طراحی برج خنک کننده بر اساس پارامترهای اصلی از جمله دمای ورود آب گرم به کولینگ تاور، دمای خروج آب سرد از کولینگ تاور، دبی آب و حداکثر دمای مرطوب محل نصب دستگاه صورت می پذیرد. در طراحی برج خنک کن عوامل دیگری نیز از جمله ارتفاع محل نصب، دمای خشک، رطوبت نسبی، کیفیت آب، میزان تداخل و میزان گردش مجدد نیز می تواند تأثیرگذار باشد. در این مطلب از سری مقالات قصد داریم تا درباره طراحی برج خنک کننده و پارامترهای موثر در آن مواردی را بیان کنیم. در ضمن این نکته قابل ذکر است که در این مقاله منظور از طراحی، طراحی ترمودینامیکی می باشد و طراحی مکانیکی آن بحث مفصل دیگری دارد. در صورت نیاز به محاسبه آنلاین ظرفیت به مطلبهو جهت محاسبه آنلاین مصرف آب به مطلب مراجعه فرمایید.
- حداکثر دمای مرطوب محل نصب
در طراحی تمام سیستم های تبخیری، دمای مرطوب یکی از مهم ترین پارامترهای طراحی می باشد. برای بدست آوردن حداکثر دمای مرطوب تابستان یا باید آن را از جداول سازمان های استاندارد استخراج کنید و یا با داشتن حداکثر دمای خشک تابستان و رطوبت نسبی از روی جدول سایکومتریک به حداکثر دمای مرطوب برسید یا در مطلب به صورت آنلاین دمای مرطوب 450 شهر ایران را بدست آورید.
دمای مرطوب شهرهای ایران
اصول طراحی پکینگ برج خنک کننده امریست بسیار تخصصی، اشتباه در طراحی موجب تحمیل هزینه های بسیاری خواهد شد. اگر کولینگ تاور کمتر از ظرفیت انتخاب شود که سیستم دچار نقص عملکرد خواهد شد، اگر کولینگ تاور بزرگتر از ظرفیت مورد نیاز باشد که مصرف انرژی و آب بیهوده به دنبال خواهد داشت. بنابراین اکیدا توصیه می شود که جهت طراحی از افراد و شرکت های صاحب دانش فنی کمک گرفته شود.
- دمای ورود آب گرم به برج خنک کن و دمای خروج آب سرد از برج خنک کن
- دبی آب در حال گردش در برج خنک کننده
پارامتر دیگری که در طراحی تأثیرگذار است، دبی آبی می باشد که درون کولینگ تاور وارد می شود. دبی آب در حقیقت میزان آب در واحد زمان است که باید از یک دما به دمای خنک تر برسد. دبی آب در گردش با اتصالات دستگاه متناسب است، معمولاً دبی آب درون اتصالات متناسب با سرعت 2.5 متر بر ثانیه طراحی می گردد، پس با ضرب مساحت سطح مقطع می توان دبی را تخمین زد، جهت تبدیل واحدهای دبی به یکدیگر به مطلب مراجعه فرمایید. دبی آب در برج خنک کنندهنمودار طراحی برج خنک کننده برای محاسبات دقيق‌تر در طراحی برج خنک کننده، با شرکت بادران تهویه صنعت حاصل فرمایید و از طریق نرم افزار محاسبات را تأیید کنید. مطالب مرتبط و را نیز می توانید از بخش مقالات سایت دنبال کنید. جهت اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله سایت ویکی پدیا مراجعه نمایید.
برای طراحی متناسب با اهداف این برج و رسیدن به راندمان حداکثری باید با پارامترهای مهم طراحی و عوامل موثر بر آن ها به خوبی آشنا بود. در این مقاله سعی داریم شما را با عملکرد برج خنک کن و تکنیک های طراحی آن آشنا کنیم، همراه ما باشید. برج خنک کننده (Cooling Tower) نوعی مبدل حرارتی است که در آن برقراری تماس بین آب گرم و هوای خنک باعث پایین آمدن دمای آب گرم می شود. اگر به یکی از پالایشگاه های موجود در ایران رفته باشید و یا تصاویر آن ها را دیده باشید، مطمئنا اولین چیزی که از دوردست ها هم کاملا مشخص و واضح است، تجهیز برج خنک کن یا Cooling Tower می باشد.
دلیل این موضوع هم می تواند وابسته به بزرگ سایز بودن این تجهیز باشد. هوایی که ترجیحا مقدار کمی رطوبت دارد در تماس با آب گرم قرار می گیرد. در چنین حالتی به دلیل وجود اختلاف انرژی و هم چنین گرادیان غلظت، انتقال انرژی و جرم از آب به هوا صورت می گیرد. آب از فاز مایع تبخیر شده و به فاز بخار می رود و در اثر تبخیرش مقداری انرژی را نیز به فاز گاز می برد، مقدار این انرژی بسیار بالاست و آن هم به دلیل بالا بودن گرمای نهان آب است. معمولا وقتی که واحد فنی یک شرکت یا کارخانه می خواهد برای خنک کردن بخشی از خط تولید خود از برج خنک کن استفاده کند، در مرحله اول نیاز به محاسبه ظرفیت تبرید و تعیین دمای ورودی و خروجی کولینگ تاور دارد.
البته در مواردی، واحد فنی به اشتباه، برای استعلام قیمت کولینگ تاور فقط ظرفیت خنک کاری را به واحد بازرگانی اعلام می کند(مثلا استعلام قیمت برج خنک کن 100 تن تبرید یا خرید و انتخاب تامین کننده کولینگ تاور 500 تن). در این حالت واحد بازرگانی یا تدارکات و تامین، به مشکل بر می خورند. زیرا اندازه و سایز کولینگ تاور صنعتی، ارتباط مستقیمی با توان خنک کاری یا تن تبرید ندارد. پیشنهاد می کنیم اگر در مورد روش صحیح استعلام قیمت پکینگ فیلمی به دنبال مطلب مناسبی هستید، بر روی این لینک کلیک کنید. ما برای اینکه بتوانیم خدمتی هر چند کوچک، برای افزایش اطلاعات علمی خریداران برج خنک کننده انجام دهیم، همیشه تلاش می کنیم اطلاعات فنی کاملی را در اختیار شما مخاطبان عزیز بگذاریم و به نوعی مشاوره قبل از خریدن کولینگ تاور را در اختیارتان قرار دهیم.
در این بخش به بعضی از مفاهیم و کلمات مورد استفاده در طراحی و محاسبه ظرفیت Cooling tower اشاره می کنیم. آشنایی با این مفاهیم می تواند به مهندسین کمک کند، تا در هنگام طراحی و انتخاب ظرفیت برج خنک کننده و یا اجرای تعمیرات و طرح بهینه سازی و کاهش مصرف آب و برق، به نتیجه مطلوبتری برسند. محاسبه برج خنک کننده به معنی به دست آوردن مقدار تن مورد نیاز برج خنک کننده متناسب با شرایط طراحی می باشد. این محاسبه بر اساس چهار پارامتر صورت می پذیرد. این چهار پارامتر عبارتند از دمای آب ورودی به برج خنک کننده، دمای آب خروج از برج خنک کننده، منطقه جغرافیایی محل نصب برج و مقدار دبی آب در گردش که در ادامه این مقاله از بادران تهویه صنعت به هر کدام از این موارد خواهیم پرداخت.
با توجه به اینکه برج های خنک کننده دستگاه هایی هستند که بر اساس تبخیر کار می کنند، بنابراین دمای آب خروجی از کولینگ تاور نمی تواند از مقدار دمای مرطوب محیط (Ambient Wet Temperature) پایین تر باشد و از نظر عملی حداقل سه درجه بالای دمای مرطوب خواهد رسید. در هنگام محاسبه برج خنک کننده، اشتباه رایجی که صورت می پذیرد این است که با استفاده از فرمول زیر اقدام به محاسبه مقدار انتقال گرمایی کل می گردد، در حالیکه این فرمول مقدار انتقال گرمای کل را بدست می آورد و در مورد تعیین ظرفیت کولینگ تاور، کاربردی ندارد.
فرمول انتقال گرما در برج خنک‌کننده
همانطور که مشاهده می شود در این فرمول هیچ اشاره ای به دمای مرطوب محیط نشده است. به طور مثال اگر شرایط طراحی به این صورت باشد: دمای ورود آب 40 درجه سانتیگراد – دمای خروج آب 30 درجه سانتیگراد – محل نصب شهر اصفهان با دمای مرطوب محیط 17 درجه سانتیگراد – دبی آب 10 متر مکعب در ساعت، بر این اساس مقدار انتقال گرمایی برابر است با در این شرایط نیاز به 11 تن برج خنک‌کننده در شهر اصفهان می باشد. حال اگر این شرایط در شهر تهران و با دمای مرطوب 24 درجه سانتیگراد باشد، مقدار Q بر اساس رابطه بالا باز هم 418600 kJ/hr خواهد بود، ولی در تهران نیاز به 15 تن برج خنک کننده است تا به دمای مورد نظر برسیم. همچنین اگر بخواهیم برج خنک کننده را در شهر آمل که دمای مرطوب آن برابر 26.5 درجه سانتیگراد است نصب کنیم، نیاز به 20 تن تبرید می باشد .
بنابراین این فرمول فقط مقدار Q یعنی انتقال گرمای کل را محاسبه می کند و اثری از دمای مرطوب در آن نیست و نباید محاسبات کولینگ تاور بر این اساس صورت گیرد. تناژ برج خنک کننده به معنی مقدار توانایی دفع گرما می باشد و واحد آن تن تبرید است. یک تن برج خنک کننده برابر میزان گرمای لازم برای آب کردن یک تن (907 کیلوگرم) یخ 0 درجه به آب 0 درجه در مدت زمان 24 ساعت می باشد. یک تن برج خنک کننده برابر 12000 Btu/hr یا 3.5 kw می باشد. بنابراین وقتی اعلام می شود که تناژ یک برج خنک کننده برابر 200 تن تبرید است، یعنی برابر 700 کیلووات یا 2400000 Btu/hr می باشد.