برج خنك كننده

لوور برج خنك كننده عبارت است از دريچه يا صفحات موازي كه نقش هدايت هواي ورود يا خروج از برج خنك كننده را به عهده دارند. اين قطعه در ناحيه ورود و يا ناخيه خروج هوا از برج خنك كننده قرار گرفته كه ضمن اجازه عبور هوا ، مانع پرتاب آب برج خنك كننده به بيرون از دستگاه شده و همچنين مانع تابش مستقيم نور خورشيد به درون برج خنك كن مي شود و از ورود اجسام خارجي به كولينگ تاور جلوگيري مي كند. لوور برج خنك كننده از جنس فايبرگلاس ، پليمر ، فلز گالوانيزه و يا استيل ضد زنگ ساخته مي شود.

وظايف لوور برج خنك كننده

لوور برج خنك كننده يكي از قطعات برج خنك كننده است كه در زيبايي آن بسيار تأثير گذار است و در عين حال وظايف مهمي دارد كه به شرح زير است:

• جلوگيري از پرتاب آب به بيرون از برج خنك كننده : در محاسبه آب جبراني برج خنك كن اشاره كرديم كه يكي از فاكتور هاي مصرف آب عبارتست از پرتاب آب برج خنك كننده به بيرون ، لوور برج خنك كننده با سطح شيب دار از پرتاب آب به بيرون جلوگيري كرده و از هدر رفت آب جلوگيري مي كند و آن را به داخل كولينگ تاور بازمي گرداند.
• جلوگيري از ورود گرد و غبار و اجسام خارجي به داخل برج خنك كن : لوور برج خنك كننده ضمن اجازه عبور هوا از ورود جانوران ، پرندگان و اجسام خارجي به برج خنك كن جلوگيري مي نمايد.
• محدود كردن تابش مستقيم نور خورشيد به داخل برج خنك كننده و جلوگيري از تشكيل جلبك در برج خنك كن : همانطور كه قبلا بررسي نموديم تابش نور مستقيم خورشيد به آب درون برج خنك كننده مي تواند باعث تغذيه ميكروارگانيسم ها و تشكيل جلبك در برج خنك كننده شود كه اين جلبك باعث گرفتگيپكينگ برج خنك كننده شده و افت راندمان برج خنك كننده را به دنبال خواهد داشت.
• ايجاد افت اندك فشار استاتيكي در برج خنك كننده : لوور برج خنك كننده بايد داراي فواصل مناسب جهت عبور هوا باشد و كمترين فشار استاتيكي را در برج خنك كننده بوجود آورد تا مصرف انرژي الكتروموتور و پروانه بالا نرود.
• قابليت نصب در ابعاد و سطوح مختلف متناسب با كاربرد كولينگ تاور : برج خنك كننده معمولا در ابعاد و سايز هاي مختلف ساخته مي شود ، بنابراين لازم است تا با طراحي و ساخت لوور مناسب از مزاياي اين قطعه استفاده نمود.
• مقاومت در برابر رطوبت و زنگ زدگي در تماس مستقيم با آب : با توجه به تماس مداوم لوور برج خنك كن با آب نياز است كه از متريال مناسبي تهيه شود كه در مقابل زنگ زدگي مقاوم باشد و عمر و دوام خوبي داشته باشد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-louver/

سيستم توزيع آب در برج خنك كننده شامل نحوه توزيع آب روي سطوح انتقال حرارت درون برج خنك كن است ، در يك سيستم توزيع آب گرم مناسب ، آب درون برج خنك كننده بايد به صورت يكنواخت و بدون ايجاد فضاي خالي توزيع شود كه امكان فرار هوا و كاهش راندمان وجود نداشته باشد ، در واقع هيچ قسمتي از سطوح انتقال حرارت نبايد خشك بماند و برج خنك كننده با حداكثر راندمان كار كند. سيستم توزيع آب در برج خنك كننده بسته به نوع و عملكرد برج خنك كن انواع مختلفي دارد كه در ادامه به بررسي انواع آن مي پردازيم.

انواع سيستم توزيع آب در برج خنك كننده

سيستم توزيع آب در برج خنك كننده به سه دسته اصلي تقسيم مي شود :

1. سيستم توزيع آب ثقلي
2. سيستم توزيع آب دوراني
3. سيستم توزيع آب اسپري نازل

هر كدام از اين سيستم هاي اشاره شده داراي مزايا و معايبي است كه به بررسي آن مي پردازيم.

سيستم توزيع آب ثقلي

يكي از انواع سيستم توزيع آب در برج خنك كننده سيستم توزيع آب ثقلي ( Gravitational water distribution ) مي باشد كه در برج خنك كننده جريان متقاطعكاربرد دارد ، آب گرم به بالاي برج خنك كننده پمپ شده و از طريق اسپلش باكس يا تشت توزيع كه در كف آن داراي سوراخ هاي متعدد و منظم است با اثر جاذبه به صورت قطره قطره از بالا به سمت پايين ريزش و در سطح پكينگ توزيع مي شود يا با استفاده از نازل ثقلي توزيع شود.

مزايا : عمر بسيار طولاني ، نياز به فشار پمپ كمتر ، توزيع يكنواخت ، گرفتگي كمتر ، سرويس و دسترسي آسان

معايب : آب را در معرض نور خورشيد قرار مي دهد و امكان تشكيل جلبك وجود دارد.

سيستم توزيع آب دوراني

يكي ديگر از انواع سيستم توزيع آب در برج خنك كننده سيستم توزيع آب دوراني ( Rotational water distribution ) مي باشد كه در اين سيستم آب از رايزر پمپ شده و از طريق كلگي توزيع آب و لوله هاي آرم به صورت دوراني توزيع مي شود ، در زير لوله هاي آرم سوراخ هايي با زاويه ۱۵ درجه تعبيه شده است كه آب از آن ها به سمت پايين ريزش مي كند ، اين نوع سيستم كه در برج خنك كننده گرد كاربرد دارد آب را به صورت مدور پاشش مي كند.

مزايا : امكان توزيع آب در برج مدور و سطح مقطع گرد

معايب : طول عمر كوتاه ، گرفتگي لوله آرم ، سرويس و دسترسي مشكل

سيستم توزيع آب اسپري نازل

يكي ديگر از انواع سيستم توزيع آب در برج خنك كننده ، سيستم توزيع آب اسپري نازل ( Spray nozzle water distribution ) است كه در اين سيستم آب به بالاي كولينگ تاور پمپ شده سپس از طريق نازل ها به روي پكينگ ها اسپري مي شود. نازل برج خنك كننده بر اساس نوع پاشش داراي انواع مختلفي مي باشد كه قبلا مورد بررسي قرار گرفت.

مزايا : قابل استفاده در برج هاي خنك كننده جريان مخالف ، امكان طراحي پاشش در سطوح بالا ، نگهداري تقريبا آسان

معايب : گرفتگي نازل ها ، امكان پرتاب آب به بيرون ، نياز به فشار پمپ

http://badrantahvie.com/cooling-tower-water-distribution/

قيمت پكينگ برج خنك كننده تابع كيفيت مواد اوليه، ضخامت و كيفيت پروسه توليد مي باشد. كيفيت تمام مواد خام پليمري يكسان نيست و مواد خام به كار رفته در توليد پكينگ برج خنك كننده بايد استاندارد هاي مشخص شده در مقاله STD-136 انستيتو برج خنك كننده را رعايت كند. مواد پليمري با توجه به نسبت تركيبات شيميايي انواع بسيار مختلفي و كاربرد هاي بسيار متنوع دارند. استاندارد STD-136 مينيمم كيفيت مورد نياز مواد خام به كار رفته در توليد پكينگ برج خنك كننده را بر اساس تست ها و بررسي هاي واقعي و كاربردي در برج خنك كن اعلام نموده است.

پارامتر هاي موثر بر قيمت پكينگ برج خنك كننده

همانطور كه اشاره شد با توجه به نسبت تركيبات شيميايي به كار رفته ، پليمر خواص متفاوتي خواهد داشت. اضافه نمودن پلستيسايزر، اصلاح كننده حرارت، بازدارنده هاي يو وي و تركيبات ديگر كه موجب ويژگي هاي متفاوتي مي شود و بروي خواص مكانيكي پليمر اثر گذار است. مي توان با پليمر بسيار ارزان ورق هاي پكينگ را فرم داد و قيمت پكينگ برج خنك كننده را بسيار پايين آورد، ولي اين پكينگ مقاومت و عمر كمي دارد و به سرعت از بين خواهد رفت و نياز به جايگزين خواهد داشت كه بر خلاف هزينه هاي اوليه پايين در حقيقت هزينه زيادي را در نهايت به مصرف كننده تحميل خواهد كرد.

براي استفاده در برج خنك كننده، دماي خمش ، مقاومت يو وي ، مقاومت در برابر ضربه و قابليت اشتعال مواد پليميري از جمله پارامتر هاي مهم مي باشند. توانايي پكينگ در تحمل دماي آب در داخل كولينگ تاور همان دماي خمش پليمر مي باشد كه از خواص مكانيكي پليمر است و همچنين توانايي پكينگ جهت مقاومت در برابر ترد و شكننده شدن همان خاصيت مقاومت در برابر ضربه و مدول انعطاف پذيري مي باشد.

بررسي تمام مقوله ها نياز به نوشتن يك كتاب دارد كه از بحث اصلي خارج خواهد شد. بنابراين نياز است حداقل خواص لازم براي پليمر خام مورد استفاده مشخص شود تا ويژگي هاي پكينگ را تامين نمايد و پكينگ ساخته شده بايد تمام استاندارد هاي اشاره شده در مقاله STD-136 را دارا باشد كه جهت بررسي و آناليز اين استاندارد ها نياز به تست آن در آزمايشگاه است. مواد افزوده شده به پلمير خام و پروسه آن به روي هزينه تمام شده و قيمت پكينگ برج خنك كننده تأثير گذار است، در جدول زير حدود قيمت نمونه پكينگ تا لحظه نگاشتن مقاله اشاره شده است.

يكي ديگر از پارامتر هاي موثر بر قيمت پكينگ برج خنك كننده صخامت ورق هاي به كار رفته در پكينگ مي باشد، اين ضخامت وابسته به گام ( فاصله ورق هاي پكينگ برج خنك كن ) است كه هر چه فاصله ورق ها بيشتر باشد نياز به ورق با ضخامت بالاتر است تا استحكام بلوك پكينگ تأمين گردد. پروسه ساخت پكينگ نيز بروي قيمت تأثير گذار است ، در هنگام فرمينگ ورق ها بايد حرارت به صورت يكنواخت و صحيح اعمال شود و تمام قسمت هاي پكينگ فرم بگيرد.

چسب مورد استفاده نيز حائز اهميت است كه بايد ورق ها را به خوبي به يكديگر پيوند بزند. اين برداشت اشتباهي است كه رنگ ورق پكينگ برج خنك كنندهبروي قيمت آن اثر گذار است و تنها تركيبات به كار رفته در ماده اوليه حائز اهميت است. هر چه تراكم ورق هاي پكينگ بيشتر باشد وزن پكينگ بالاتر رفته و در نتيجه قيمت پكينگ برج خنك كننده نيز بالاتر مي رود. بلوك پكينگ با گام ۱۲ از بلوك پكينگ با گام ۱۹ در اندازه يكسان قيمت بالاتر و همينطور سطح بيشتري خواهد داشت.

انواع پكينگ برج خنك كننده از نظر مكانيزم شامل دو نوع كلي اسپلش و فيلمي مي باشد، همانطور كه در مطالب قبل اشاره كرديم هدف از استفاده از پكينگ در برج خنك كننده افزايش سطح و زمان تماس ميان آب و هوا مي باشد. در نوع پكينگ اسپلش آب به صورت قطرات ريز در آمده و بنابراين سطح و زمان تماس ميان آب و هوا افزايش مي يابد ولي در نوع فيلمي آب به صورت لايه نازك درآمده كه بدين صورت سطح تماس و زمان تماس بيشتري را ايجاد مي نمايد. در مطلب پيش رو انواع پكينگ را معرفي و بررسي مي نماييم.

بررسي انواع پكينگ برج خنك كننده

پكينگ برج خنك كننده قلب يك برج خنك كننده مي باشد و عملكرد موثر برج خنك كن وابسته به پكينگ مورد استفاده در آن مي باشد. هدف از قراردادن پكينگ در برج خنك كننده ايجاد سطح تماس و زمان تماس گسترده ميان آب و هوا مي باشد تا انتقال حرارت از آب به هوا صورت گيرد. انواع پكينگ برج خنك كننده به دو نوع اسپلش و فيلمي تقسيم مي شود ، چه تفاوتي بين پكينگ فيلمي و پكينگ اسپلش مي باشد؟ كدام عملكرد بهتري دارد؟ با ما همراه باشيد تا در ادامه پاسخ را بررسي كنيم.

همانطور كه در مقالات قبل اشاره شد راندمان يك برج خنك كننده وابسته به سطح تماس ايجاد شده ميان آب و هوا مي باشد ، هر چه اين سطح تماس بيشتر باشد ميزان انتقال حرارت بيشتر خواهد بود. زمان تماس هم ديگر مقوله مهم مي باشد ، هر چه زمان تماس ميان آب و هوا بيشتر باشد ميزان انتقال حرارت و در نتيجه راندمان برج خنك كننده بيشتر خواهد شد. در گذشته يكي از راه هاي افزايش زمان تماس افزايش ارتفاع برج خنك كن مي باشد كه از نظر هزينه اقتصادي نمي باشد، با طراحي هاي جديد اين نقش پكينگ است كه مي تواند زمان تماس ميان آب و هوا را افزايش دهد.

پكينگ اسپلش :

يكي از انواع پكينگ برج خنك كننده ، پكينگ اسپلش است كه از لايه لايه هاي بند و ميله هاي پلاستيكي تشكيل شده است كه هنگام برخورد آب با آن آب را به صورت قطرات بسيار ريز پخش مي كند ، هر چه تعداد و قطرات ريز تري را ايجاد نمايد بنابراين سطح تماس و زمان بيشتري را ايجاد مي نمايد. پكينگ اسپلش به طور سنتي از چوب ساخته مي شود ولي طراحي هاي جديد آن با جنس پي وي سي و انواع مختلف ساخته مي شود.

مطابق شكل بالا در پكينگ اسپلش با ايجاد توالي برخورد آب با ميله ها مي توان زمان تماس ميان آب و هوا را افزايش داد كه موجب انتقال حرارت بيشتر خواهد شد و قطرات با ريزش به سمت پايين برخورد متعدد با ميله ها فرصت خنك شدن پيدا مي كنند. به همين دليل برخورد هاي متوالي است كه امكان تجمع رسوب در پكينگ اسپلش به كمترين حالت مي رسد و اين نوع پكينگ در مقابل آب با سختي بالا بسيار مقاوم و قابل اطمينان است.

در برج هاي خنك كننده كه از پكينگ اسپلش بار و ميله استفاده مي كنند با توجه به اينكه حركت آب همواره به سمت پايين است و پكينگ اسپلش در جهت افقي قرار گرفته و در اين جهت هيچ گونه مقاومتي در مقابل جريان هوا ايجاد نمي كند بنابراين انواع پكينگ برج خنك كننده اسپلش ميله اي بيشتر در برج هاي خنك كننده جريان متقاطع قرار مي گيرد كه جريان هوا به صورت افقي و جريان آب به صورت عمودي مي باشد.

بايد توجه نمود كه اين بار ها و ميله در پكينگ اسپلش به صورت تراز نصب شود ، در صورتي كه ميله ها تراز نباشند آب به يك سمت جريان پيدا كرده و امكان قطره قطره شدن و انتقال حرارت نخواهد داشت. هوا هميشه تمايل دارد از مناطقي عبور كند كه كمترين مقاومت در مقابل جريان هوا ايجاد كند ، پس توزيع آب نيز بايستي در تمام مراحل ريزش درون برج خنك كننده به صورت يكنواخت صورت گيرد.

انواع پكينگ برج خنك كننده اسپلش براي واحد هاي صنعتي كه آب بي كيفيت با سختي بالا دارند مناسب مي باشد. وقتي آب با برخورد به پكينگ اسپلش به صورت قطرات درمي آيد بنابراين جايي براي جمع شدن رسوب و ذرات وجود ندارد پس كيفيت پكينگ اسپلش در مواجهه با اين نوع آب بي كيفيت ثابت مي ماند.

مزاياي پكينگ اسپلش:

• ايده آل براي آب بي كيفيت
• عملكرد مطمئن در مقابل رسوب و خرابي نازل ها
• توزيع دوباره آب در طول ريزش
• مناسب در صنايع مختلف
• نگهداري آسان
• طول عمر بالا
• مقاومت در دماهاي بالا

پكينگ فيلمي :

يكي ديگر از انواع پكينگ برج خنك كننده ، پكينگ فيلمي است كه از بلوك ورق هاي پي وي سي كنار هم تشكيل شده است ، اين ورق ها مي تواند داراي سطح صاف يا فرم داده شده باشد. اين نوع پكينگ لايه نازكي از آب بوجود مي آورد كه باعث ايجاد سطح گسترده ميان آب و هوا مي شود و باعث خنك شدن آب مي شود ، اين نوع پكينگ براي آب تميز و با كيفيت بسيار خوب است. اگر در آب املاح و رسوب وجود داشته باشد در فاصله دو برگ انباشته شده و موجب گرفتگي پكينگ خواهد شد بنابراين استفاده از اين نوع پكينگ براي آب هاي با سختي بالا توصيه نمي شود.

ورق هاي انواع پكينگ برج خنك كننده فيلمي به صورت چين دار و زنبوري فرم داده مي شود تا در مسير جريان هوا و آب اغتشاش ايجاد كرده و تماس بهتري برقرار كند. عمده پكينگ هاي فيلمي داراي فاصله ورق ۳/۴ اينچ يا ۱۹ ميليمتر مي باشند. اين فاصله در حالي كه اجازه عبور هوا مي دهد ، كمتر دچار گرفتگي مي شود. با توجه به اينكه در هنگام حركت آب به سمت پايين در پكينگ فيلمي هيچ نوع برخوردي و قطره قطره شدني وجود ندارد بنابراين توزيع آب قبل ريزش بروي پكينگ در نوع فيلمي بسيار مهم مي باشد و بايد توزيع آب به صورت يكنواخت باشد. اگر قسمتي از پكينگ ها خشك بماند و آب بروي آن پاشيده نشود موجب فرار هوا و كاهش راندمان برج خنك كننده خواهد شد.

اگر فاصله دو برگ پكينگ فيلمي كم باشد نسبت به آب بي كيفيت حساس خواهد بود و به سرعت دچار گرفتگي خواهد شد. جلبك ها ، سختي ها و رسوب در بين دو ورق نشسته و موجب گرفتگي پكينگ خواهند شد در نتيجه راندمان دستگاه افت كرده و حتي پيش آمده مجبور به خاموش كردن سيستم و پاكسازي پكينگ ها شده است.

انواع پكينگ برج خنك كننده فيلمي به اين دليل كه در يك ابعاد كوچك ميزان سطح تماس بسيار گسترده اي ايجاد مي كند بيشتر از پكينگ اسپلش مورد استفاده قرار مي گيرد. پكينگ فيلمي هم در برج خنك كننده جريان متقاطع و هم در برج خنك كننده جريان مخالف مورد استفاده قرار مي گيرد. تقريبا نيمي از برج هاي خنك كننده جريان متقاطع و تقريبا تمام برج هاي خنك كننده جريان مخالف از پكينگ فيلمي استفاده مي كنند.

مزاياي پكينگ فيلمي :

• راندمان بالا در ابعاد كوچك
• نصب آسان
• طراحي جريان مخالف و متقاطع
• داشتن قطره گير بروي خود
• قابليت ساخت در بلوك هاي مختلف

انتخاب ميان پكينگ فيلمي و اسپلش :

هر دو نوع پكينگ فيلمي و اسپلش براي استفاده در كولينگ تاور به كار برده مي شوند ، اما پكينگ فيلمي داراي راندمان بيشتري نسبت به پكينگ اسپلش مي باشد و سطح تماس گسترده تري ميان آب و هوا ايجاد مي نمايد ولي پكينگ فيلمي نسبت به پكينگ اسپلش در مقابل رسوب و آب بي كيفيت مقاومت كمتري دارد و زودتر دچار گرفتگي و فرسايش مي شود.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-fill-media-types/