شیوه های جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده چیست؟
در این مقاله از وب سایت شرکت مهتاب گستر شما را با روشهای مختلف جلوگیری از یخ زدگی و یخ زدن سیستم های سرمایشی به خصوص برج خنک کننده و چیلر آشنا خواهیم کرد پس در ادامه مقاله با ما همراه باشید . یکی از پرکاربرد ترین سیستم ها در صنعت، سیستم های سرمایشی همانند برج خنک کننده یا چیلر می باشد. در صنعت به منظور بالا بردن کارکرد هر دستگاهی و همچنین خنک کاری سیستم های مختلف از سیستم سرمایشی آب استفاده می کنند و آب به دلیل داشتن ظرفیت گرمایی فوق العاده نسبت به دیگر سیالات شاید بهترین و تنها گزینه در این سیستم ها باشد.
اگر چه آب بهترین سیال برای فرآیند ها سرماسازی و خنک کاری است ولی از طرفی نقطه انجماد پایینی دارد و نتیجتا یکی از معضلات اصلی در سیستم های سرمایشی نیز همین موضوع یخ زدن آب در سیستم می باشد. همانطور که می دانید سیستم های سرمایشی معمولا به دلیل اهمیت خنک کاری در فصول گرم یعنی تابستان طراحی می شوند و در زمستان یا ماه های سرد سال آبی که در جریان سیستم قرار دارد در ساعاتی دچار یخ زدگی می شوند. برای جلوگیری از این موضوع راهکارهایی ارائه می شود که در زیر به چند مورد از مهمترین این راهکار ها اشاره می کنیم:
– استفاده از سیستم هیتر ترموستات در سیستم های خنک کننده.
– استفاده از سیستم هیتر سنسوردار در برج خنک کننده.
– تزریق موادی که نقطه انجماد آب را کاهش می دهند همانند اتیلن گلیکول یا ضد یخ
استفاده از سیستم هیترترموستات : استفاده از یک هیتر در سر راه خروجی دستگاه های خنک کننده یعنی برج خنک کننده تراکمی و چیلر شاید بهترین راه حل برای حل این مشکل است . روند کارکرد این سیستم بدین شکل است که ترموستات به شکل وصل کن و قطع کن هیتر عمل می کند و خود ترموستات نیز عملکردی نظیر انبساط فلزات را دارد.
استفاده از سیستم هیتر سنسوردار : استفاده از این موضوع یک مزیت و برتری دارد آن هم این است که همانند سیستم ترموستات تعیین دمای خروجی با محدودیت همراه نیست و حتی در سیستم هایی که نمی خواهند دمای خروجی آب سرد از دمای خاصی بیشتر کاهش پیدا کند از این موضوع استفاده می کنند و آن هم با این عملکرد که دو سنسور تحت عنوان سنسور وصل کننده و سنسور قطع کننده در سر راه خروجی آب سرد برج خنک کننده یا چیلر قرار می گیرند و سنسور وصل کننده بعد از کاهش یافتن دمای آب به دمای تعیین شده دستور وصل هیتر را صادر می کند.
استفاده از ضد یخ : شاید بدترین مورد در کنترل دمای خروجی برج خنک کننده صنعتی و جلوگیری از یخ زدگی سیستم ها سرمایشی استفاده از ضد یخ یا اتیلن گلیکول است . استفاده از ضد یخ خب مزیتی که دارد کاهش نقطه انجماد و جلوگیری از یخ زدن آب می باشد ولی مشکلی که ایجاد می کند
این است که ظرفیت گرمایی ویژه آبی که با آن مخلوط می شود را تا 30 درصد نیز کاهش می دهد و این موضوع باعث می شود راندمان برج خنک کننده به نسبت تعیین شده تا حدود 25 درصد نیز کاهش پیدا کند . البته معایب دیگری در استفاده از ضد یخ وجود دارد از جمله ایجاد رسوبات بر روی سطوح خنک کننده و یا کویل و نیز گرفتگی نازل ها و همچنین کاهش سطح مفید سرمایش در برج خنک کننده می باشد .
مهتاب گستر بزرگترین تامین کننده تجهزات برودتی در ایران
هدف از این مقاله در وهله اول، بررسی مشکلات آب و هوای سرد در برج های خنک کننده مدار باز مرتبط با چیلر های آب خنک، که دارای بهینه ساز آبی هستند می باشد. برج های خنک کننده مدار بسته و کندانسور های تبخیری دارای شرایط ویژه ای هستند که بحث آن از حوصله این مقاله خارج می باشد.
در مناطق با آب و هوای سردتر، بسیاری از طراحان و اپراتورها با کارکرد برج های خنک کننده در دماهای پایین تر از دمای انجماد آب مواجه هستند. با رعایت برخی از دستورالعمل های عملیاتی ساده، برج های خنک کننده می توانند در شرایط بسیار سرد (15- درجه سانتی گراد / 5 درجه فارنهایت) به صورت موفقیت آمیز و بدرستی عمل کنند، همانگونه که در عکس نشان داده شده است .
در صورتیکه بیش از 24 ساعت دمای هوای مرطوب کمتر از 32 درجه فارنهایت یا 0 درجه سانتی گراد باشد شرایط انجماد پایدار شناخته می شود. سرعت باد و برخی عوامل را نیز باید مد نظر داشت. به طور کلی هنگامی که شرایط آب و هوایی برای مدت بیش از 24 ساعت دما زیر 32 درجه فارنهایت پیش بینی شود، اپراتور برج خنک کننده باید استراتژی انجمادی را اجرا نماید. ترجیها این استراتژی باید در طراحی مد نظر قرار گرفته و در هر زمان قابل اجرا و استفاده باشد.
در مقایسه با سیستم های تهویه مطبوع، مراکز صنعتی سالیانه بطور مداوم با حداکثر ظرفیت فعالیت می کنند که در نتیجه ابعاد و سایز کولینگ تاور باید در شرایط آب و هوایی سرد بهینه سازی شود. این مسئله میتواند موجب افزایش ظرفیت برج خنک کننده در شرایط آب و هوایی گرم گردد. برج های خنک کننده ای که در حالت بهینه کار می کنند باید دمای آب تولیدی را برابر یا کمتر از دمای مورد نیاز چیلر کنند، در غیر این صورت باید همان دمای متداول را تولید کنند.
نکته قابل توجه این است که هنگامی که چنین منبع تولید حرارت با حداکثر ظرفیت کار می کند، (معمولا در سال های اولیه بهره برداری این امر متداول است)تاثیر چشمگیری بر افزایش ابعاد برج خنک کننده در شنگهداری برج خنک کننده در زمستان برای واحد هایی که در مناطق سردسیر مورد استفاده قرار می گیرند یا واحد هایی که در زمستان به فعالیت خود ادامه می دهند، دارای اصول مهمی می باشد که باید در مورد آنها رعایت شود.
در هنگام استفاده از کولینگ تاور اگر دمای مرطوب محیط به مدت 24 ساعت کمتر از صفر درجه سانتیگراد باشد، در این صورت ما این حالت را ”شرایط یخ زدگی پایدار” می نامیم. تجربه نشان داده است که را می توان تا دمای منفی 15 درجه سانتیگراد با موفقیت مورد استفاده قرار داد. در ادامه این مقاله قصد داریم تا به بررسی نکات مهم برای نگهداری برج خنک کننده در زمستان بپردازیم.
اصول نگهداری برج خنک کننده در زمستان
با توجه به اینکه طراحی برج خنک کننده بر اساس شرایط گرمای تابستان صورت می گیرد پس این انتخاب برای عملکرد در زمستان بسیار بیشتر از ظرفیت مورد نیاز است. با این اوصاف برج های خنک کننده به خوبی در سراسر دنیا در دمای بسیار پایین به کار گرفته شده اند، ولی لازم است نکات مهمی مد نظر باشد که به بررسی آن می پردازیم.
- هرگز برج خنک کننده را بدون بار حرارتی راه اندازی نکنید. زیرا بدون بار حرارتی آب به سرعت یخ می زند.
- هر گاه نیاز بود از بای پس برای بالا بردن دمای آب استفاده کنید. اگر دمای آب بسیار پایین رفت برای جلوگیری از یخ زدن آب برج خنک کن با استفاده از طراحی بای پس، به سرعت آب گرم را مستقیم به تشت برج خنک کننده وارد کنید. می توان جهت کنترل اتوماتیک از سنسور دما و شیر برقی استفاده نمود.
- در هنگامی که فرآیند یخ زدن آب و پکینگ برج خنک کننده آغاز شود، باید ابتدا فن برج خنک کننده را خاموش کرد تا دمای آب خروج بالا برود. اگر خاموش کردن فن کارساز نشد، باید برای مدت محدود و تحت نظارت فن را به صورت برعکس راه اندازی کرد تا با راندن هوای گرم به سمت پایین یخ های ایجاد شده در قسمت پکینگ برج خنک کن، لوور برج خنک کننده و تشت برج خنک کننده را از بین ببرد.
- برای می توان از تشت خشک در برج خنک کن استفاده کرد؛ به این معنی که با قراردادن تانک ذخیره برای آب برج خنک کننده می توان تمام آب کولینگ تاور را با گرانش به تانک منتقل کرد.
- برای نگهداری برج خنک کن در زمستان در شرایط یخ زدگی پایدار نباید دستگاه به مدت چند روز و بدون نظارت زیر بار برود، نظارت مداوم از جمله نکات مهم نگهداری کولینگ تاور در زمستان می باشد.
راه های جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده در زمستان
کنترل میزان دبی هوای ورودی ابزار با ارزشی برای کنترل میزان یخ زدگی در برج خنک کننده است. بوسیله این ابزار می توان در زمستان میزان هوای سرد وارد شده به برج خنک کن را کاهش داد.
در برج های خنک کننده ای که جهت فعالیت در زمستان طراحی می شوند، سیستم توزیع آب باید طوری طراحی شود که امکان تغییر و تمرکز پاشش آب به کناره ها را داشته باشد.
نکات قابل توجه در زمان فعالیت برج خنک کننده در زمستان
اگر قرار باشد برج خنک کننده در زمستان (بخصوص در دمای زیر صفر) نیز به فعالیت خود ادامه دهد باید به نکات زیر دقت شود. ابتدا باید تمام لوله ها، شیرها، تشت زیرین و کلیه قسمت هایی که در معرض هوای سرد قرار دارند تخلیه شوند تا از یخ زدن آنها در هوای سرد و زمانی که دستگاه خاموش است، جلوگیری شود. سپس نکات زیر رعایت شود.
- گردش باز آب در برج خنک کننده
اگر قرار است برج خنک کن در دمای زیر صفر کار کند، باید با یک روش کنترل ظرفیت دمای آب خروجی از برج را بالاتر از نقطه صفر قرار داد. همچنین بازرسی منظم عملکرد دستگاه، حائز اهمیت است. برای به حداقل رساندن امکان یخ زدگی در برج های با بادزن مکشی سانتریفوژ، باید از دامپرهای کنترل ظرفیت استفاده شود.
- گردش بسته آب در یک سردکننده تبخیری مدار بسته
در این نوع برج های خنک کن، با گرم نگه داشتن مایع مبدل حرارتی می توان در برابر هوای سرد از سیستم محافظت کرد.
روش های گرم نگهداشتن مایع مبدل حرارتی برج خنک کننده
- روش اول و بهترین روش استفاده از مایع ضد یخ است. به شرطی که وجود این مایع خللی در عملکرد برج ایجاد نکند.
- روش دوم گرم نگه داشتن مایع مبدل حرارتی به هر نحو است، اما باید حتما در مورد مقدار این حرارت با کارخانه سازنده برج خنک کننده مشورت نمایید.
عایق کاری تمام سیستم لوله کشی ورودی و خروجی برج خنک کننده از موارد مهم دیگر نگهداری از این نوع سیستم است. همچنین نصب یک لوله تخلیه آب اضطراری در مواقعی که دمای هوا زیر صفر است و برق دستگاه قطع می شود، ضروری است.
- آب تشت در برج خنک کن یا خنک کننده تبخیری مدار بسته
حفاظت از آب درون تشت زیرین برج خنک کننده مدار بسته در مقابل سرما و یخ زدگی بسیار مهم است. بهترین روش محافظت از آن استفاده از یک مخزن آب گرم کمکی در یک فضای گرم است. معمول ترین روش گرم کردن آب درون این تشت استفاده از گرمکن الکتریکی، کویل های بخار و آب داغ غوطه ور در آب تشت می باشد. قیمت برج خنک کننده مدار بسته با توجه به نوع این دستگاه و ظرفیت های مختلفی که تولید میشود متفاوت است. دستگاه برج خنک کننده از اجزای ریز و درشت مختلفی تولید میشود که برخی از آن ها نمونه داخلی نداشته و وارداتی می باشند.