاً  از جنس گالوانیزه و یا فایبر گلاس آنتی UV ساخته می‌شود. تشتک تحتانی برج خنک کننده محل جمع آوری آب سرد جهت تامین مکش پمپ کندانسور می‌باشد عمق تشتک معمولاً بین 12 تا 18 اینچ است که عمق آب در زمان کار کمتر از 12 اینچ است. برج خنک کننده تشتک تحتانی


اسپرینکلر هد آلومینیومی برج خنک کننده بامین تهویه  


در برج‌های خنک کننده مکعب سیستم توزیع آب به دو صورت تشتک در بالای برج یا به صورت پاشش به وسیله نازل می‌باشد.

 نازل مربع پاش ضد رسوب برج خنک کننده مکعبی بامین تهویه
   


درکارکرد برج ‌های مدور باید زاویه پاشش آب روی پکنیگ‌‌ها- شبکه قطره گیر- تعداد دور بازوها واسپرینگلر طوری تنظیم شود که از پاشش آب به خارج برج خنک کننده جلوگیری شود. پکنیگ‌ها (Packing) یا همان پرکن‌های برج خنک کننده به انوع پکنیگ‌های فیلم یا لایه‌ای- پکنیگ‌های پاششی یا اسپلش که از PVC و PP و PE و ABS ساخته می‌شوند. 

پکینگ برج خنک کننده
                    


نگهدارنده‌های (Supports)جهت سر هم کردن اجزاء برج خنک کننده استفاده می‌گردد که معمولاً از جنس گالوانیزه گرم یا فایبر گلاس تقویت شده هستند. نگهدارنده‌ها در برج‌های خنک کننده جهت اتصال تشتک به بدنه- نصب الکتروموتور – مهار پکنیگ‌ها و به عنوان پایه نصب در برج‌های مدور بالای 150 تن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نگهدارنده برج خنک کننده        

الکتروموتورها (Motors)جهت به حرکت در آوردن فن برج خنک کننده استفاده می‌شود. و به دلیل اینکه در معرض بخار و ذرات آب می‌باشد می‌بایستی دارای حساسیت IP55 و کلاس حرارت F باشد.  

سه نوع موتور در سیستم های تهویه مطبوع وجود دارد:
موتورهای ODP (Open Drip Proof): مجراهایی در بدنه ی این موتورها وجود دارند ،که اجازه عبور هوای خنک جهت تبادل حرارتی سیم پیچ این موتور ها رابا هوای بیرون میدهند . این موتورها جهت استفاده در محیط داخل و بدون رطوبت طراحی شده اند و در صورت نصب در هوای بیرون باید از محافظت کافی برخوردار شوند.

موتورهای TEFC(Totally Enclosed Fan-Cooled) :شفت این موتورها از سمتی که آزاد است و به وسیله ی متحرک کوپل نشده به یک فن ملخی کوچک که در داخل محفظه موتور قرار دارد متصل شده است . این فن با چرخش خود وظیفه خنک کردن سیم پیچ موتور را بر عهده دارد.

موتورهای TEAO(Totally Enclosed Air-Over) : سیم پیچ این موتورها در یک بدنه یا محفظه کاملاً آب بندی شده و ضد نفوذ رطوبت قرار گرفته اند و روی سطح خارجی بدنه ی  این موتورها فین یا پره های بزرگی قرار گرفته تا عمل انتقال حرارت از بدنه ی  موتور به هوای اطراف را بهبود بخشند.


تشتک برج خنک کننده معمولاً از جنس بدنه ساخته می‌شود. این قسمت از برج خنک کننده باید ظرفیت کافی برای جمع آوری آب در زمان خاموش بودن پمپ را داشته باشد.
حجم تشتک باید به اندازه‌ای باشدکه در زمان استارت پمپ کندانسور محل‌های خالی سیکل را پر نماید در غیر این صورت پمپ هوا می‌کشد.
تشتک برج خنک کننده باید ارتفاع کافی بالای لوله خروجی برج را داشته باشد تا از حرکت دورانی هوا به داخل آب جلوگیری نماید. 

سیستم توزیع آب برج خنک کننده سیستم توزیع آب برج‌ خنک کننده مدرور عموماً توزیع دورانی است به این صورت که آب در مرکز برج خنک کننده توسط اسپرینگر هد (آلومینیومی یا برنجی یا پلاستیکی) به بازوهای انتقال توزیع شده و فشار پمپ کندانسور سبب چرخش این بازوها گشته و آب روی پکنیگ‌ها پاشیده می‌شود. 

.

موتورهای ODP هرگز در برج های خنک کننده به کار نمی روند ؛ زیرا برای محیط های بیرونی و مکان های مرطوب طراحی نشده اند و خیلی سریع از کار می افتند. موتورهای TEFC معمولاً در برج های خنک کننده و در خارج  ار مسیر جریان هوای برج قرار می گیرند.
موتورهای TEFC و TEAO از خنک کنندگی بهتری نسبت به موتورهای ODP برخوردارند و معمولاً می توانند دایماً تا 15 درصد جریان اضافی(جریان اورلد) به کار خود دهند اما موتورهای  ODP خیلی زود گرم می کنند و تحت هر گونه جریان اضافی (جریان اورلد)قادر به کار نیستند.

فن (Fan) دستگاه وظیفه جا به جایی هوا به صورت القایی یا اجباری رادارا می‌باشد. که به انواع سانتریفوژ و ملخی تقسیم بندی می‌شود. فن‌های ملخی می‌توانند از فایبر گلاس – پلی آمید و یا گالوانیزه باشد. 


فن آکسیال فایبرگلاس ایرفویل برج خنک کننده بامین تهویه
          


شناور برج‌ خنک کننده (Floater) وظیفه تامین آب تغذیه (جبرانی) و تنظیم میزان آب درون تشتک را دارد. سیستم انتقال قدرت و کاهش دور که در برج‌های با ظرفیت بالا به دلیل قدرت و در بالای الکتروموتور قادر به اتصال مستقیم الکتروموتور به فن نبوده و لزوماً از سیستم‌های کاهش سرعت مانند گیربکس و پولی تسمه استفاده می‌گردد.

محرک های مکانیکی برج خنک کننده(راه اندازی مکانیکی)
هنگامی که قرار است از فن های سانتریفیوژ و یا ملخی کوچک در سرعت های موتور۱۴۵۰ ویا ۹۰۰ دور در دقیقه در برج های خنک کننده استفاده شود میتوان این الکترو موتور ها را مستقیماً به فن برج خنک کننده متصل نمود.بیشتر فن های برج خنک کننده با سرعت های آهسته کار می کنند؛زیرا افت های فشار استاتیک (SP) برج ها کم است (یک اینچ ستون آب یا کمتر)و نیازی به فن های سرعت زیاد نیست . دو نوع محرک مکانیکی برای برج های خنک کننده ی تهویه مطبوع وجود دارد.

محرک تسمه ای
محرک های تسمه ای به صورت گسترده در برج های خنک کننده تهویه مطبوع به کار می روند که دو وظیفه را انجام می دهند:
انتقال توان موتور به فن ها
کاهش سرعت موتور متناسب با سرعت مورد نیاز فن

انتقال توان می تواند بار تسمه را مشخص کند اما پولی،تغییر سرعت را در نسبت مستقیم با قطر آن ها معین می کند(پولی موتور با قطر 5 اینچ و پولی فن با قطر 10 اینچ باعث کاهش سرعت تا نصف می شوند).تجربه نشان می دهد که محرک های تسمه ای  V شکل چندتایی می توانند بار مورد نیاز را تامین کنند. استفاده از تسمه های  V  شکل دندانه دار موجب بهبودی سه درصدی انتقال توان می شود.

با وجود این ،به واسطه الزامات نگهداری بیشتر ناشی از مسائل هم راستایی و کشیدگی تسمه  V شکل و بهبود بیشتر انتقال توان، امروزه بسیاری از برج های خنک کننده از «تسمه ی توان تکی» استفاده می کنند.تسمه های توان تکی خیلی پهن تر از تسمه ی V  شکل در بار مشابه اند و ممکن است دارای دندانه یا لبه باشند تا با پولی های خود قفل شوند و از لغزش و صدای جیر جیر زیاد در زمان استارت جلوگیری کنند.

محرکهای گیر بکسی
محرک های گیر بکسی برای برج های خنک کننده بزرگ تر به کار میروند که یک شفت،موتور را به یک گیر بکس متصل می کند که سه وظیفه را میتواند انجام می دهد.
توان محرک را از موتور به فن ،منتقل می نماید
جهت چرخش را از حالت افقی به عمودی تبدیل می کند (یعنی تغییر جهت 90 درجه ای )
سرعت موتور را تا سرعت مورد نیاز فن برج خنک کننده کاهش می دهد.

محرک های گیر بکسی معمولاً برای برج های خنک کننده با ظرفیت بالاتر به کار می روند.  این محرک های از گیر بکس های مارپیچی یا حلزونی مخروطی استفاده می کنند که به میزان کاهش سرعت و قدرت موتور بستگی دارد وممکن است یک یا چند مرحله ای باشند . عمر یک محرک گیربکسی به پایداری سطح یا سختی سایش گیربکس و تعداد ساعت کارکرد آن بستگی دارد. انجمن سازندگان گیربکس آمریکا(AGMA) استاندارد 420 را برای الزامات کاهش دهنده های سرعت گیربکس منتشر کرده است. محرکهای گیربکس برج های خنک کننده باید مطابق استاندارد   AGMA 420 انتخاب شوند .


CTI استاندارد 111 ضریب کاری محرک های گیر بکسی را منتشر کرده است  . 
یاتاقان های با کیفیت بالادر طول عمر محرک های گیر بکسی اهمیت بسیاری دارند. یاتاقان هادر صورت نصب و نگهداری صحیح و عدم وارد آمدن فشار های فیزیکی و عوامل شیمیایی خاص در برج خنک کننده هر 15 تا 25 سال نیاز به تعویض دارند .

 

مقدار آب جبرانی برج خنک کننده در جدول مشخصات محصولات لحاظ شده است که به طور دقیق تر برای سیستم های تهویه مطبوع :
برای چیلرهای گریز از مرکز          40Gpm / 1000 To
برای چیلرهای سیلندر پیستونی         40Gpm / 1000 To
برای چیلرهای اسکرو                  40Gpm / 1000 To    
برای چیلرهای جذبی                    80Gpm / 1000 To

 

مقدار آب زیراب کشی برج خنک کننده (خروج آب تشتک و جایگزینی آب تازه )
برای چیلرهای گریز از مرکز          10Gpm / 1000 Ton
برای چیلرهای سیلندر پیستونی         10Gpm / 1000 Ton
برای چیلرهای اسکرو                   10Gpm / 1000 Ton     
برای چیلرهای جذبی                    20Gpm / 1000 Ton  

 

جهت تخمین ظرفیت دبی برج خنک کننده در سیستم های تهویه مطبوع:
3 Gpm به ازای هر تن تبرید در سیستم های تراکمی
3.5 Gpm به ازای هر تن تبرید در سیستم های جذبی

 

تخمین فضای مورد نیاز جهت نصب دستگاه برج خنک کننده که بستگی مستقیم به ارتفاع برج خنک کننده دارند به شرح زیر می باشد. برج خنک کننده با ارتفاع 5/2 متر، به ازای هر تن تبرید نیازمند سطحی به اندازه یک فوت مربع به ازای هر 50 فوت مربع از زیر بنای مفید ساختمان. برج خنک کننده با ارتفاع بالاتر از 5/2 متر، به ازای هر تن تبرید نیازمند سطحی به اندازه یک فوت مربع به ازای هر 400 فوت مربع از زیر بنای مفید ساختمان.
 

نصب و راه اندازی برج های خنک کننده در هر ظرفیت به عهده خریداران محترم می باشد. اجرای فونداسیون دستگاه برج خنک کننده به عهده کارفرمایان محترم می باشد. ارائه نقشه های فونداسیون برج خنک کننده به عهده شرکت تولید کننده می باشد. 


شرایط نصب برج خنک کننده

 

محل نصب و جهت قرار گرفتن برج های خنک کننده براساس نکات زیر انتخاب می شود :
 

  •  برج خنک کننده باید در فاصله ای دورتر از منابع حرارتی یا آلوده کننده نظیر دودکش ها قرار داشته باشد. حداقل این فاصله سه متر است.
  • بهترین محل نصب برج خنک کننده در پشت بام ساختمان یا بالای اتاق محل نصب سایر تجهیزات تآسیسات مکانیکی است.
  • اگر بر در بالای بام ساختمان نصب می شود باید استحکام بام برای تحمل وزن برج خنک کننده در حال کار بررسی شود.
  • نصب برج خنک کننده در ترازی پایین تر از کندانسور آبی یا هر دستگاه دیگری که آب خروجی از برج وارد آن می شود، باعث سر ریز شدن برج در هنگام خاموش بودن کندانسور آبی می شود. بنابراین بهتر است  حتی الامکان برج بالاتر از کندانسور آبی چیلر نصب شود.
  • مسیر سر ریز برج خنک کننده باید به مسیر تخلیه آن متصل شده و هیچ شیری نباید در سر راه آن قرار داده شود.
  • در برج خنک کننده باید علاوه بر خط پر کن آب جبرانی (Make up) از یک پر کن آب شهری نیز استفاده نمود.
  • وجود یا امکان لوله کشی با توجه به سایز لوله های ورودی و خروجی دستگاه برج خنک کننده
  • جریا هوای مناسب با توجه به استانداردهای ذکر شده در نصب
  • امکان تامین آب تغذیه برج خنک کننده
  • امکان دسترسی و تعمیرات و نگهداری آسان
  • امکان دسترسی جهت جابجایی و نصب درصورت خریداری برج خنک کننده مونتاژ شده (جابجایی توسط افراد تا محل نصب ،طول بازوی جرثقیل و ...)
  • امکان انتقال قطعات برج خنک کننده به محل نصب درصورت خریداری برج خنک کننده مونتاژ نشده
  • وجود امکانات الکتریکی (با توجه به نوع برق مصرفی، کابلهای انتقال برق …)
  • امکان تامین آب نرم (سختی گیری شده) توسط سختی گیر آب ورودی (ظرفیت سختی گیر باید جوابگوی تامین آب تغذیه برج خنک کننده و سایر تجهیزات باشد)
  • شکل زیر فواصل صحیح نصب استاندارد یک برج خنک کننده را نشان می دهد :


شرایط نصب برج خنک کننده

 

 

راه اندازی و بهره برداری از برج خنک کننده

 

پس از تکمیل نصب سیستم خنک کننده،راه اندازی برج خنک کننده  و در سرویس قرار دادن آن ضروری است . راه اندازی و بهره برداری از برج خنک کننده سیستم آب کندانسور، سه بخش اساسی را شامل می شود که با الزامات متعددبرای هر یک از اجزای خود همراه است:
 

پمپ آب کندانسور:

  • کنترل نصب پمپ شامل سوار کردن پمپ ،رابط ها،ایزولاتورهای ارتعاشی (لرزه گیر) و لوازم لوله کشی ازقبیل شیر،صافی،گیج یا درجه فشار،ترمومتر و غیره.
  • کنترل شفت پمپ و هم راستای کوپلینگ آن
  • روغن کاری یاتاقان های شفت پمپ طبق دستورات سازنده
  • چرخاندن شفت با دست جهت اطمینان از چرخش آزاد موتور پمپ
  • کنترل جهت صحیح چرخش شفت الکتروموتور با روشن کردن امتحانی آن

برج خنک کننده

  • برج خنک کننده تمیز کردن سطوح برج ،شست و شو و نظافت تشتک فوقانی و تشتک تحتانی
  • برج خنک کننده تمیز کردن صافی تشتک تحتانی
  • روغن کاری یاتاقان های شفت فن طبق دستورات سازنده
  • اطمینان از شست وشوی شیمیایی لوله های آب کندانسور
  • پر کردن تشتک تحتانی برج و لوله ها تا سطح عملیاتی تشتک تحتانی
     

کارکردن کوتاه مدت پمپ آب برج خنک کننده

  • قرارگرفتن آمپر موتور پمپ در مقادیر اسمی پلاک موتور
  • برج خنک کننده کنترل جریان گردابی تشتک تحتانی
  • تست ترموستات و گرم کن(هیتر) جلوگیری از یخ زدگی (آنتی فریز)
  • تست توزیع آب تشتک فوقانی برج و نازل ها
  • تست هیتر و ترموستات آنتی فریز(ضد یخ زدگی )تشتک تحتانی
     

تست و تنظیم محرک رانش(در صورت نصب)

  • تنظیم کشش تسمه ها
  • کنترل و تنظیم هم راستایی تسمه ها
  • تست و تنظیم محرک گیربکسی و پر کردن مخزن روغن آن
  • چرخاندن شفت با دست جهت اطمینان از حرکت آزادانه فن و محرک آن
  • راه اندازی آزمایشی موتور و کنترل چرخش صحیح فن ها


تست و تنظیم محرک گیربکس(در صورت نصب)

  • پر کردن مخزن روغن
  • کنترل هم راستای شفت کنترل کوپلینگ ها برای سفت بودن پیچ ها ،بازی کردن آن ها و غیره
  • چرخش شفت با دست جهت اطمینان یافتن از چرخش آزاد فن و محرک آن
  • کنترل جهت صحیح چرخش شفت الکتروپمپ با روشن کردن آزمایشی آن
  • کار کردن کوتاه مدت فن ها و کنترل سر و صدا و ارتعاش آن ها و مطابق بودن آمپر موتور فن با اطلاعات پلاک سازنده

برج های خنک کننده مکعبی چند سلولیبرای
 

  • اطمینان از عملکرد صحیح شیرهای جداساز(قطع و وصل)اتوماتیک
  • اطمینان از تعادل جریان آب کندانسور هر یک از سلول ها
  • بالانس کردن خط متعادل کننده برای حفظ سطح آب عملیاتی تشتک تحتانی برج در یک سطح در هر سلول
  • قراردادن استارتر موتورآب کندانسور و فن برج در وضعیت اتوماتیک

 

کنترل ها
 

  • کنترل نصب صحیح حسگرها ی دما(سنسورها)
  • تست عملکرد شیر کنترل بای پس و تنطیم چرخش 70 درجه ای آن
  • کنترل نقطه ی تنظیم کنترل کننده
  • تست عملکرد صحیح رله های کنترل فن
  • تست عملکرد VFD(در صورت نصب)
  • تست عملکرد کلید قطع ارتعاش
  • از جمله آلارم سطح صدا حد پایین و حد بالا(کمبود آب  و سرریز آب)برج خنک کننده تست عملکرد کنترل های سطح آب تشتک تحتانی
  • قرار دادن کنترل ها در وضعیت بهره برداری
  • برج خنک کنندهتصفیه آب ورودی و در گردش
  • کنترل پراب یا میله های حسگر PH و خاصیت رسانایی آب از نظر نصب صحیح آن
  • (بلودان)برج خنک کننده تست عملکرد شیر برقی تخلیه
  • قرار دادن تجهیزات تصفیه آب در وضعیت بهره برداری
  • حداکثر میزان سختی کل آب تغذیه برج های خنک کننده ۷۰ ppm است لذا با تست ادواری باید کنترل شود.
  • کنترل تمام جنبه های پمپ آب کندانسور ،برج خنک کننده ،کنترل ها و تصفیه آب و ارزیابی مکرر در مدت 24 ساعت ،تعمیر نواقص فنی قبل از بهره برداری کامل،آموزش پرسنل نگهداری در خصوص راه اندازی و خاموش کردن سیستم ،مراحل رفع نواقص،سرویس و اقدامات پیشگیرانه ،مرور دستورالعمل های نگهداری توسط نماینده شرکت سازنده و پرسنل نگهداری .
     

نگهداری برج خنک کننده

 

به محض قرار گرفتن سیستم برج خنک کننده در سرویس کامل 24 ساعته ،باید نگهداری و بازدیدهای منظم روزانه برقرار باشد تا از بهره برداری و عمکرد صحیح برج اطمینان حاصل شود و عمر مفید مورد انتظار تجهیزات برج تامین و تضمین گردد.نگهداری صحیح و مورد نیاز به دو قسمت تقسیم می شود؛نگهداری تصفیه آب و نگهداری مکانیکی.

مدیریت تصفیه آب
 برنامه تصفیه آب برای جلوگیری از خوردگی ،رسوب یا لجن گرفتگی بیولوژیکی در سیستم های آب کندانسور برج خنک کننده به عنوان یک موضوع روزمره ،انجام گیرد و پارامتر های گوناگون تصفیه آب را از قبیل  PH،TDS ،انواع مواد شیمیای ،کیفیت و غیره کنترل و پیگیری شود.

استفاده از سختی گیر های رزینی جهت حذف سختی کربنات کلسیم و منیزیم آب مهمترین مسئله در تامین آب تغذیه برج خنک کننده به شمار میرود. استفاده از رسوب زداهای مغناطیسی و الکترو مغناطیسی به تنهایی جوابگوی نیاز برج خنک کننده نیست چراکه اساس کار  برج خنک کننده ، تبخیر آب است و در عمل تبخیر تنها آب خالص مورد فرایند است و کوچکترین املاح در آب گردشی باقی میماند. از رسوب زداهای مغناطیسی و الکترومفناطیسی به جهت بهبود کیفیت عملکرد در برج های خنک کننده در کنار سختی گیر های رزینی میتوان استفاده کرد.

حداقل دو بار در سال نمونه ی آب را به یک آزمایشگاه مستقل (آزاد)بفرستید تا نتایج آن با آخرین گزارش ماهیانه پیمانکار خدمات آب مقایسه شود ومورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.
طی دوره های خاموش بودن سیستم ،پرسنل باید نگهداری برج و لوله ها را از نظر رسوب ،لجن و پوسیدگی مورد بازدید قرا دهند .

نگهداری مکانیکی برج خنک کننده
بازدید و نگهداری مکانیکی منظم روزانه به دو دسته تقسیم می شود :
راه اندازی 
بهره برداری
برج خنک کننده برای راه اندازی بعد از یک وقفه ی طولانی ،باید به طورکامل بازدید و تعمیر شود:
کنترل وضعیت صحیح صفحات یا قطره گیری برج و تمیز بودن آن
کنترل فن ها ،یاتاقان ها،موتورها و محرک ها از نظر روغن کاری
چرخش دستی شفت های فن و اطمینان یافتن از چرخش آزادانه آن ها
کنترل چرخش صحیح موتور فن ها وتنظیم کشش محرک های تسمه ای
پر کردن تشتک تحتانی برج خنک کننده با آب تازه و کنترل عملکرد صحیح کنترل کننده های سطح آب
استارت پمپ کندانسور  و کنترل توزیع آب صحیح تشتک فوقانی برج
کنترل پرکن های برج از نظر رسوب گرفتگی و لجن گرفتگی و تمیز کردن آن ها (در صورت لزوم)
کنترل واشر های آب بندی دریچه های دسترسی و تعویض واشر های معیوب
بازدید کامل تمام سطوح فلزی از نظر خوردگی ،تشکیل رسوب یا لجن گرفتگی،تمیز کردن هرگونه رسوب و لجن و تعویض هر گونه سطح فلزی معیوب با یک سطح فلزی با رو کش روی سرد
جلوگیری از هر گونه نشتی تشتک تحتانی ،پوسته و لوله کشی های برج خنک کننده
در طول فصل کاری (سرمایش)بازدید و نگهداری منظم برج ضروری است تا از عملکرد و بهره برداری صحیح آن اطمینان حاصل شود .

 

اینورتر (درایو) فن برج خنک کننده 


درجه حرارت آب خروجی از برجهای خنک کننده یکی از مهمترین و موثرترین پارامترهای صنعت و تاسیسات تهویه مطبوع می باشد. زیرا افزایش یا کاهش این دما می تواند راندمان تجهیزات وابسته به آن را تغییر داده و یا حتی به دستگاه ها آسیب برساند. به عنوان مثال کاهش بیش از حد دمای آب برج خنک کننده می تواند موجب کریستال کردن لیتیوم بروماید در چیلر جذبی شده و یا افزایش دمای آب باعث از کار افتادن و اصطلاحا (Hi) کردن چیلر تراکمی شود.

اما کنترل دمای آب برج به چه عواملی بستگی دارد و ساده ترین روش کنترل آن چیست؟
با توجه به مکانیزم کارکرد تمام برج های خنک کننده که پیش تر به آن پرداخته شد ، دو عامل باعث کاهش دمای آب برج های خنک کننده می شود. یکی جریان آب به روی پکینگ یا چوب های برج خنک کننده و دیگری حرکت اجباری هوا از روی لایه های و قطرات آب توسط فن. با از کار افتادن و یا اختلال در هر یک از عوامل بالا تغییر دما آب برج خنک کننده غیر ممکن و یا با کمترین راندمان خواهد بود. از سوی دیگر چون ظرفیت برج خنک کننده بر مبنای بدترین شرایط کار و حداکثر بار در نظر گرفته شده است. لذا ممکن است در ساعاتی از شبانه روز نیازی به استفاده از تمامی ظرفیت برج خنک کننده نباشد. پس باید بتوان به این روش ظرفیت و توان برج خنک کننده را کنترل کرد.

ساده ترین و ارزان ترین و البته دقیق ترین روش کنترل ظرفیت برج خنک کننده تغییر میزان جریان و یا قطع جریان هوای در حال جریان برج خنک کننده می باشد. این روش در اکثر برج های خنک کننده مشاهده می شود و در برخی از برج ها نیز که به صورت دائم و در 4فصل در حال کار هستند و ممکن است خاموش کردن فن نیز روند کاهش دما را متوقف نکند ، از این روش توام با روشهای دیگر مانند بای پاس آب برج خنک کننده و یا استفاده از گرمکن در تشتک برج یا در مسیر لوله برج استفاده شود. اما به صورت یک روش بنیادی اعمال تغییر در وضعیت کارکرد فن برج خنک کننده در اکثر برج ها اجرا می شود. اما همین تغییر وضعیت کارکرد فن برج نیز به دو روش امکان پذیر می باشد:

خاموش و روشن کردن فن برج:
در این روش بروی مسیر آب برج ترموستاتی نصب شده و با کنترل دمای آب به فن برج فرمان روشن شدن یا خاموش شدن را می دهد و در برج هایی که دارای چند فن می باشند از ترموستات چند مرحله برای کنترل هر فن استفاده می شود.

مزایا سیستم کنترل فن برج با خاموش و روشن کردن آن

  1. سادگی مکانیزم کارکرد و راحتی تعمیرات
  2. هزینه اولیه بسیار پایین

معایب این روش

  1. اسستهلاک و خرابی بیشترفن ، تسمه ، پولی و دیگر متعلقات متحرک برج خنک کننده
  2. مصرف بیشتر برق
  3. تغییرات مکرر و مستمر در دمای آب برج خنک کننده

روش دوم: کنترل دور فن برج و یا سیستم دور متغییر فن برج خنک کننده
در این روش به جای خاموش و روشن کردن مکرر فن برج خنک کننده ، دور فن را با استفاده از تغییر فرکانس و ولتاژ ورودی به الکتروموتور برج خنک کننده تغییر می دهند.
این روش باعث کنترل و ثبات بیشتر دمای دمای خروجی از برج خنک کننده می شود.

مزایای کنترل دور فن برج خنک کننده

  1. ثابت ماندن دمای خروجی آب برج خنک کننده
  2. راه اندازی نرم و در نتیجه استهلاک کمتر اجزای برج
  3. صرفه جویی و کاهش مصرف انرژی
  4. کاهش سایز کابل برق فن برج خنک کننده
  5. امکان مانیتورینگ و بررسی عملکرد فن برج و دمای آب برج

معایب

  1. هزینه ابتدایی بیشتر
  2. پیچیدگی بیشتر در زمان نصب و راه اندازی نسبت به سیستم خاموش و روشن

البته با استفاده از صفحه های نمایش کاملا فارسی و کنترل از طریق کامپیوتر بهره برداری و استفاده از این روش بسیار آسان و ساده شده است. در سیستم کنترل دور فن برج خنک کننده یک سنسور دما با خروجی آنالوگ بصورت جریانی یا ولتاژی  (10-0 v یا 20-4 mA )
دمای آب خروجی از برج بصورت مستمر سنجیده و بر اساس تنظیمات انجام شده میزان دور فن برج خنک کننده تغییر داده می شود.
این سیستم قابلیت کنترل دمای آب برج هایی با 1 تا 4 فن را دارد و همچنین می توان از این سیستم برای کنترل فن کندانسورهای هوایی ، کندانسورهای تبخیری و ... استفاده کرد.

 

گارانتی و خدمات پس از فروش برج خنک کننده

 

تمامی برج های خنک کننده ارائه شده توسط شرکت بامین تهویه دارای 5 سال گارانتی بدنه و 18 ماه گارانتی قطعات میباشند.
 

مشاوره و فروش برج خنک کننده 

 

پرسنل شرکت بامین تهویه آماده ارائه مشاوره در زمینه انتخاب نوع ، جنس و ظرفیت برج خنک کننده به مشتریان گرامی میباشد. شرکت بامین تهویه تولید کننده انواع برج های خنک کننده مدار باز ، مدار بسته ، گالوانیزه ، فایبر گلاس، مکعبی و مدور و ... اطلاعات فنی ، مشخصات و قیمت انواع برج خنک کننده را جهت بررسی فنی ومالی و سفارش خرید در اختیار مشتریان محترم قرار داده است.
 

مطالب مرتبط 


قطعات برج خنک کننده
 

بامین تهویه ، تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تاسیسات