برج خنك كننده

كاركرد برج خنك كننده دفع گرما از آب در حال جريان مي باشد، در دستگاه كولينگ تاور آب با هوا تماس پيدا مي كند و دماي آب كاهش مي يابد، اين خنك شدن آب به دليل تبخير بخشي از آب و خروج گرما به صورت بخار مي باشد. برج خنك كن يكي از كليدي ترين بخش هاي كارخانجات، صنايع فولاد، نيروگاه ها و پروسه هاي شيميايي مي باشد. همچنين كولينگ تاور در ساختمان هاي تجاري، مسكوني، فرودگاه ها، بيمارستان ها، هتل ها و مدارس مورد استفاده قرار مي گيرد، به طور دقيق مي توان گفت هر جا كه نياز به خنك كردن آب مي باشد از اين دستگاه استفاده مي شود.

چگونگي كاركرد برج خنك كننده

با رشد جمعيت جهان نياز به كالاهاي مختلف نيز افزايش ياقته است، بنابراين صنعت و توليد در كشورهاي مختلف توسعه يافته است. حاصل فعاليت ماشين آلات و پروسه هاي توليد، ايجاد گرما و حرارت مي باشد. براي كاركرد مداوم و موثر اين تجهيزات و خط هاي توليد، بايد گرما از اين سيستم ها گرفته شود. بهترين، موثرترين و كم هزينه ترين راه حل دفع گرما استفاده از برج خنك كننده مي باشد. امروزه برج خنك كن در بيش از 1500 نوع كارخانه مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد و يكي از پركاربردن ترين تجهيزات در بخش صنعت مي باشد.

در تصوير زير نحوه كاركرد برج خنك كننده نمايش داده شده است، آب گرم وارد دستگاه شده و توزيع مي گردد، همزمان هوا بوسيله فن جريان پيدا كرده و با آب گرم تماس پيدا مي كند و آن را خنك مي كند، آب سرد در نهايت در قسمت تشت دستگاه جمع آوري شده و به سيستم برمي گردد.

انواع كولينگ تاور

كولينگ تاور ها در انواع مختلف ساخته مي شوند كه به دسته بندي هاي زير تقسيم مي شوند:

• جريان طبيعي
• جريان مكانيكي
• جريان اجباري
• جريان القايي
• جريان مركب

طراحي-كولينگ-تاور

كاركرد برج خنك كننده دفع گرما از آب در حال جريان مي باشد، در دستگاه كولينگ تاور آب با هوا تماس پيدا مي كند و دماي آب كاهش مي يابد، اين خنك شدن آب به دليل تبخير بخشي از آب و خروج گرما به صورت بخار مي باشد.

بهترين متريال براي ساخت برج خنك كن

امروزه برج هاي خنك كن از سه نوع متريال بتن، فلز و يا فايبرگلاس ساخته مي شود، نوع متريال در كاركرد برج خنك كننده اثر گذار نيست و تنها عمر و هزينه نگهداري از آن را تحت تاثير قرار مي دهد. فلز به دليل خوردگي و پوسيدگي عمر كمتري دارد و مي تواند به طور متوسط تا 15 سال مورد بهره برداري قرار گيرد همچنين هزينه نگهداري و تعميرات سالانه آن بسيار بالا مي باشد. در مقابل فايبرگلاس داراي عمر بالاتري مي باشد و نياز به تعميرات بسيار كمتر دارد. از بتن نيز براي ساخت كولينگ تاورهايي با سازه هاي بلند استفاده مي شود.

دليل استفاده از برج خنك كننده

برج خنك كن چون آب گرم را مجددا پس از خنك شدن به گردش در مي آورد، تا 98 درصد در مصرف آب صرفه جويي مي كند. عملكرد برج خنك كننده به هيچ عنوان براي محيط زيست مخرب نمي باشد و حتي يكي از بهترين اشكال به كار گرفتن مكانيزم هاي طبيعي مي باشد، به طوريكه كولينگ تاور با صرف انرژي بسيار پايين، مقدار حرارت بسيار بزرگي را دفع مي كند. اما بايد دقت كرد كه اگر در آب سيستم از مواد شيميايي استفاده مي شود به صورت صحيح مورد استفاده قرار گيرد. براي اقدامات بيشتر، مي توان با استفاده از راه هاي "افزايش راندمان برج خنك كن" و "كنترل هوشمند برج خنك كننده" مصرف انرژي و آب را بهينه كرد.

برخي اصطلاحات مهم كولينگ تاور

• اپروچ : اختلاف دماي ميان وت بالب محيط و دماي آب سرد خروجي از كولينگ تاور
• رنج : اختلاف دماي ميان آب گرم ورود و آب سرد خروج از برج خنك كننده
• بار حرارتي : مقدار حرارت دفع شده از برج خنك كننده به واحد تن تبريد
• تن تبريد : واحد سنجش توانايي خنك كردن در واحد زمان، برابر 3.5 كيلووات
• بلودان : مقدار آبي كه از برج خنك كن در حال كار بايد تخليه و با آب تازه جايگزين شود تا ميزان غلظت املاح و رسوب در آب برج خنك كن در حد مورد قبول باقي بماند.
• دريفت : مقدار آبي كه در حين كاركرد برج خنك كننده به بيرون پرتاب مي شود.
• آب جبراني : مقدار آب تازه اي كه وارد دستگاه مي شود تا تبخير آب و بلودان را جبران نمايد.

https://badrantahvie.com/cooling-tower-function

كنترل ميكروبيولوژيك آب برج خنك كننده اهميت بيشتري از كنترل رسوب غيرآلي دارد، آب كولينگ تاور محيط مناسبي براي رشد و گسترش كلوني هاي ميكروبي مي باشد، همچنين در هر جايي كه اين آب به گردش بيافتد كلوني هاي ميكروبي در آنجا نيز حضور خواهند داشت، از جمله به واسطه گرما، در كندانسور و مبدل ها، سطح پكينگ ها و يا محل هايي كه در معرض نور خورشيد مي باشد، به همين دليل ، استفاده از بايوسايد براي از بين بردن ميكروارگانيسم ها در آب برج خنك كن حياتي مي باشد، در ادامه به بررسي بيشتر اين موضوع مي پردازيم.

روش هاي كنترل ميكروبيولوژيك آب برج خنك كننده

به طور كلي باكتري ها به سه دسته تقسيم مي شوند:

باكتري هاي هوازي: ميكروب هايي كه از اكسيژن براي سوخت و ساز استفاده مي كنند.

باكتري هاي غير هوازي: بدون اكسيژن زنده هستند و از منابع ديگر تغذيه مي كنند، مانند سولفات، نيترات

باكتري هاي اختياري: مي توانند در هر دو محيط اكسيژني يا غير اكسيژني زندگي كنند.

مشكلي كه با باكتري ها وجود دارد اين است كه به محض اينكه روي سطحي مي نشينند به سرعت لايه محافظي از پلي ساكاريد تشكيل مي دهند، اين لايه باكتري را از آب جدا مي كند، بنابراين به راحتي شروع به ضخيم شدن و كاهش انتقال حرارت مي شود. حتي هنگامي كه باكتري از نوع هوازي باشد، به دليل لايه محافظ، باكتري هاي غير هوازي هم در زير سطح بوجود مي آيند. اين ارگانيسم ها مي توانند اسيد و تركيبات خطرناك ديگري توليد كنند كه به قطعات فلزي حمله كند و آسيب جدي برساند. رسوبات آلي همچنين مي توانند سلول هاي متراكمي ايجاد كنند، جايي كه فقدان اكسيژن موجب بوجود آمدن قطب هاي آندي در بخش هايي از فلز خواهد شد. زنگ زدن حفره حفره اي مي تواند نتيجه اين عامل باشد بطوريكه عمر دستگاه را به شدت كاهش مي دهد.

در همين حين، قارچ ها مي توانند به چوب برج خنك كننده حمله كنند به طوري كه تخريب غير قابل جبران باشد و سازه را از بين ببرد، جلبك ها نواحي توزيع آب را مي بندند و عملكرد سيستم توزيع آب به شدت كاهش خواهد يافت كه براي مقابله بايد عمليات آبي در برج خنك كننده را مد نظر قرار داد.

هسته اصلي مقابله با ميكروارگانيسم ها، اضافه كردن بايوسايد اكسيد كننده است. توجه كنيد كه اضافه كردن بايوسايد بايد قبل از تشكيل لايه ميكروبيولوژيك در كندانسور ها، پكينگ ها و محل هاي ديگر باشد. سال ها بدين منظور از كلرين استفاده مي شد، جايي كه گاز كلرين به آب برج خنك كن اضافه مي شد و واكنش زير صورت مي گرفت:

Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl

HOCl هيپوكلروس اسيد، عنصر كشنده ميكرو ارگانيسم ها است، عملكرد اين تركيب به دليل pH و طبيعت تعادلي هيپوكلروس در آب است.

HOCl ⇔ H+ + OCl-

OCl- بايوسايد ضعيف تري از HOCl مي باشد، به اين دليل كه OCl- قدرت كمتري در نفوذ به ديواره سلول دارد. اثر كشندگي كلرين وقتي pH بالاي 7.5 برود به شدت كاهش مي يابد، بنابراين براي عمليات آبي با آلكالين، استفاده از كلرين موثر نخواهد بود.

مقدار استفاده از كلرين بستگي به مقدار آمونيا در آب دارد، كه با كلرامين رابطه معكوس دارد، به دليل مسائل محافظتي، در بسياري از كارخانجات، مايع سفيد كننده NaOCL جايگزين كلرين شده است.

جايگزين ديگر، برومين مي باشد، جايي كه كلرين اكسيدايزر و نمك بروميد ( معمولا سديم بروميد ) در آب جبراني تركيب شده و به برج خنك كن وارد مي شود. اين تركيب موجب بوجود آمدن هيپوبروموس اسيد HOBr مي شود كه قدرت كشندگي كمتري از HOCL دارد اما در pH آلكالين، موثر تر است.

كلرين دي اكسايد به دلايل مختلف بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد، قدرت كشندگي آن وابسته به pH نيست، با آمونيا واكنش نمي دهد و تركيبات ارگانيك هالوژني بوجود نمي آورد. دي اكسيد كلرين تاثير بيشتري در حمله به رسوبات بايو دارد.

ClO2 ناپايدار است و بايد در محل توليد شود، قبلا با تركيب NaCLO2 و كلرين آن را در محل بوجود مي آوردند.

2NaClO2 + Cl2 ® 2ClO2 + 2NaCl

اين تكنيك نياز به ذخيره مقاديري از مواد شيميايي خطرناك دارد و هزينه آن بيشتر از استفاده از سفيد كننده و حتي عمليات با برومين مي باشد. تكنولوژي جديدتري هم اكنون در دسترس است و آن طراحي بر اساس فرمول زير است.

NaClO3 + 1/2 H2O2 + 1/2 H2SO4 → ClO2 + 1/2 O2 + 1/2 Na2SO4 + H2O

كلرات سديم NaCLO3 به جاي كلرايت سديم هسته اصلي تركيب است. روش كنترل ميكروب ها روش مكمل بايوسايد غير اكسيدي مي باشد، به طور معمول، به صورت هفتگي نياز به اقدام مي باشد، در جدول زير خواص مواد شيميايي غير اكسيدي متداول آورده شده است.

ارزيابي دقيق انواع ميكروب ها در آب برج خنك كننده لازم است، تا بتوان بهترين و موثرترين بايوسايد را انتخاب كرد، هيچ كدام از اين تركيبات بدون تاييد و توصيه يك واحد طراحي معتبر نبايد مورد استفاده قرار گيرد و استفاده از آن ها بايد بر اساس قوانين حفاظت از محيط زيست انجام پذيرد.

مراقبت هاي حفاظتي در هنگام استفاده از مواد شيميايي بسيار با اهميت است، اين مواد شيميايي همانطور كه براي ميكروارگانيسم ها كشنده است مي تواند به سلول هاي انساني نيز حمله كند و خطرناك باشد. جهت مطالعه بيشتر به مطلب " كنترل شيميايي آب برج خنك كننده " مراجعه فرماييد.

https://badrantahvie.com/cooling-tower-microbiological-control/

كنترل شيميايي آب برج خنك كننده به جهت مقابله با رسوب داراي اهميت بالايي است، در برج هاي خنك كن كه از آب تازه استفاده مي كنند و هيچ نوع ماده شيميايي و عمليات آبي انجام نمي دهند، اولين ذراتي كه تشكيل مي شوند كربنات كلسيم CaCO3 هستند، يون هاي كلسيم +Ca2 تمايل به تركيب شدن با يون هاي بيوكربنات -HCO3 دارند، مخصوصا وقتي دما در كندانسور يا ديگر مبدل ها بالا مي رود. در اين مقاله به بررسي نحوه كنترل شيميايي آب كولينگ تاور مي پردازيم و راه ها و روش هاي مقابله با تشكيل رسوب را بررسي خواهيم كرد.

بررسي كنترل شيميايي آب برج خنك كننده

همانطور كه گفتيم در حضور گرما، يون هاي كلسيم با يون هاي بيوكربنات تركيب مي شوند:

Ca2+ + 2HCO3- + heat = CaCO3 + CO2 + H2O

در ميانه قرن قبل متداول ترين راه براي مقابله با رسوب و خوردگي تنها دو پروسه شيميايي بود، اولي استفاده از اسيد سولفوريك براي كنترل pH آب بين 6.5 تا 7 است كه اينجا اسيد، بيوكربنات را به دي اكسيد كربن تبديل مي كند كه سپس به صورت گاز فرار مي كند. دوم، سديم دي كرومات نيز به آب اضافه مي شد، كه كروميوم يك لايه بروي كربن استيل تشكيل مي دهد و خواصي مانند استنلس استيل به آن مي بخشيد.

اين روش عاقلانه نبود زيرا اسيد موجب خوردگي بسيار در قطعات برج خنك كننده مي شد. متاسفانه مواد شيميايي با پايه كرومات مي توانند هگزاولنت كروميوم +Cr6 توليد كنند، كه سمي مي باشد. استفاده از اين روش هم در سيستم هاي مدار باز و هم سيستم هاي مدار بسته كاملا منسوخ شد. روش ديگري جايگزين روش قديمي شد كه از مواد با پايه آلكالين استفاده مي شد، در اين روش از فسفات ارگانيك و غير ارگانيك ( فسفونات ها ) به همراه تركيبات پليمري براي جدا كردن و بهبود ذرات رسوب دهنده غير كربنات و همچنين دوز كمي از نمك روي استفاده مي شد.

در اين روش در رنج هاي متداول pH كم به زياد تا 8 ، مقدار خوردگي كاهش مي يافت اما همچنين تركيبات شيميايي بازدارنده خوردگي نيز در قطب هاي آنودي و كاتدي فلز اتفاق مي افتادند.

اين مواد شيميايي تشكيل كربنات كلسيم را به حداقل مي رساند، اما اگر خوب نظارت نشود مي تواند منجر به تشكيل كلسيم فسفات شود، براي همين دليل است كه تركيبات پليمري استفاده مي شود.

كمپاني هاي فعال در زمينه نظارت بر كنترل شيميايي آب برج خنك كننده، سيستم هاي نظارت پيچيده و برنامه هاي متفاوتي براي فسفات و فسفنات ها ارايه كرده اند اما مشكل جديدي بوجود آمده است، بسياري از منابع آب با فسفر آلوده شده و موجب رشد نسلي از جلبك هاي سمي شده است، بنابراين هيچ وقت نبايد آب آلوده شده به فسفر را به منابع آبي وارد كرد.

وقتي نوع عمليات آبي در برج خنك كننده را انتخاب مي كنيد، نرم افزار مدل سازي مي تواند كمك بزرگي بكند. تعداد معدودي از شركت هاي پيشتاز در تكنولوژي اين نرم افزار ها را طراحي و ارائه داده اند كه مي تواند جهت مدل سازي عمليات آبي مورد استفاده قرار گيرد.

دماي خشك شهر هاي ايران به عنوان يك پارامتر مهم در طراحي تجهيزات سرمايش در اين محاسبه گر ارائه گرديده است كه اطلاعات بيش از 450 شهر ايران را در خود جاي داده است، اين اطلاعات از ايستگاه هاي هواشناسي سراسر كشور ايران گرد آوري شده است. كشور ايران گرم و خشك است و بايد با طراحي و انتخاب صحيح تجهيزات ، مصرف انرژي را كاهش داد. دماي خشك محيط دماي قابل حس در هواي محيط است و عددي است كه جهت سنجش گرمي يا سردي هوا و روزانه در هواشناسي اعلام مي گردد. اعداد دماي خشك بر اساس فرمت 95 درصد به 5 درصد بدست آمده است به اين معني كه تنها در 5 درصد از اوقات سال ممكن است كه دماي خشك از اين عدد بالاتر برود و اين فرمت مناسبي براي طراحي است.

بررسي دماي خشك شهر هاي ايران

دماي خشك ( Dry bulb ) دمايي است كه بوسيله دماسنج در هواي آزاد اندازه گيري مي شود ، اين اندازه گيري بايد دور از تابش مستقيم نور خورشيد و رطوبت باشد، دماي خشك هوا به اختصار دماي هوا ناميده شده و دماي ترموديناميك است.

دماي خشك مقدار گرماي موجود در هوا را نشان مي دهد و رابطه مستقيم با ميانگين انرژي جنبشي مولكول هاي هوا دارد. معمولا دما در واحد هاي سلسيوس، كلوين و درجه فارنهايت اندازه گيري مي شود تبديل واحد دما

برخلاف دماي مرطوب ، دماي خشك مقدار رطوبت موجود در هوا را نشان نمي دهد و دماي خشك محور افقي جدول سايكرومتريك مي باشد. از دماي خشك محيط به عنوان مهمترين معيار در طراحي ساختمان ها و مراكز مسكوني و تجهيزات سرمايش و گرمايش، استفاده مي شود.

كشور ايران منطقه اي گرم و خشك است، همانطور كه در نقشه مشاهده ميفرماييد نيمه جنوبي كشور به دليل نزديك شدن به خط استوا و مجاورت خليج زيباي فارس، گرم تر از نيمه شمالي مي باشد، نواحي مركزي و شرقي كشور بياباني است و تنها در خط سلسله كوه هاي زاگرس و شمال كشور هوا خنك تر و معتدل مي باشد.

دماي خشك شهر تهران حدودا برابر 38 درجه سانتيگراد مي باشد ، اين دما ميانگين بالاترين دماي خشك هوا در شهر تهران مي باشد كه در طراحي تجهيزات سرمايش از قبيل چيلر ، فن كوئل ، هواساز مورد استفاده قرار مي گيرد. براي طراحي برج خنك كننده از دماي مرطوب استفاده مي شود و دماي خشك نقشي در طراحي كولينگ تاور ندارد.

در محاسبه گر بالا مي توانيد دماي خشك بيش از 450 شهر و منطقه كشور ايران را به دست آوريد، كشور ايران گرم و خشك مي باشد، در نقشه زير شرايط دمايي حاكم بر ايران را مشاهده مي فرماييد دماي مرطوب شهر هاي ايران

https://badrantahvie.com/drybulb-temperature-iran-cities/

تبخير آب در برج خنك كننده مقدار آبي است كه درهنگام فعاليت كولينگ تاور تبخير و به صورت بخار آب از دستگاه خارج مي گردد. برج هاي خنك كننده دستگاه هاي تبخيري هستند يعني عملكرد اين دستگاه بر اساس تبخير آب مي باشد. اين دستگاه سطح تماس و زمان تماس بيشتر ميان آب و هوا ايجاد مي كند كه موجب كاهش دماي آب مي شود. ميزان تبخير آب ارتباط مستقيم با توان خنك كاري دستگاه دارد هر چه دستگاه ابعاد بزرگتر و تناژ بيشتري داشته باشد ميزان تبخير صورت گرفته بسيار بيشتر خواهد بود. در محاسبه گر زير مي توان به صورت آنلاين مقدار تبخير آب در برج خنك كننده واحد زمان براي گرمترين روز تابستان در شهر مورد نظر را بدست آورد.

مكانيزم تبخير آب در برج خنك كننده

تبخير فقط از سطح آب انجام مي شود و در هر دمايي صورت مي گيرد، هر چه دماي آب بالاتر باشد و سطح آب گسترده تر باشد ميزان تبخير آب نيز بيشتر خواهد شد. وقتي مولكول هاي سطح آب انرژي لازم را كسب كنند مي توانند از سطح آب جدا شده و به شكل گاز وارد هوا شوند، هنگامي كه اين تبخير انجام شود با توجه به انرژي كه از آب گرفته شده است ميزان دماي مابقي آب كه به صورت سيال است كاهش مي يابد. به اين پديده سرمايش تبخيري ( Evaporative Cooling ) مي گويند و اين همان چيزي است كه در كولينگ تاور مورد استفاده قرار مي گيرد.

تبخير فقط از سطح آب انجام مي شود و در هر دمايي صورت مي گيرد، هر چه دماي آب بالاتر باشد و سطح آب گسترده تر باشد ميزان تبخير آب نيز بيشتر خواهد شد. وقتي مولكول هاي سطح آب انرژي لازم را كسب كنند مي توانند از سطح آب جدا شده و به شكل گاز وارد هوا شوند، هنگامي كه اين تبخير انجام شود با توجه به انرژي كه از آب گرفته شده است ميزان دماي مابقي آب كه به صورت سيال است كاهش مي يابد. به اين پديده سرمايش تبخيري ( Evaporative Cooling ) مي گويند و اين همان چيزي است كه در كولينگ تاور مورد استفاده قرار مي گيرد.

عوامل موثر بر تبخير آب عبارتند از:

• مقدار جريان هوا: اگر جريان هواي تازه ( غير اشباع ) بروي سطح آب وجود داشته باشد ميزان تبخير افزايش مي يابد و لايه مرزي نفوذ بخار آب در سيال كاهش مي يابد.
• سطح تماس: هر چه سطح تماس آب با هوا بيشتر باشد ميزان تبخير افزايش خواهد يافت.
• دماي آب: هر چه دماي سيال آب بالاتر باشد ميزان انرژي جنبشي آب بالاتر است و در نتيجه مولكول ها راحت تر از سطح سيال جدا شده و تبخير مي شوند . ( دماي مرطوب شهر هاي ايران  )
• ميزان اشباع بودن هوا : هر چقدر ميزان اشباع بودن هوا از بخار آب كمتر باشد تبخير راحت تر صورت مي گيرد، به عبارتي ميزان دماي مرطوب محيط اگر كمتر باشد تبخير بيشتر و آسان تر اتفاق مي افتد.

ميزان تبخير آب در برج خنك كننده با استفاده از اصول بالا، به دليل وجود فن هوا به جريان در آمده و همزمان در قسمت پكينگ ها سطح گسترده ميان آب و هوا بوجود مي آيد. در كولينگ تاور با افزايش جريان هوا ، سطح تماس و زمان تماس مقدار تبخير آب را افزايش مي دهيم.

تبخير آب در برج خنك كننده به مقدار زياد انجام مي شود و در حقيقت اساس كاركرد كولينگ تاور مي باشد، اين آب با گرفتن گرماي نهان و تبخير، موجب خنك شدن مابقي آب موجود در سيستم مي شود. مقدار گرماي مورد نياز جهت تبخير آب برابر 2260 كيلو ژول بر كيلوگرم يا 40.8 كيلو ژول بر مول آب مي باشد ، يعني اگر يك ليتر آب ( يك كيلوگرم ) در برج خنك كن تبخير شود به ميزان 2260 كيلو ژول گرما از آب دريافت مي كند و به اتمسفر وارد مي كند.

مصرف آب در برج خنك كن محدود به تبخير نيست و شامل مجموع تبخير، پرتاب و بلودان مي باشد، البته تبخير بيشترين مصرف آب در كولينگ تاور مي باشد، تعيين مقدار بلودان با توجه به طراحي عمليات آبي است و در اختيار كاربر مي باشد. ( محاسبه مصرف آب برج خنك كننده  )

M=E+D+B

M=Make up water m3/hr

E=Evaporation loss m3/hr

D=Drift loss m3/hr

B=Blow down m3/hr

جهت مطالعه بيشتر به مطالب " محاسبه آب جبراني برج خنك كن " و " كاهش مصرف آب برج خنك كننده " مراجعه فرماييد.

https://badrantahvie.com/evaporation-in-cooling-tower/

برج خنك كننده ابارا ساخت شركت مشهور ژاپني (Ebara) سازنده انواع دستگاه هاي تهويه مطبوع مي باشد. كولينگ تاور هايي كه از اين شركت در كشور ايران وارد و نصب گرديده است عموما از نوع فايبرگلاس جريان متقاطع ( مسير ريزش آب و جريان هوا به صورت متقاطع ) است ، توزيع آب در اين نوع كولينگ تاور به صورت ثقلي انجام مي شود و دستگاه مجهز به پكينگ پي وي سي فيلم با لبه داخلي قطره گير مي باشد. با توجه به گستردگي نصب اين نوع كولينگ تاور در سطح كشور لازم است اطلاعاتي در مورد لوازم و پكينگ اين نوع كولينگ تاور ارائه دهيم ، جهت تهيه پكينگ و ساير قطعات اين نوع كولينگ تاور با شركت بادران تهويه صنعت تماس حاصل فرماييد.

عملكرد برج خنك كننده ابارا

برج هاي خنك كننده ابارا جريان متقاطع هستند، آب از دو طرف قسمت فوقاني با جاذبه زمين به صورت ثقلي روي پكينگ ها رو به پايين حركت مي كند و هوا همزمان به وسيله مكش پروانه از دو لبه كنار به صورت افقي وارد مي شود، مسير آب و هوا در هنگام تماس با يكديگر به صورت متقاطع مي باشد، تبخير از روي پكينگ ها انجام مي شود.

مزاياي كلي برج خنك كن جريان متقاطع : اين نوع كولينگ تاور داراي ارتفاع ريزش آب زيادي مي باشد ، بنابراين آب به راحتي فرصت پيدا كرده تا با هوا تماس پيدا كرده تبخير شود و خنك كاري بيشتري صورت پذيرد. به دليل مسير متقاطع جريان هوا و آب ، امكان پرتاب قطرات آب از برج خنك كننده به حداقل ممكن رسيده و در نتيجه پرت آب در اين برج خنك كننده بسيار اندك است. نحوه ريزش آب در اين برج هاي خنك كننده به كمك گرانش انجام مي شود ، بنابراين سيستم توزيع آب ساده تر و داراي عمر بيشتري است.

در برج خنك كننده جريان متقاطع آب و هوا در يك مسير متقاطع با يكديگر تماس دارند، به همين دليل اين نوع برج خنك كننده جريان متقاطع ناميده مي شود. 

سيستم توزيع آب درابارا به صورت ثقلي مي باشد، آب با فشار پمپ از طريق لوله به بالاي تشت مي رسد و از طريق باكس توزيه به آرامي به روي سطح تشت توزيع پخش مي شود، زير تشت در رديف هاي متوالي سوراخ هايي وجود دارد كه آب به صورت قطره به سمت پايين و روي پكينگ ها حركت مي كند.

پكينگ برج ابارا

اين آب بروي پكينگ ها حركت مي كند همزمان هوا از لبه هاي كنار وارد دستگاه مي شود و از ميان صفحات پكينگ برج خنك كننده عبور مي كند، مبادله حرارت و جرم در ناحيه پكينگ صورت مي گيرد و بدينوسيله آب خنك مي شود و در تشت دستگاه جمع مي شود.

پكينگ برج ابارا نقش اصلي را در ايجاد سطح تماس ميان آب و هوا دارد و در حقيقت قلب دستگاه مي باشد، اين پكينگ از ورق هاي از جنس پي وي سي ساخته ميشود كه داراي گام و مشخصات مشخص و منحصر به فردي است، براي تهيه اين نوع پكينگ مطابق نمونه اصلي با شركت بادران تهويه صنعت تماس حاصل فرماييد.

در تصوير زير كاتالوگ برج خنك كننده ابارا ( سري MX ) را ملاحظه مي فرماييد. اين دستگاه ها را مي توان به صورت ماژولار در كنار يكديگر نصب شوند و به همين جهت فضاي كمتري اشغال خواهند كرد.

به دليل ورود هوا از دو طرف برج خنك كننده جريان متقاطع و بسته بودن دو طرف ديگر ، مي توان سلول هاي برج خنك كننده را به صورت مدولار در حالي كه فضاي كمي اشغال مي كنند در كنار هم و به صورت سري قرار داد. در دو طرف بسته دستگاه امكان تعبيه درب ورود وجود دارد بنابراين ورود اپراتور و تعميرات برج خنك كننده به درون دستگاه به راحتي امكان پذير است. معمولا به دليل ملاحضات مربوط به شكل گيري مسير جريان هوا و آب، ساختار دستگاه بزرگ تر است و ساخت اين دستگاه پر هزينه تر از برج خنك كننده جريان مخالف است.

https://badrantahvie.com/ebara-cooling-tower/

پرتاب آب در برج خنك كننده: به قطرات آبي گويند كه بوسيله جريان هوا به بيرون از برج خنك كننده پرتاب مي گردند. انتقال اين قطرات به بيرون برج خنك كننده علاوه بر اينكه باعث هدر رفت آب مي شود در عين حال باعث آلوده شدن محيط مي شود به طوريكه اگر در آب كولينگ تاور مواد شيميايي خطرناك يا باكتري لژوينلا باشد در محيط و فضا پخش شده و باعث بيمار شدن افراد مي شود، بيماري لژيونلا يكي از خطرناكترين بيماري ها است كه در مبتلايان باعث مرگ ميشود، در ادامه به بررسي نرخ پرتاب آب و همچنين راه هاي كنترل آن مي پردازيم.

پرتاب آب در برج خنك كننده و بيماري لژيونلا

قطره گير برج خنك كننده يكي از مهمترين بخش هاي كولينگ تاور براي تامين سلامتي و ايمني مي باشد، قطره گير ها آخرين سنگر محافظت انسان در برابر باكتري لژيونلا مي باشند. اين بيماري نوعي از سينه پهلو است كه توسط باكتري هاي بي هوازي به وجود مي آيد و در افرادي كه سيستم ايمني ضعيف دارند مي تواند موجب مرگ شود.

باكتري لژيونلا در آب و خاك زندگي مي كند ، رودخانه ها ، درياچه ها و خاك از جمله مكان هاي اين باكتري است كه به صورت محدود و اندك وجود دارد كه اين حضور محدود لژيونلا در طبيعت بي خطر است ولي وقتي آب گرم به همرا مواد مغزي و ميكروارگانيزم هاي ديگر وجود داشته باشد باكتري به شدت رشد كرده و خطر ايجاد مي كند. بيماري لژيونلا اولين بار در سال 1976 در فيلادلفيا مطرح شد كه سيستم آب هتل و بيمارستان به شدت به باكتري هاي لژيونلا آلوده شده بود و تعداد زيادي از افراد بر اثر بيماري كشته شدند. 

با بيماري لژيونلا در برج خنك كننده بوسيله دو عنصر مقابله مي شود:

• - برنامه عمليات آبي در برج خنك كننده به صورت منظم
• - طراحي صحيح و نصب قطره گير ها با شرايط مناسب

اگر به هر دليلي برنامه عمليات آبي به مشكل بخورد و قطع شود قطره گير ها آخرين سد در برابر باكتر هاي لژيونلا مي باشند. قطره گير ها قطعاتي هستند كه در مسير هاي خروج هوا ( يا ورود هوا ) از برج خنك كننده قرار مي گيرند و در حاليكه اجازه عبور هوا را مي دهند ولي قطرات آب را گرفتار كرده و به سيستم بازميگردانند. اگر قطرات ريز آب كه شايد حامل باكتري هاي كشنده بيماري باشند از برج خنك كننده خارج شوند ممكن است تا شعاع دو كيلومتر در هوا پرتاب شوند و بوسيله انسان ها استشمام شوند.

چه زماني نرخ پرتاب قطرات آب بيش از اندازه مي شود:

• - قطره گير ها در جاي مناسب نصب نباشد.
• - قطره گير ها شكسته شده باشد.
• - قطره گير ها گرفته شده و كثيف باشد.

بنابراين توصيه ميشود قطره گير ها در جاي مناسب قرار گيرد، به صورت منظم تميز شود و اگر شكسته شده تعويض شود.

نرخ پرتاب قطرات آب در كولينگ تاور

فرض كنيد يه دستگاه برج خنك كننده به ابعاد 2.4 متر در 2.4 متر به مدت 8 ساعت در روز كار كند، مقدار دبي 34.7 ليتر در ثانيه باشد بنابراين كل آب گردش يافته در 8 ساعت برابر يك ميليون ليتر خواد بود. در اينصورت:

• - اگر قطره گير ها صحيح و بسيار تميز در جاي مناسب باشد نرخ پرتاب برابر 0.001% خواهد بود يعني 10 ليتر در روز.
• - اگر قطره گير ها در حالت نرمال و معمولي نصب شده باشد نرخ پرتاب برابر 0.0002% خواهد بود يعني 20 ليتر در روز.
• - اگر قطره گير ها كثيف و گرفته باشد نرخ پرتاب برابر 0.0005% خواهد بود يعني 50 ليتر در روز.
• - ولي اگر قطره گير ها در جاي مناسب نباشد و يا شكسته باشد نرخ پرتاب حدودا برابر 0.02% يعني برابر 200 ليتر در روز خواهد بود.

در نظر داشته باشيد ، هر قطره اي كه به بيرون پرتاب شود ممكن است حامل باكتري لژيونلا باشد، بنابراين قطره گير ها نقش حياتي دارند. اگر مقدار 10 CFU/ml عدد مجاز لژيونلا باشد حالا اثر 10، 20، 50 يا حتي 200 ليتر در روز چه خواهد بود؟ اگر سلامتي انسانها به خطر بيافتد اين اعداد چه اهميتي پيدا مي كنند؟

طبق دستورالعمل مدت زمان دوره تميز كاري و بررسي قطره گير برج خنك كننده هر 3 ماه يكبار مي باشد. توصيه مي شود در هنگام تميز كاري دوره اي قطره گير ها تصاويري از آن ها تهيه شود و آرشيو شود تا در صورت لزوم بعدا بررسي شوند.

بنابراين شركت هاي سازنده كولينگ تاور بايد اهميت ويژه اي به قطره گير ها بدهند ، هر چه پرتاب آب كمتر باشد امكان انتشار بيماري كمتر خواهد بود.

بنابراين يك سيستم قطره گير خوب مزاياي زير را در بر خواهد داشت:

• - جلوگيري از انتشار باكتري لژيونلا
• - افزايش راندمان سيستم
• - كاهش مصرف آب
• - كاهش مصرف مواد شيميايي برج خنك كننده
• - جلوگيري از آسيب رسيدن به تجهيزات يا ساختمان هاي اطراف كولينگ تاور

پس اگر برج خنك كننده شما پرتاب بيش از اندازه دارد بلافاصله با شركت ما تماس بگيريد ، ما بهترين راه جلوگيري از پرتاب آب در برج خنك كننده را براي شما طراحي خواهيم نمود و بهترين نوع قطره گير ها را در اختيار شما قرار خواهيم داد.

https://badrantahvie.com/cooling-tower-drift-loss/

دماي مرطوب شهر هاي ايران به عنوان يك پارامتر مهم جهت طراحي برج خنك كننده در محاسبه گر بالا ارائه گرديد است كه اطلاعات بيش از 450 شهر ايران را شامل مي شود. اين اطلاعات از ايستگاه هاي هواشناسي سراسر كشور ايران گرد آوري شده است. كشور ايران در بخش گرم و خشك خاورميانه قرار دارد و از نظر بارندگي در سطح نيمه خشك و خشك است ، در نتيجه در شرايط تنش آبي قرار دارد و ميزان مصرف آب بسيار با اهميت است و بايد با طراحي و انتخاب صحيح تجهيزات ، ميزان مصرف آب و مصرف انرژي را كاهش داد. اعداد دماي مرطوب بر اساس فرمت 95 درصد به 5 درصد بدست آمده است به اين معني كه تنها در 5 درصد از اوقات سال ممكن است كه دماي مرطوب از اين عدد بالاتر برود و اين فرمت مناسبي براي طراحي است.

بررسي دماي مرطوب شهر هاي ايران

ايران داراي شرايط آب و هوايي شگفت انگيزي است به طوريكه همزمان در نقطه اي از كشور هوا گرم است و در نقطه اي ديگر هوا سرد و گاه اين اختلاف به 50 درجه سانتيگراد مي رسد ، گرمترين نقطه زمين در چند سال گذشته در كوير لوط ايران بوده است.

اين شرايط متفاوت دمايي ناشي از جغرافيايي طبيعي سرزمين اعم از كوه ها ، بيابان ها، رود ها ، دريا ها و درياچه ها مي باشد. ايران در وضعيت تنش آبي قرار دارد در نتيجه در كشوري با اين شرايط آب و هوايي نياز است كه تجهيزات بر اساس دماي همان محل مورد بهره برداري انتخاب گردد.

دماي مرطوب يا ( wet-bulb ) است يعني دماي يك حجم از هوا وقتي با تبخير آب و گرفتن گرماي نهان به رطوبت اشباع 100 درصد برسد و خنك شود. در حقيقت دماي مرطوب پايين ترين دمايي است كه به وسيله تبخير آب مي توان به آن رسيد و دماي مرطوب را به وسيله دماسنج دماي مرطوب اندازه مي گيرند همچنين مي توان دماي مرطوب را با داشتن دماي خشك و ميزان رطوبت نسبي به دست آورد، بنابراين در هوايي با رطوبت نسبي 100 درصد دماي خشك و دماي مرطوب با هم برابر است ، تحليل دما و رطوبت در نمودار سايكرومتريك امكانپذير است.

اساس طراحي در كولينگ تاور حداكثر دماي مرطوب برج خنك كننده مي باشد به طور مثال ، حداكثر دماي مرطوب تابستان در شهر تهران برابر 24 درجه سانتيگراد است كه با اين حساب در تابستان مي توان دماي آب برج خنك كن را تا 3 درجه بالاي دماي مرطوب يعني در حدود 27 درجه سانتيگراد پايين آورد.

كشور ايران داراي شرايط آب و هوايي شگفت انگيزي است به طوريكه همزمان در نقطه اي از كشور هوا گرم است و در نقطه اي ديگر هوا سرد و گاه اين اختلاف به 50 درجه سانتيگراد مي رسد ، گرمترين نقطه زمين در چند سال گذشته در كوير لوط ايران بوده است.

نقشه دماي مرطوب ايران 

در نقشه زير محدوده مناطق با دماي مرطوب نشان داده شده است، مناطق قرمز با دماي مرطوب بسيار بالا ، خطوط زرد مناطق با دماي مرطوب بالا و باقي به ترتيب بنفش ، سبز تيره ، سبز كم رنگ و مناطق با كمترين دماي مرطوب با خطوط آبي كمرنگ نشان داده شده است. در مناطق آبي، سبز كمرنگ ، سبز پر رنگ و رنگ بنفش ، برج خنك كننده راندمان بسيار خوبي خواهد داشت ولي در مناطق كنار درياي خزر و كناره هاي خليج فارس به دليل دماي مرطوب زياد استفاده از برج خنك كننده مشكل است.

همراهان گرامي در صورتيكه هرگونه مغايرتي در اطلاعات محاسبه گر دماي مرطوب شهر هاي ايران مشاهده كرده ايد و يا پيشنهادي داريد لطفا در قسمت زير با ما در ارتباط باشيد و ما را از نظرات ارزشمند خود مطلع سازيد.

https://badrantahvie.com/wetbulb-temperature-iran-cities/