برج های خنک کن از مهم ترین سیستم های کاهش دمای آب مصرفی در واحدهای صنعتی، تجاری و مسکونی به شمار می روند که به انواع گوناگونی تقسیم شده و هر یک کاربردهای منحصر به خود را دارد.
بیشترین کاربرد برج های خنک کن در واحدهای نیروگاهی و سیستم های تهویه مطبوع می باشد که یکی از انواع رایج این سیستم که کاربرد گسترده ای دارند، برج های خنک کن تر یا مرطوب می باشند. در ادامه مقاله به بررسی عملکرد برچ خنک کننده در شهرهای مختلف ایران با بررسی مهم ترین نکات آن می پردازیم.
آشنایی با نحوه کار برج خنک کننده
در این برج ها، آبی که در کندانسور گرم شده است از سمت بالا به وسیله نازل هایی روی پکینگ ریخته شده که با هدف افزایش تماس مستقیم آب و هوا و افزایش تبادل حرارت به کار می رود.
در ادامه آب که خلاف جهت هوا در جریان است در کف برج جمع شده تا مجدداً برای فرآیند خنک سازی کندانسور به کار برده شود. عوامل متعددی در طراحی و کارایی برج های خنک کن تر دخیل می باشند که به شدت از متغیرهای اقلیمی آب و هوایی تاثیر می پذیرند.
بیشتر بخوانید: انواع برج خنک کننده و بررسی کولینگ تاور
بررسی عملکرد برج خنک کننده در شهرهای مختلف
مهم ترین متغیر اقلیمی موثر در کارایی برج خنک کن تر، دمای حباب تر می باشد که باید میانه گرم ترین روز سال(15 مرداد) برای ارزیابی سیستم از جهت کارایی در نظر گرفته شود، برج های تر در بهترین حالت تا 3 درجه بالاتر از دمای تر توانایی کاهش دمای آب را دارند.
برای نمونه در شهر اصفهان با دمای حباب تر 17 درجه سانتی گراد، خنک کاری آب ورودی تا دمای 20 درجه سانتی گراد میسر خواهد بود که البته بسته به دمای ورود آب گرم ممکن است این مقدار نیز محقق نشود. در برج های خنک کن به طور کلی افزایش ارتفاع از سطح دریا و در نتیجه کاهش فشار اتمسفریک، دمای مرطوب و دمای آب خروجی کاهش یافته که در نهایت منجر به کاهش نرخ تلفات آب و بهبود کارایی برج می شود.
در تعداد قابل توجهی از شهرهای ایران در جنوب و شمال کشور به خصوص در مناطق با رطوبت بالا، دمای حباب تر در فصل تابستان به بیش از 25 درجه سانتی گراد می رسد که طی این امر شرایط از حالت ایده آل برای رساندن دمای آب ورودی به دما های پایین خارج می شود.
برای مثال برج خنک کن مرطوبی در شهر کرمان به دلیل دمای مرطوب مناسب(19.5 سانتی گراد) ممکن است تا 3 برابر کوچکتر از برجی که در شهر بوشهر با دمای مرطوب 30.5 درجه سانتی گراد با در نظر گرفتن دمای ورودی یکسان طراحی شود و در شهرهایی با دمای هوای مرطوب نظیر بوشهر امکان بهره برداری از برج های خنک کن مرسوم با هزینه منطقی وجود ندارد و برای کاهش دمای آب باید طراحی دقیقی انجام شود.
بنابراین در مناطق مرکزی ایران علیرغم دمای بالا در برخی ماه های سال، به دلیل پایین بودن میزان رطوبت و در نتیجه امکان کاهش قابل توجه دما طی فرآیند تبخیر امکان کاربرد برج های خنک کن تر به خوبی وجود دارد.
به طور کلی با اولویت قرار دادن رطوبت، هر چه مقدار رطوبت و دما کمتر باشد پتانسیل بهره برداری از برج خنک کن تر بیشتر خواهد بود. در جدول زیر دمای حباب تر برخی شهرهای ایران قابل مشاهده است.
شما میتوانید برای آگاهی از قیمت برج خنک کننده به صفحه قیمت برج خنک کننده مراجعه کنید.
| شهرستان | دمای حباب تر(سانتی گراد) |
| تهران | 23.5 |
| کرمان | 15.5 |
| بوشهر | 31.5 |
| اصفهان | 17 |
| تبریز | 17.5 |
| مشهد | 20.5 |
| اهواز | 27.5 |
| رشت | 25.5 |
| ساری | 26.5 |
| کرمانشاه | 16.5 |
| زاهدان | 17.5 |
| بندرعباس | 32 |
سختی آب در ایران
مقدار مناسب یون های کلسیم و منیزیم محلول در آب مورد استفاده در برج های خنک کن و در نتیجه سختی پایین آب یکی از عوامل مهم در کارکرد بدون مشکل برج های خنک کن است.
آبی سخت تلقی می شود که شاخص سختی آن بالای ppm120 باشد، در این وضعیت با توجه به دمای بالای آب در ورودی برج خنک کن امکان تشکیل رسوب های بی کربنات روی پکینگ ها فراهم می شود که منجر به کاهش در نرخ تبخیر و عملکرد، آسیب به پکینگ ها و گرفتگی لوله ها می شود.
سختی آب لوله کشی در تمامی شهرهای ایران به مقدار قابل ملاحظه ای بیش از ppm120 می باشد، پس لازم است تا علاوه بر بررسی کیفیت آب محل به کار گیری سیستم، تمهیداتی برای بهبود سختی آب و کاهش رسوب در پکینگ ها پیش بینی شود به خصوص در مناطق و شهرک های صنعتی که آب مصرفی آن ها از چاه تامین می شود.
سختی گیری آب به روش های متعددی قابل انجام است که دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس و سختی گیر رزینی و مغناطیسی انواع رایج می باشند.
استفاده از رسوب زداها طبق برنامه زمانبندی در طی کارکرد برج های خنک کن اهمیت بالایی دارد چرا که به دلیل شرایط مرطوب برج خنک کن و دمای آن امکان رشد باکتری و رسوبات غیر از مشکلات ناشی از رسوب کلسیم و منیزیم وجود دارد.
بیشتر بخوانید: دستگاه تصفیه آب صنعتی
انتخاب پکینگ
انتخاب پکینگ مناسب براساس نرخ رسوب پیش بینی شده و محدوده دمای ورودی آب به برج اهمیت بالایی دارد و باید در هنگام سفارش برج خنک کن این دو پارامتر در انتخاب پکینگ لحاظ گردد چرا که عدم انتخاب مناسب پکینگ علاوه بر تحمیل هزینه قابل توجه برای تعویض آن ها(تا 20 درصد هزینه اولیه برج) موجب نیازمندی به سرویس های متوالی و تعطیلی می شود.
پکینگ ها در دو جنس رایج پلی وینیل(PVC) و پلی پروپیلن(PP) در بازار موجود هستند که نوع پلی پروپلن عمر بالاتر و رسوب گذاری کمتری در دمای بالا دارند و به دلیل مقاومت بالاتر، کاهش استحکام و کیفیت پایین تری داشته و می توانند طی سرویس های دوره ای کیفیت خود را حفظ کنند.
پکینگ ها خود به انواع اسپلش و فیلمی تقسیم بندی می شوند که پکینگ های اسپلش نسبت به پکینگ های فیلمی سطح تماس کمتری را برای تبادل حرارت آب و هوا ایجاد می کنند، اما در مقابل گرفتگی و رسوب به دلیل فاصله بیشتر بین پکینگ ها و ریزش قطرات آب به صورت ضربه ای از تشکیل رسوب نسبت به پکینگ های فیلمی جلوگیری می کنند که البته به معنای عدم کاربردی بودن پکینگ های فیلمی نبوده و باید توجه نمود که فاصله مناسبی بین ورق های پکینگ بسته به کیفیت آب در نظر گرفته شود و از انواع با گام های بالاتر استفاده شود.
در مناطق جنوبی ایران به دلیل تابش شدید خورشید و اثر مخرب آن بر اجزای برج توصیه می شود اجزا تا حد امکان از جنس پلی پروپیلن انتخاب شود تا در معرض تابش مقاومت مناسبی داشته و ترد و شکننده نشوند.
بیشتر بخوانید: مهم ترین دلایل خرابی برج خنک کننده چیست؟
سوالات
مهم ترین عامل در تعیین کارایی برج خنک کن تر چیست؟
دمای حباب در محل نصب برج.
چرا سختی سنجی آب پیش از اجرا و نصب برج اهمیت دارد؟
انتخاب نوع پکینگ ها می تواند منجر به خرابی های متعدد، کاهش راندمان و تحمیل هزینه های قابل توجه شود.
در انتخاب پکینگ چه ملاحظاتی باید در نظر گرفته شود؟
در انتخاب پکینگ مقدار تبادل حرارت مورد نیاز و سختی آب اولویت های اصلی در انتخاب جنس، نوع و فاصله پکینگ ها می باشند
