دبی برج خنک کننده چیست؟
اگر دبی هوا کم باشد، کولینگ تاور عملکرد خود را از دست خواهد داد و در صورتی که دبی بیشتر از حد طراحی باشد، موجب پرتاب آب زیاد و مصرف بیش از اندازه ی انرژی می شود. ما در این مقاله از قصد داریم تا درباره میزان دبی هوا در برج خنک کن و پارامترهایی که بر روی آن تاثیر می‌گذارند، مطالبی را بیان کنیم.
بررسی مقدار دبی هوا در برج خنک کننده
دبی هوا در کولینگ تاور تابع روش طراحی، هندسه دستگاه، میزان دبی آب و تناژ دستگاه است و توسط کارشناس محاسبه و تعیین می گردد
به طور مثال در برج های خنک کننده سری RF مقدار نسبت دبی آب به دبی هوا برابر 0.002 طراحی شده است. یعنی اگر مقدار دبی آب در برج خنک کن 400 تن مدل RF-400 برابر 1400 گالن در دقیقه یا 320 متر مکعب در ساعت باشد، بنابراین میزان دبی هوا به طور تقریبی با استفاده از نسبت 0.002 برابر 155555 متر مکعب در ساعت یا 91500 فوت مکعب در دقیقه خواهد بود که مطابق عدد جدول مشخصات فنی برج خنک کن است. بنابراین مقدار دبی هوا بر اساس روش طراحی، سایز و هندسه دستگاه، میزان دبی آب و سایر پارامترهای اثرگذار محاسبه می شود.
کاتالوگ برج‌های خنک کننده
روش های افزایش دبی هوا در برج خنک کن
اکنون باید دریابیم که چگونه می توان دبی هوا را در برج خنک کن افزایش داد؟ برای این کار دو روش وجود دارد.
- روش اول اینکه می‌توان قطر پروانه را افزایش داد که نیاز به الکتروموتور قوی تر و در نتیجه افزایش دبی هوا خواهد شد.
در روش دوم، افزایش زاویه بلید (پره) است که در این صورت هم مقدار دبی هوا در برج خنک کننده افزایمحاسبه دبی آب در برج خنک کننده به معنی مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده در واحد زمان که به وسیله پمپ به جریان می افتد، می باشد. معمولاً مقدار دبی آب در برج خنک کن با واحد (m3/hr) مترمکعب در ساعت یا گالن بر دقیقه (gpm) نشان داده می شود.
بررسی نحوه محاسبه مقدار دبی آب در برج خنک کننده
دبی آب در برج خنک کننده
اشاره کردیم که هنگام طراحی برای هر کولینگ تاور، یک مقدار دبی اسمی تعریف می گردد. در هنگام راه اندازی پکینگ در برج های خنک کننده باید حتماً دبی نزدیک به دبی اسمی در برج خنک کننده به جریان بیافتد تا برج خنک کننده عملکرد مناسبی داشته باشد.
اگر دبی به جریان افتاده از دبی اسمی طراحی کمتر باشد، آب در برج خنک کننده به درستی توزیع نمی شود و در نتیجه هوا از نواحی دیگر فرار کرده و دستگاه عملکرد خود را از دست می دهد. در صورتی که دبی به جریان افتاده از دبی اسمی بیشتر باشد، این دبی بیش از اندازه فرصت تبادل جرم و حرارت میان آب و هوا را نمی دهد و به اصطلاح برج خنک کننده را خفه می‌کند، پس حتماً دبی در گردش باید به دبی اسمی نزدیک باشد.
در طراحی هر برج خنک کننده یک دبی اسمی طراحی می گردد که برای عملکرد مناسب دستگاه دبی آب در برج خنک کننده باید نزدیک به دبی اسمی طراحی شده باشد.
دبی آب در برج خنک کن با افزایش قدرت پمپ قابل افزایش است که برای افزایش دبی آب باید به اتصالات برج خنک کن نیز توجه نمود. معمولاً بر اساس استاندارد مقدار سرعت آب درون اتصالات برج خنک کننده 2.5 تا 3 متر در ثانیه در نظر گرفته می شود.
برای تعیین مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده، به طور مثال در یک لوله 4 اینچ مقدار سطح را در مقدار سرعت ضرب نموده به عدد 0.02 متر مکعب در ثانیه می رسیم که برابر است با 72 متر مکعب در ساعت یا 320 گالن بر دقیقه که با و مقدار اعلام شده در مشخصات فنی متناسب است.
محاسبه دبی آب برج خنک کننده
در حالت کلی به مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده در یک واحد زمان گفته می شود که به وسیله پمپ به جریان می افتد. برای هر برج خنک کننده هنگام طراحی برج، یک مقدار دبی اسمی تعریف می شود. در زمان راه اندازی اگر بخواهیم برج از عملکرد خوبی برخوردار باشد، باید دبی به دبی اسمی که هنگام طراحی تعیین شده نزدیک باشد.
دبی اسمی در برج خنک کننده در واقع میزان فلو مجاز گردش آب در یک دستگاه کولینگ تاور با ظرفیت معین می باشد. در واقع همانطور که واضح است دبی اسمی برج خنک کننده وابسته به سایز اتصالات، سرعت چرخش و فشار مجاز آب، تعداد و نوع نازل برج خنک کننده تعیین می گردد.
در واقع دبی اسمی یکی از مهمترین فاکتورهای انتخاب برج خنک کننده است. در هنگام انتخاب برج خنک کننده باید دبی آب در گردش سیستم طراحی شده از دبی اسمی برج خنک کننده در نهایت 10 الی 15 درصد متغیر باشد.
به ازای یک ظرفیت معین از کولینگ تاور، با افزایش میزان دبی آب در گردش در برج خنک کندمای آب خروجی از برج خنک کننده به دمای مرطوب محیط نزدیک تر خواهد شد. بنابراین در نواحی با رطوبت بالا (نواحی شرجی)، معمولاً باید از مقدار جریان آب در گردش بیشتری نسبت به دبی جرمی در سیستم استفاده کرد.
نحوه محاسبه دبی اسمی آب برج خنک کننده
به منظور محاسبه دبی اسمی پکینگ نت اسپلش باید به نکات اساسی توجه کرد. نکات مهمی مثل انتخاب صحیح پمپ، سایز لوله کشی و اتصالات داخلی بین برج خنک کن و دستگاه های گرمازا که تأثیر زیادی از دبی آب در گردش دارد. محاسبات اشتباه پمپ سیرکولاتور و همچنین انتخاب نادرست سایز لوله کشی باعث می شود تا مشکلات زیادی از جمله فشار به پمپ و ایجاد کاویتاسیون بوجود آید.
نکات مهم در محاسبه دبی اسمی آب برج خنک کننده
ظرفیت کولینگ تاور در واقع بیانگر این است که چه میزان حرارت باید از آب در یک واحد زمانی مشخص گرفته شود تا دمای مطلوب حاصل گردد. به عبارتی دیگر رابطه بین ظرفیت و دبی آب کولینگ تاور رابطه مستقیم می باشد. بنابراین با افزایش ظرفیت برودتی دبی آب درگردش، در برج خنک کننده نیز افزایش خواهد یافت.
- قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده
قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده در واقع بیانگر میزان سطح عمودی عبور آب در کولینگ تاور است. هر سایز اتصالات ورودی ، دارای محدوده استانداردی در گذر جرمی آب می باشد.
- سرعت و فشار استاندارد آب ورودی برج خنک کننده
سرعت و فشار استاندارد چرخش آب در برج خنک کننده در واقع بیان کننده پارامتر مهمی در برج می باشد. در واقع در صورت کاهش یا افزایش سرعت و فشار استاندارد آب، مشکلات بسیاری در نحوه عملکرد برج خنک کننده ایجاد خواهد شد. سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده باید بین 2 الی 6 فوت بر ثانیه در نظر گرفته شود.
معایب افزایش و کاهش سرعت و فشار از حالت استاندارد
- الف) کاهش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده
کاهش سرعت و فشار جریان آب در گردش در برج خنک کننده (کاهش دبی برج خنک کننده) باعث تبدیل جریان آب از حالت آشفته به حالت آرام می گردد. در این حالت عدد رینولدز در آب به شدت دچار افت شده و در عمل، کاهش پیدا می کند.
- ب) افزایش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده
افزایش سرعت و فشار جریان ورودی در برج خنک کننده یا به عبارتی افزایش دبی آب کولینگ تاور، سبب کاهش میزان زمان جهت انتقال حرارت در کولینگ تاور می شود. به بیان ساده‌تر، اگر دبی آب برج از میزان معینی (محدوده دبی اسمی) گذر کند، نتیجه آن اختلال در عملکرد صحیح برج خنک کننده خواهد بود. براساس همین سرعت خطی مجاز آب در گردش در کولینگ تاور و باتوجه به سایز اتصالات به راحتی می توانیم دبی آب در گردش برج خنک کننده را طراحی نمود.
در پایان به این نتیجه می رسیم که دبی کولینگ تاور عامل تعیین کننده تعداد و نوع نازل ها در کولینگ تاور می باشد. دبی برج خنک کن در واقع تاثیر مستقیم بر روی اتصالات ورودی و خروجی آب دارد. به این معنی که هرچه میزان دبی برج خنک کن افزایش یابد، سایز و قطر فلنچ ها و انشعابات داخلی برج خنک کننده نیز تغییر خودبی برج خنک کننده
بنابراین دبی برج خنک کننده عامل تعیین کننده تعداد و نوع نازل ها در کولینگ تاور می باشد. دبی برج خنک کننده در واقع تاثیری مستقیمی نیز بر اتصالات ورودی و خروجی آب دارد . هرچه میزان دبی برج خنک کننده افزایش یابد سایز و قطر فلنچ ها و انشعابات داخلی برج خنک کننده نیز تغییر خواهد کرد.
دبی اسمی برج خنک کننده
دبی اسمی در برج خنک کننده در واقع میزان فلو مجاز گردش آب در یک دستگاه کولینگ تاو با ظرفیت معین می باشد . در واقع همانطور که واضح است دبی اسمی برج خنک کننده وابسته به سایز اتصالات ، سرعت چرخش و فشار مجاز آب ، تعداد و نوع نازل برج خنک کننده تعیین می گردد .
در واقع دبی اسمی یکی از مهمترین فاکتورهای انتخاب برج خنک کننده می باشد. در هنگام انتخاب برج خنک کننده باید دبی آب در گردش سیستم طراحی شده از دبی اسمی برج خنک کننده نهایتا 10 الی 15 درصد متغیر باشد. در صورت مغایرت دبی اسمی در برج خنک کننده با دبی آب درگردش سیستم ، توصیه می شود مراتب را به واحد تولید شرکت اطلاع داده تا با تغییر سیستم پاشش آب () دبی اسمی برج خنک کننده با دبی آب درگردش به توازن تقریبی دست یابد.
همانطوری که توضیح داده شد به ازای یک ظرفیت معین از کولینگ تاور، با افزایش میزان دبی آب در گردش در برج خنک کننده دمای آب خروجی از برج خنک کننده به دمای مرطوب محیط نزدیک تر خواهد شد. بنابراین در نواحی با رطوبت بالا (شرجی) معمولا بایستی از مقدار جریان آب در گردش بیشتری نسبت به دبی جرمی در سیستم استفاده نمود . خرید پکینگ رندوم اسپلش و برودتی باید مطابق با اصول استاندارد طراحی صورت پذیرد.
نحوه محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده
به منظور محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده باید به نکات اساسی و مهم تأثیرگذار در این پارامتر دقت نمود. انتخاب صحیح پمپ، سایز لوله کشی و اتصالات داخلی بین برج خنک کن و دستگاه های گرمازا تأثیر زیادی از دبی آب در گردش دارد. محاسبه ناصحیح پمپ سیرکولاتور و انتخاب نادرست سایز لوله کشی می تواند مشکلات زیادی از جمله فشار به پمپ و ایجاد کاویتاسیون اتفاق بیوفتد. از جمله نکات مهم و کلیدی در محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود.