پرتاب آب در برج خنک کننده فایبر گلاس، به قطرات آبی گویند که بوسیله جریان هوا به بیرون از برج خنک کننده پرتاب می‌گردند. انتقال این قطرات به بیرون برج خنک کننده علاوه بر اینکه باعث هدر رفت آب می‌شود در عین حال باعث آلوده شدن محیط می شود؛ به طوریکه اگر در آب کولینگ تاور، مواد شیمیایی خطرناک یا باکتری لژوینلا باشد در محیط و فضا پخش شده و باعث بیمار شدن افراد می شود. بیماری لژیونلا یکی از خطرناکترین بیماری ها است که در مبتلایان باعث مرگ می شود. در این مقاله از سری مقالات سایت قصد داریم تا در مورد پرتاب آب در برج خنک کننده مطالبی را بیان نماییم. پس با ما همراه باشید.
پرتاب آب در برج خنک کننده و بیماری لژیونلا
یکی از مهمترین بخش‌های کولینگ تاور برای تامین سلامتی و ایمنی می باشد. قطره گیرها آخرین سنگر محافظت انسان در برابر باکتری لژیونلا می باشند. این بیماری نوعی از سینه پهلو است که توسط باکتری های بی هوازی به وجود می آید و در افرادی که سیستم ایمنی ضعیف دارند، می تواند موجب مرگ انسان شود.
باکتری های لژیونلا
رودخانه ها، دریاچه ها و خاک از جمله مکان های زندگی باکتری لژیونلا است که به صورت محدود و اندک وجود دارد. البته این حضور محدود لژیونلا در طبیعت بی خطر است، ولی وقتی آب گرم به همرا مواد مغزی و میکروارگانیزم های دیگر وجود داشته باشد، باکتری سریعاً رشد کرده و خطراتی را ایجاد می‌کند. بیماری لژیونلا اولین بار در سال 1976 در فیلادلفیا در سیستم آب هتل و بیمارستان مطرح شد که به شدت به باکتری های لژیونلا آلوده شده بودند و افراد زیادی بر اثر بیماری جان خود را از دست دادند.به 2 روش مقابله می شود:
اگر به هر دلیلی برنامه عملیات آبی به مشکل بخورد و قطع شود، قطره گیرها آخرین سد در برابر باکتری های لژیونلا می باشند. قطره گیرها قطعاتی هستند که در مسیرهای خروج یا ورود هوا از برج خنک کننده قرار می گیرند و در حالیکه اجازه عبور هوا را می دهند، قطرات آب را گرفتار کرده و به سیستم باز می گردانند.در صورتی که قطرات ریز آب که ممکن است حامل باکتری های کشنده بیماری باشند از کولینگ تاور خارج شوند، ممکن است تا شعاع دو کیلومتر در هوا پرتاب شوند و بوسیله انسان ها استشمام شوند.
تولید کننده و سازنده کولینگ تاور
شرکت های تولید کننده برج خنک کننده، سازندگان برجهای خنک کن در ایران نیز بر این باور هستند که نسل های جدید برجهای خنک کننده می تواند با کاهش میزان مصرف آب، گام بزرگی را در مسیر جبران کمبود آب در کشور ایران بردارند. بنابراین طراحی، ساخت و تولید برجهای خنک کننده سیستم هیبردی و یا مداربسته خشک روز به روز با تغییرات طراحی بسیاری مواجه می شود و سازندگان و تولید کنندگان برجهای خنک کن در این زمینه پژوهشهای متعددی را انجام داده اند.
نرخ پرتاب قطرات آب در کولینگ تاور
فرض کنید یه دستگاه به ابعاد 2.4 متر در 2.4 متر به مدت 8 ساعت در روز کار کند. مقدار دبی 34.7 لیتر در ثانیه باشد. بنابراین کل آب گردش یافته در 8 ساعت برابر یک میلیون لیتر خواد بود. در این صورت:
- اگر قطره گیرها صحیح و بسیار تمیز در جای مناسب باشد، نرخ پرتاب آب برابر 0.001% خواهد بود؛ یعنی 10 لیتر در روز.
- اگر قطره گیرها در حالت نرمال و معمولی نصب شده باشد، نرخ پرتاب آب برابر 0.002% خواهد بود؛ یعنی 20 لیتر در روز.
- اگر قطره گیرها کثیف و گرفته باشد، نرخ پرتاب آب برابر 0.005% خواهد بود؛ یعنی 50 لیتر در روز.
- ولی اگر قطره گیرها در جای مناسب نباشند و یا شکسته باشند، نرخ پرتاب آب حدودا برابر 0.02% یعنی برابر 200 لیتر در روز خواهد بود.
دلایل افزایش نرخ پرتاب آب از کولینگ تاور
نرخ پرتاب قطرات آب در کولینگ تاور زمانی بیش از اندازه می‌شود که موارد زیر اتفاق بیفتند:
- قطره‌گیرها در جای مناسب نصب نباشد
- قطره‌گیرها شکسته شده باشد
- قطره‌گیرها گرفته شده و کثیف باشد
بنابراین توصیه می شود قطره گیرها در جای مناسب قرار گرفته، به صورت منظم تمیز شوند و اگر زمانی شکستند، نسبت به تعویض آنها اقدام شود تا میزان پرتاب آب در برج خنک کننده به حداقل برسد.در نظر داشته باشید هر قطره آبی که به بیرون برج خنک کننده پرتاب شود، ممکن است حامل باکتری لژیونلا باشد. بنابراین قطره گیرها نقش حیاتی در کنترل این بیماری دارند. اگر مقدار 10 CFU/ml عدد مجاز لژیونلا باشد، در این صورت اثر 10، 20، 50 یا حتی 200 لیتر در روز چه خواهد بود؟ اگر سلامتی انسان ها به خطر بیافتد این اعداد چه اهمیتی پیدا می کنند؟
طبق دستورالعمل، مدت زمان دوره تمیزکاری و بررسی هر 3 ماه یک بار می‌باشد. همچنین توصیه می شود در هنگام تمیزکاری دوره‌ای قطره گیرها، تصاویری از آنها تهیه و آرشیو شود تا در صورت لزوم بعداً مورد بررسی قرار گیرند.با توجه به موضوعات مطرح شده، به این نتیجه می رسیم که ، باید اهمیت ویژه‌ای به قطره گیرها بدهند. هر چه پرتاب آب در برج خنک کننده کمتر باشد امکان انتشار بیماری کمتر خواهد بود.
برج خنک کننده مدور (Round cooling tower) یکی از انواع برج خنک کننده با هندسه مخروطی یا مدور (گرد) می‌باشد که به آن “کولینگ تاور گرد” نیز گفته می‌شود. برج خنک کن مخروطی دارای ظاهری به مانند استوانه کونیک شکل (مخروط شکل) می‌باشد و در دسته‌بندی برجهای مدار باز یا مرطوب قرار می‌گیرد.کاربرد اصلی این نوع کولینگ تاور تحت عنوان برج خنک کن چیلر بوده ولیکن در بسیاری از صنایع کوچک و بزرگ نیز این مدل به عنوان خنک کننده تجهیزات صنعتی نیز بکار می‌رود. برجهای خنک کننده مخروطی از ظرفیت 5 تن تبرید الی 1250 تن تبرید به صورت یکپارچه تولید و طراحی می‌شوند.
مزایای سیستم قطره گیر برج خنک کننده
قطره گیر برج خنک کننده
یک سیستم قطره گیر خوب مزایای زیر را در بر خواهد داشت:
- جلوگیری از انتشار باکتری لژیونلا
- افزایش راندمان سیستم
- کاهش مصرف آب
- کاهش مصرف
- جلوگیری از آسیب رسیدن به تجهیزات یا ساختمان های اطراف کولینگ تاور
محاسبه مقدار تبخیر در برج خنک کننده
جهت محاسبه مقدار تبخیر در برج خنک کننده از رابطه زیر استفاده می کنیم:
E=0.00085*R*1.8*C
همینطور مقدار آب تبخیر شده را می توان از بالانس حرارتی در برج خنک کننده بدست آورد. می‌دانیم که مقدار حرارت از دست رفته از آب برج خنک کن برابر است با:
E=C x R x Cp / Hv
- پرتاب آب در برج خنک کننده
در برج خنک کننده به دلیل دوران فن و به تبع آن حرکت هوا، مقداری از قطرات ریز و سبک آب به همراه هوا از داخل برج به بیرون پرتاب می شوند. به همین دلیل در برج های خنک کننده قطره گیر در نظر گرفته می شود تا از پرتاب قطرات جلوگیری کند. مقداری از قطرات آب هم به دلیل وزش باد محیط از نواحی مختلف برج خنک کننده به بیرون پرتاب می گردد. در به این قطرات پرتاب شده، دریفت (Drift) یا پرتاب آب می گویند.
میزان پرتاب آب در برج خنک کننده فقط تابع کیفیت و طراحی ساخت دستگاه بوده که هر چه این مقدار، کمتر باشد مطلوب تر است. مقدار پرتاب آب کمترین بخش را در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن تشکیل می دهد و به طور تقریبی حداکثر برابر 0.01 درصد دبی آب در گردش در برج خنک کننده می باشد.در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن، دریفت یا پرتاب آب کمترین بخش را تشکیل می دهد. این آب به بیرون دستگاه پرتاب شده و از دست می رود، هر چه بتوانیم بدون اثر گذاردن بر راندمان دستگاه، میزان آن را کاهش دهیم مطلوب تر است.
آب در گردش در دائما در حال تبخیر است، به همین دلیل غلظت املاح و رسوبات در آب دائما در حال افزایش است که رسوب آن باعث کاهش راندمان برج خنک کننده و فرسایش قطعات کل سیستم می شود. جهت کاهش غلظت املاح و رسوبات هر از چند گاهی باید مقداری از آب سیستم را خارج نمود. در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن این میزان برابر 0.5 درصد دبی کل در گردش است.
به طور مثال برای دمای ورود آب به برج خنک کننده 40 درجه سانتیگراد به دمای خروج 30 درجه سانتیگراد در دمای مرطوب تابستان شهر تهران برابر 24 درجه سانتیگراد و دبی 100 متر مکعب در ساعت مقدار تبخیر آب برابر 1.881 متر مکعب در ساعت، میزان پرتاب آب برابر 0.006 متر مکعب در ساعت و میزان برابر 0.935 است که بنابراین مقدار آب جبرانی برابر مجموع این اعداد و برابر 2.821 متر مکعب در ساعت است.
آب جبرانی برج خنک کننده
در مثال دیگر برای دمای ورود آب به برج خنک کننده 70 درجه سانتیگراد به دمای خروج 40 درجه سانتیگراد در دمای مرطوب برابر 22 درجه سانتیگراد و دبی 250 متر مکعب در ساعت مقدار تبخیر آب برابر 13.799 متر مکعب در ساعت، میزان پرتاب آب برابر 0.014 متر مکعب در ساعت و میزان زیرآب برج خنک کننده برابر 6.886 است که بنابراین محاسبه آب جبرانی برج خنک کن برابر مجموع این اعداد و برابر 20.698 متر مکعب در ساعت می باشد.
همانطور که ملاحظه می کنید، مقدار دربفت معمولاً مقدار اندکی بوده و بخش اعظم مقدار آب جبرانی از مجموع تبخیر و زیر آب تشکیل می شود. مقدار تبخیر با دمای ورود و خروج و همچنین دبی متناسب است. هر چه دمای ورود بالا و هر چه دمای خروج پایین رود میزان تبخیر بیشتر می شود.محاسبه آب جبرانی برج خنک کننده برابر مجموع پارامترهای مختلف از جمله میزان تبخیر آب در برج خنک کننده، میزان پرتاب آب در برج خنک کننده، زیر آب یا آب تخلیه در برج خنک کننده بدست می آید. در ادامه این مقاله از به محاسبه مقدار هر کدام از موارد فوق خواهیم پرداخت و هر کدام را به صورت مجزا توضیح خواهیم داد.