در برج خنک کننده به دو صورت برای انتقال قدرت به پروانه عمل میشود ۱٫محرک گیر بکسی ۲٫ محرک تسمه ای که ما در ایم مقاله به محرک گیربکسی می پردازیم:
جهت کاهش دور الکتروموتور برج خنک کننده و انتقال آن به فن برج خنک کننده از گیربکس برج خنک کننده استفاده می شود. در بیشتر مواقع برج های خنک کننده پروانه های قطور و الکتروموتور هایی با توان بالا دارند که باعث لرزش فراوان و تولید سر و صدای بسیاری می شوند و به همین دلیل هزینه نگهداری زیادی را تحمیل می کنند از بزرگترین مزیت گیربکس نسبت به سیستم تسمه و پولی می توان به گشتاور بالاتر، راندمان بیشتر، صدا و لرزش کمتر، عمر بیشتر، تعمیرات و نگهداری کمتر اشاره کرد.
برج های خنک کن که در ابعاد بزرگ برای مصارف صنعتی در کارخانجات بزرگ ساخته می شوند دارای ظرفیت حرارتی زیادی هستند و نیاز دارند که به پروانه و الکتروموتور های بزرگ مجهز شوند و فقط با تکنولوژی گیربکس امکان کنترل گشتاور الکتروموتور و انتقال آن به فن در سرعت مناسب وجود خواهد داشت.گیربکس با کاهش دور منجر به تقویت گشتاور شده که سبب انتخاب الکتروموتور با قدرت منطقی خواهد بود و هزینه های سیستم را بهینه خواهد کرد.
نگهداری مناسب تاثیر بسیاری در طول عمر گیربکس برج خنک کننده دارد ,تعمیرات به موقع,روغن کاری طبق دستورالعمل و همچنین کیفیت چرخ دنده ها و یاتاقان های کارخانه و شرکت تولید کننده از عواملی است که عمر گیربکس را افزایش می دهند و هزینه ها را بهینه می کنند.
نکته: آب بندی مهمترین امر در حفظ و نگهداری صفحات لوور برج خنک کننده می باشدو باید مطمئن شد که آب به زیرصفحات لوور نشت نمی کند زیرا باعث پوسیدگی دستک لوور و در نهایت ایجاد رسوب و حتی جلبک در این صفحات می شود.
برج خنک کننده چیلر
چیلر(چیلر آبی یا چیلر ترکمی آب خنک کن) دستگاهی است که آبی که درون فن کولها در جریان هست را تا دمای ۴ درجه سانتی گراد پایین می آورد, دمای آب ورودی نباید بیشتر از ۲۹ درجه سانتی گراد باشد و به همین دلیل از برج خنک کننده به عنوان پیش خنک کننده چیلر جذبی و چیلر تراکمی نیز استفاده می شود تا اگر دمای آب ورودی بیشتر از حد مجاز می باشد آن را کاهش دهد و به ۲۹ درجه سانتی گراد برساند سپس به سمت چیلر هدایت کند پس می توان گفت برج خنک کننده از اجزاء اصلی در چیلر ها به حساب می آید.
جنس این برج های خنک کننده چیلر می تواند برج خنک کننده فابیرگلاس ,برج خنک کننده گالوانیزه,برج خنک کننده چوبی,برج خنک کننده مارلی و برج خنک کننده بتونی باشد
چیلر های دو دسته می باشند, چیلر جذبی و چیلر تراکمی که این چیلرها در صنعت و در تهویه مطبوع به کار برده می شند.
شکل دیگر تقسیمبندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیمبندی میشوند.
چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما میشوند.
که خود به سه دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار، تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد) و تک اثره با تغذیه آب گرم(دمای زیر۱۰۰ درجه سانتیگراد) تقسیم میشوند که نحوه کار آنها مشابه بوده و همگی دارای حداقل یک مولد حرارتی میباشند.
که به دو دسته دو اثره با تغذیه بخار و دو اثره با شعله مستقیم طبقهبندی میشوند. این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثرهاست.
در سیستم چیلر و برج خنک کننده یک مبدل حرارتی به نام کندانسور که معمولا از نوع پوسته و لوله یا صفحه ای (Plate and Frame heat exchanger) است در مدار چیلر آبی جهت کندانس کردن (چگالش) مبرد گازی شکل و تبدیل آن به مبرد مایع به کار می رود. چیلر از یک سمت به فن کویل یا هواساز (air handling unit cooling coil) و از سمتی دیگر به برج خنک کننده (cooling tower) متصل است.
مبرد گازی شکل خارج شده از کمپرسور که به بسیار داغ است وارد کندانسور پوسته و لوله می شود و از طرف دیگر آن آب با درجه حرارت پایین وارد کندانسور می شود. طی تبادل حرارت صورت گرفته ، مبرد گرمای خود را به آب داده و تقطیر می شود. آب گرم شده توسط پمپ به برج خنک کننده ارسال و در آنجا توسط هوایی که با فن دمیده می شود، خنک می گردد تا مجدد به دمای محیط نزدیک شده و به کندانسور ارسال گردد.
چیلر و برج خنک کننده سال هاست که به عنوان یکی از پرکاربردترین سیستم های سرمایش در ساختمان های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و امروزه تکنولوژی های جدید باعث افزایش راندمان و طول عمر آنها شده است. برای مثال امروزه هم در موتور محرک چیلر و هم موتور فن برج خنک کننده از موتورهای Variable Speed Drive یا سرعت متغیر استفاده می شود که مزیت آن این است که موتورهای محرک الکتریکی همواره با تمام توان کار نکرده و فقط متناسب نیاز درخواستی مصرف کننده و با تغییر دور به صورت اتوماتیک ، توان تولید می کند. در نتیجه مصرف انرژی برق به طور قابل ملاحظه ای در این سیستم ها کاهش یافته است.
همچنین با به کار بردن لوله های فین دار یا همان فین تیوب در کندانسور چیلر و برج خنک کننده به تعداد زیاد ، علاوه بر کاهش ابعاد آن ، موجب افزایش نرخ انتقال گرما بین مبرد و آب می شوند.
برج خنک کننده فایبرگلاس نسبت به سایر انواع برج خنک کننده از کارایی بیشتری برخوردار است. از لحاظ قیمت برج خنک کننده فلزی و برج خنک کننده چوبی نسبت به سایر انواع برج خنک کننده از قیمت مناسب تری برخوردار است.
بمنظور تعیین ظرفیت برج خنک کننده و محاسبه ظرفیت برج خنک کننده ۲ موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است :
۱- داشتن علم متناسب در زمینه طراحی برج خنک کننده یا تعیین ظرفیت برج خنک کننده
۲- داشتن تجربه کافی در زمینه طراحی برج خنک کننده (کولینگ تاور)
علم مناسب در زمینه طراحی و تعیین ظرفیت برج خنک کننده اعم از برج خنک کننده فایبرگلاس و یا برج خنک کننده بتنی و یا برج خنک کننده چوبی و یا برج خنک کننده گالوانیزه از طریق تحصیل دانش در یکی از رشته های مهندسی شیمی و یا مهندسی مکانیک سیالات و جامدات و همچنین سایر رشته های وابسته بدست می آید.
شرکت ما با داشتن مهندسین در زمینه طراحی سیالات و یا مکانیک جامدات و مهندسی شیمی یکی از قوی ترین شرکت ها در زمینه طراحی ظرفیت برج خنک کننده می باشد.
در حقیقت برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده باید بدانیم چه میزان گرما باید از آبی که در یک مسیر گرم چرخیده است گرفته شود تا به چرخه تولید در یک کارخانه صدمه وارد نگردد یا اینکه دمای مطبوعی که مورد نظر سفارش دهنده کولینگ تاور است فراهم گردد.
فرمول اصلی محاسبه ظرفیت کولینگ تاور MC(T2-T1) می باشد.
نکته : در فرمول محاسبه ظرفیت برج خنک کننده دانستن دبی آب در گردش و دمای بیشینه و کمینه برج خنک کننده بسیار مهم است.
با افزایش چشمگیر استفاده از چیلرهای جذبی و تراکمی و نصب و راه اندازی برج های خنک کن ، محاسبه ظرفیت برج خنک کن همواره از دغدغه های اساسی سازندگان و کارفرمایان بوده است.
ما در این مقاله به شما خواهیم گفت که برج خنک کننده با چه ظرفیتی برای سیستم سرمایشی شما (چیلر) مورد نیاز است؟
برای کارکرد بهینه چیلر، نیاز به برج خنک کن با ظرفیت مناسب، به منظور خنک سازی سیال مبرد می باشد.
چگونه توان ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن را محاسبه کنیم؟
براساس تجربه، معمولا سازندگان برج خنک کننده، توان برج خنک کننده را در چیلرهای تراکمی ۳۰درصد بیشتر از توان چیلر و در چیلر های جذبی دو برابر توان چیلر در نظر می گیرند.
دلیل انتخاب این ضرایب، ریشه در ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی و جذبی دارد. ضریب عملکرد چیلرهای جذبی به عنوان یک ماشین حرارتی غالبا کمتر از ۱ بوده در حالی که این میزان در چیلرهای تراکمی به عنوان یخچال به ۳ نیز می رسد. بنابراین از نتایج حاصل از تجربه داریم:
ظرفیت مورد نیاز برج خنک کننده = توان چیلر جذبی × ۲
ظرفیت برج خنک کننده = توان چیلر تراکمی × ۱.۳
البته شایان ذکر می باشد که این مقادیر دقیق نیست اما آستانه امنی در اختیار شما قرار خواهد داد تا چیلر برای فرآیند خنک سازی دچار مشکل نشود.
حال با نگاه علمی تر سعی بر بدست آوردن مقداردقیق ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن خواهیم کرد.
در برآورد ظرفیت یا توان برج خنک کن ۳ پارامتر اساسی مطرح می شود:
۱. نرخ جریان که همان دبی آب گذرنده از برج خنک کن می باشد. این مقدار را می توان از کاتالوگ چیلر مورد نظر استخراج نمود.
۲. رنج سرمایش یا همان اختلاف دمای آب ورودی و خروجی برج خنک کن (T1-T2). دمای آب ورودی و خروجی مورد نیاز چیلر در کاتالوگ مطرح شده است اما معمولا اختلاف این دو دما ℉۱۰ می باشد این اختلاف دما بر حسب درجه سانتیگراد با توجه به محاسبات زیر ۵.۵ درجه خواهد شد:
℉=۱.۸ ℃+۳۲ ⟹ ℃=۰.۵۵ ℉-۳۲
T (℃)= ۰.۵۵ ×۱۰℉=۵.۵
۳.دمای هوای منطقه جغرافیایی مورد نظر. مسلم است هر چه دمای محیط بیشتر باشد نیاز به توان بالاتری برای برج خنک کن می باشد. این دما را می توان از اطلاعات سازمان هواشناسی هر منطقه به دست آورد.
علاوه بر دمای هوا ، رطوبت نیز عامل تاثیر گذار در برآورد ظرفیت برج خنک کننده یا کولینگ تاور خواهد بود، در مناطقی با رطوبت بالا عمل تبخیر سخت تر از مناطق خشک اتفاق خواهد افتاد بنابراین عمل خنک سازی که با تبخیر همراه است نیازمند توان بالاتری در برج خنک کن می باشد.
با توجه به پارامترهای بالا برای بدست آوردن ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن در مقالات رابطه زیر مطرح شده است :
بارحرارتی ( Btu/hr )= دبی بر حسب جی پی ام ×۵۰۰ × رنج سرمایش (درجه فارنهایت)
استفاده از این فرمول به دلیل وجود واحدهای انگلیسی برای کاربران ایرانی سخت خواهد بود.در تمامی منابع فارسی نیز عینا این رابطه ترجمه و آورده شده، جالب است بدانید این رابطه همان فرمول معروف :
Q ̇= m ̇C∆T
است. که در آن Q ̇ ظرفیت(انرژی بر واحد زمان) برحسب m ، Btu/hr ̇ دبی بر حسب gpm و T∆ بر حسب فارنهایت مطرح شده و فرمولی با ظاهر جدید ساخته است.
فرض کنید یک برج خنک کن با فلوی فرضی lit/m1500 در نظر بگیریم ، خواهیم داشت :
Q ̇= m ̇C∆T= 1500/60 ×۴۲۰۰×۵.۵= ۵۷۷.۵/۳.۵ KW=165 RT
اکنون اگر این توان را بخواهیم از رابطه موجود در منابع انگلیسی بدست آوریم با توجه به تبدیل واحدهای زیر خواهیم داشت :
Q ̇ (Btu/hr)= Gpm ×۵۰۰× F
۱Gpm/(3.79 lit/m) ×۱۵۰۰ lit/m × (۵۰۰×۱۰)/۱۲۰۰۰=۱۶۵ RT
۱RT=12000 Btu/hr
۱Gpm=3.79 lit/m
ظرفیت برج خنک کننده (Cooling Tower Capacity) = میزان گرمایی که توسط برج خنک کننده (کولینگ تاور) باید از سیال در گردش گرفته شود تا دمای مطبوع و مورد نظر کارفرما چه بمنظور خنک کاری هوای محیط و چه خنک کاری سیستم در حال کار در کارخانه فراهم گردد.
با اندازه گیری مقدار فوق در فرمول بالا ، سازنده قادر است برج خنک کننده با ظرفیت و اندازه مورد نظر را تولید کند و از اشتباهات و نواقص پرهزینه بعدی پیشگیری کند.
برچسب : تولید و تعمیر برج خنک کننده تولید برج خنک کننده تعمیر برج خنک کننده تعمیر برج خنک کن تولید برج خنک کن قیمت برج خنک کننده, برج خنک کننده مکعبی
محل نصب برج خنک کن باید به صورتی باشد که مانعی در اطراف آن برای ورود جریان هوای تازه به داخل برج وجود نداشته باشد همچنین در صورت استفاده از چندین برج در کنار هم باید راه حلی اندیشید که هوای گرم خروجی از برجها مستقیماً وارد همدیگر نشده تا باعث کاهش راندمان و عدم کارایی برج شوند.
۱ – باید فضای کافی و بدون مانع مزاحم در اطراف برج وجود داشته باشد تا هوای لازم به برج برسد
۲ – هوای گرم خروجی از برج باید به گونهای تخلیه شود که امکان بازگشت و گردش مجدد آن به برج خنک کننده وجود نداشته باشد زیرا گردش مجدد چنین هوایی در برج دمای مرطوب هوای ورودی به برج را افزایش میدهد و باعث گرم ماندن آب در خروج از برج میشود.
گردش مجدد هوا به داخل برج هنگامی مورد توجه قرار میگیرد که چند برج در مجاورت هم باشند
تعیین محل نصب برج به عوامل دیگری هم بستگی دارد از قبیل استحکام محل نصب، تجهیزات اضافی برای تقویت آن، هزینه فراهم کردن تجهیزات اضافی برای برج و مسائل مربوط به معماری ساختمان و …
توجه توجه : در تولید برج خنک کننده که جهت مصارف صنعتی، مخابراتی و … ، در فصول سرد سال نیز مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از هیترهای برقی (المنت) در تشتک برج های خنک کننده جهت جلوگیری از یخ زدن آب و آسیب به برج های خنک کننده الزامی است.