طراحی برج خنک کننده

طراحی برج خنک کننده، تعیین ظرفیت براساس پارامترهای: حرارت آبگرم ورودی برج خنک کننده،  درجه ابسرد، دبی اب و دمای مرطوب محیط، محاسبه یا طراحی می‌شود. بنابراین اولین قدم برای طراحی، تعیین تناژ برودتی اولیه برج خنک کن میبایست چهار فاکتور نام برده شده ارائه شود. محل نصب بدون شک مهمترین عامل موثر طراحی برج خنک کننده نظیر انتخاب ساختار، مدار گردش سیال می‌باشد. کیفیت سیکل جبرانی، عدم کمبود تامین اب، رطوبت نسبی، دمای هوای خشک، ارتفاع یا محل قرارگیری ازجمله این موارد هستند. برای هر منطقه باتوجه به اکونومی آن، بایستی برجهای خنک کن منحصر بفرد با مکانیزم مناسب ترمودینامیکی محاسبه گردد. محاسبه طراحی کولینگ تاور شامل، گزینش استراکچر، مدار جریان آب، پمپ، سیکل جبرانی می‌شود. بخش تامین سیال ازدست رفته برمبنای مقدار تبخیر محاسبه می‌گردد.

تاثیر رطوبت بر طراحی برج خنک کننده

تعریف کولینگ تاور: نوعی مبدل برودتی که با ایجاد بستری مناسب سبب برخورد جریان آب و هوا می‌شود. پیرو مکانیزم بسترسازی، فرآیند کاهش دمای سیال رخ می‌دهد. درنهایت آبگرم ورودی به برج‌خنک کننده حرارت آن تقلیل، آبسرد لازم جهت خنک سازی روغن داغ تجهیزات صنعتی ارسال می‌شود. حال لازم است کمی بیشتر، مکانیزم جذب حرارت را بشناسید. تعریف هوای خشک: به جریان هوای اطراف دستگاه که دارای رطوبت نسبی یک درصد (نرمال) است، هوای خشک گویند. تعریف هوای مرطوب: هوایی که پس‌از جذب رطوبت سبب افزایش برودت محیطی می‌گردد.

طراحی برج خنک کننده باانواع سیکل گردش آب، مناسب برای مناطق شرجی نیست. رطوبت نسبی براحتی از طریق جدول سایکومتریک قابل دستیابی است. بعلت تبخیری بودن سیستم تبرید کولینگ تاور، هوای ورودی دارای رطوبت پایین باشد. بعبارتی هوای خشک محیط پس از ورود دستگاه بصورت هوا اشباع طی جذب رطوبت ازدهانه فن خارج می‌شود. بنابراین هوایی که ازقبل اشباع است نمی‌تواند رطوبتی را جذب، سبب کاهش دما گردد. برای طراحی برجهای خنک کن می‌توانید با کارشناسان شرکت CTR تماس حاصل نمائید.

انواع طراحی های برج خنک کننده

برپایه سازوکار هوادهی و طراحی لوورها، کولینگ تاور شامل دو مدل جریان مخالف، متقاطع است. براساس نحوه مدلسازی پانلها دارای دو مدل مخروطی و مکعبی میباشد. طراحی برج خنک کننده مخروطی، بویژه برای تهویه مطبوع مراکز خرید، مسکونی، ادارات پیشنهاد می‌گردد. برمبنای سیکل گردش آبگرم، شامل دو مدل مدار باز ویا بسته هست. برجهای خنک کن خشک جهت استفاده درمناطق کویری با مشکل کمبود آب طراحی شده، کاربردی دارند. مزیت این دستگاه رنج دمایی قابل تنظیم است. درحالیکه برجهای مرطوب با هرظرفیتی بین پنج تا هفت درجه اختلاف دمایی ایجاد می‌کنند. درخوشبینانه ترین حالت برج خنک کن مرطوب طراحی شده 10 درجه سبب افت حرارت می‌شود. درحالیکه کولینگ تاور هلر تا 30 درجه سانتی گراد می‌تواند افت دما ایجاد نماید.

اثرگذاری دمای ورودی خروجی بر محاسبات برج خنک کننده

یکی دیگراز فاکتورهای مهم محاسبات، طراحی برج خنک کننده میزان دمای آب داغ ورودی، درجه آبسرد خروجی است. درابتدا دو تعریف اپروچ و رنج را بررسی می‌کنیم. اختلاف دمایی میان سیال ورودی خروجی، اصطلاحاٌ رنج(Range) نام دارد. تفاوت دمایی بین آبسرد خروجی کولینگ تاور، هوای مرطوب را اپروچ(Approach) می‌نامند. طراحی و محاسبات برج خنک کننده درهر صورت  به شکلی است که تا 3 درجه بالاتر از دمای مرطوب، سیال را خنک می‌کند. بعبارتی بدترین حالت ممکن میزان اپروچ سه درجه را ایجاد می‌کند. هرچه مقدار رنج افزون تر، اپروچ کمتر باشد، توان حرارتی کولینگ تاور بیشتر می‌شود. بنابراین دو عامل نام برده شده محاسبات برج خنک کن تاثیرگذاراند.

اثربخشی میزان دبی بر طراحی برج خنک کننده

دبی سیال درگردش دیگر عوامل اثربخش در طراحی کولینگ تاور است. تعریف دبی: حجم آبی که در واحد زمان، از سطح مقطع لوله می‌گذرد، دبی حجمی سیال گویند. سرعت حرکت آب لوله بطور نرمال 1.5 متر برثانیه میباشد. برای مثال اگر دبی آب خنک شونده 20 متر مکعب در ساعت باشد، محاسبات، طراحی آن باید بگونه‌ای، بتواند مقدار دبی معین را کاهش دما دهد. جهت محاسبه دبی می‌توانید با کارشناسان شرکت برج خنک کن CTR تماس حاصل نمائید. بعنوان مثال، دبی لوله‌ای بسایز دو اینچ، سرعت خطی 1.5 متر برثانیه، 11 متر مکعب یا 3 لیتر در ثانیه دبی دارد.

محاسبه سیکل جبرانی کولینگ تاور

مهمترین قسمت هنگام طراحی برج خنک کننده محاسبه دقیق تبخیر سیال، مدار جبرانی دستگاه است. مقدار تعیین شده در فصول و شرایط جوی مختلف متفاوت می‌باشد. این مدار ازسه بخش بلودان، تبخیر آب، پرتاب قطرات تشکیل می‌گردد. اهمیت سیکل بهبود، در موازنه جرمی، ایجاد پایستگی چرخه نمایان می‌شود. سه روش جهت محاسبه مدار جبران وجود دارد. تخمینی(2 درصد حجم کل آب)، فرمولی، استفاده ازنرم افزارهای مهندسی نظیر water waste وجود دارد.

1.     معرفی بلودان برج خنک کننده

·       نام دیگر بلودان برج خنک کن: جریان تخلیه

·       تعریف: جریان تخلیه متناوب درصدی از سیال بمنظور عدم رسوبگذاری املاح موجود آب

·       میزان بلودان وابسته به کیفیت آب دردسترس، دمای ورود خروج سیال، درصد غلظت مواد رسوب پذیر

·       چنانچه در طراحی برج خنک کننده، بلودان بدرستی محاسبه نشود، احتمال گرفتگی افزایش می‌یابد.

·       طراحی بلودن بیش ازحد = مصرف آب جبرانی بالا

·       محاسبه بلودان کمتر ازحد استاندارد = افزایش ضریب تشکیل رسوبات

·       دارای دو مدل بلودان دستی، اتوماتیک

2.     معرفی محاسبه میزان تبخیر

·       دراثر مکش هوای القایی توسط فن، درصد معین ابگرم درتماس با هوا تبخیر می‌شود.

·       درنتیجه دمای ورود خروج سیال، گرمای محیطی، محل نصب موثر بر فرآیند تبخیر موثر هست.

·       تعیین دقیق مقدار سیال بخار شده، تاثیر بسیاری در طراحی سیستم جبران دارد.

3.     محاسبه فرایند پرتاب یا دریفت قطرات

·       تعریف: پرتاب قطرات بسمت حوض هوارسانی دراثر مکش پروانه

·       سرعت چرخش پروانه یا درواقع میزان RPM فن

·       تقریبا دو درصد مدار جبرانی متعلق به دریفت قطرات است.

·       با استفاده از قطره گیر می‌توان قطرات پرتاب شده را بداخل دستگاه برگرداند.

·       از اهداف شرکت برج خنک کننده CTR ساخت نرم افزار محاسبه کولینگ تاور میباشد.