آموزش جلوگیری از یخ زدن برج خنک کننده

برج های خنک کن از جمله تجهیزاتی هستند که به طور مداوم آب سیکل های مبدل های حرارتی، تبرید و غیره را خنک سازی کرده و مجددا به مدار تزریق می کنند.

در ادامه مطلب راه هایی برای جلوگیری از یخ زدگی این برج ها در فصول سرد سال بیان شده است.

برج خنک کننده چیست؟

برج خنک کننده تجهیزی برای خنک سازی آب مورد استفاده در فرآیندها و تجهیزات صنعتی خصوصا تهویه مطبوع است. از این برج ها معمولا در صنایعی همچون نیروگاه های برق، پالایشگاه ها، سیستم های تبرید و تهویه مطبوع استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: سیکل تبرید چیست ؟ آشنایی با انواع آن و نحوه عملکرد

برج های خنک کن رایج از نظر جریان هوا به دو دسته جریان متقاطع و جریان مخالف تقسیم می شوند؛ در برج های جریان مخالف، مسیر عبور هوا دقیقا مخالف پاشش آب بوده و به عبارت دیگر هوا از سمت پایین برج به بالا هدایت می شود.

اما در برج های جریان متقاطع، جریان هوا از محیط برج وارد شده، و از بالای برج خارج می گردد. جریان هوا نیز می تواند به صورت طبیعی و همچنین به صورت مکانیکی و با کمک فن های محوری انجام شود. در حالت جریان اجباری نرخ تبخیر آب و بازدهی برج به نسبت بالاتر خواهد بود.

انتخاب نوع برج خنک کن نیز به شرایط اقلیمی محل استقرار واحد صنعتی از نظر دما و رطوبت هوا بستگی داشته و علاوه بر آن، دسترسی به منابع آبی، میزان آب مصرفی، مسائل زیست محیطی و همچنین ملاحظات فنی و اقتصادی نیز در انتخاب آن تاثیرگذار است.

بکارگیری برج خنک کننده می تواند آب گرم وارد شده به برج را به طور موثری خنک کرده و آن را مجددا به چرخه کاری برگرداند. این موضوع باعث کاهش چشم گیر مصرف آب خواهد شد.

بیشتر بخوانید: قیمت برج خنک کننده | طراحی و ساخت کولینگ تاور

علت یخ زدگی برج خنک کننده

نگهداری برج های خنک کننده در فصول سرد سال اهمیت زیادی دارد؛ چرا که کاهش دمای محیط می تواند منجر به یخ زدگی برج و مشکلات ناشی از آن مانند آسیب دیدن برخی قطعات و تشکیل یخ بر روی قسمت های مختلف برج مانند لوورها شود. این موضوع میزان دبی هوای ورودی به برج را تحت تاثیر قرار داده، و بازدهی برج نیز تغییر خواهد کرد.

بنابراین دمای پایین هوا و جریان عبوری از برج می تواند منجر به یخ زدگی آن شود. از این رو، لازم است تا در مناطق سردسیر یا در طی زمستان، اصول نگهداری از برج در برابر یخ زدگی رعایت شود.

در صورتی که دمای هوای محیط کمتر از صفر درجه سانتی گراد باشد، به آن یخ زدگی پایدار نیز گفته می شود. در بخش بعد به روش های جلوگیری از یخ زدگی برج اشاره شده است.

جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده

همانطور که بیان شد، کاهش دما در زمستان می تواند منجر به یخ زدگی برج و بروز مشکلاتی در عملکرد دستگاه شود. از این رو لازم است تا اقدماتی برای جلوگیری از این موضوع انجام گیرد تا حد ممکن از بروز این مشکلات جلوگیری شود.

برخی از این روش ها عبارت است از:

کنترل دبی هوای ورودی

کنترل میزان جریان هوای ورودی به برج خنک کننده، یکی از راه های مناسب جهت جلوگیری از یخ زدگی در برج است. در واقع با کاهش ورود هوای سرد به برج، می توان از تشکیل یخ در آن جلوگیری کرده و همچنین با ورود آب گرم، یخ های تشکیل شده را از بین برد.

برای تغییر میزان جریان هوای ورودی به برج می توان از فن های دو سرعته و یا فن های مجهز به اینورتر استفاده نمود. بدین صورت که در فصول سرد سال، با کاهش دور الکتروموتور فن، مقدار دبی جریان ورودی به فن کاهش می یابد. در برج های چندگانه نیز می توان یک یا چند فن را خاموش کرد.

در صورت یخ زدگی شدید در ناحیه ورود هوا (لوور برج)، لازم است تا برای مدت کوتاهی جهت چرخش الکتروموتور و فن برعکس شده، تا هوای گرم را به سمت لوورها هدایت کرده و یخ ها را از بین ببرد.

باید توجه داشت که در برج های چند سلولی یا چندگانه باید همه فن ها با یکدیگر به صورت برعکس کار کنند، در غیر این صورت هوای دمیده شده از یک فن به سایر فن ها مکیده می شود، و مشکل همچنان پا برجا باقی خواهد ماند.

کنترل دبی آب ورودی

یکی دیگر از راه های مناسب در کنترل یخ زدگی برج، کنترل پاشش آب است. به گونه ای که در فصل زمستان، سیستم توزیع آب به گونه ای باشد تا بتوان تمرکز پاشش آب به نواحی کناری برج (لوورها) را کنترل نمود. این موضوع در برج های خنک کننده با جریان هوای طبیعی که امکان کنترل هوا وجود ندارد، دارای اهمیت زیادی است. شما میتوانید درباره برج خنک کننده جریان طبیعی بیشتر بدانید.

بنابراین می توان هنگام راه اندازی اولیه برج خنک کننده در زمستان، که آب موجود در تشت بسیار سرد است، قبل از به گردش انداختن آب، مقداری از آب گرم ورودی به برج، به تشت آن بای پس شده تا از یخ زدن آب جلوگیری شود.

حتی در طول عملکرد نیز می توان مقداری از آب گرم را به تشت برج خنک کننده بای پس نمود تا دمای آب تشت در حد مناسبی قرار گیرد.

اما باید توجه داشت که بای پس آب گرم به تشت در هنگام کار برج توصیه نمی شود، چرا که موجب کاهش دبی آب پاشیده شده بر روی روی پکینگ ها شده و این موضوع، خود باعث یخ زدگی می شود.

این موضوع زمانی قابل اجرا است که امکان کنترل دبی هوای ورودی وجود داشته، و این مقدار نباید بیشتر از 50 درصد آب در گردش باشد.

هیتر ترموستات

این روش یکی از رایج ترین روش ها برای جلوگیری از انجماد آب در برج های خنک کننده در طول فصول سرد است. در روش استفاده از سیستم هیتر ترموستات می توان هنگام سرد شدن بیش از حد آب با روشن کردن هیتر (گرمکن)، دمای آب را افزایش داده و از یخ زدن آن جلوگیری نمود.

زمانی که دمای آب به شرایط مناسب رسید، ترموستات مورد نظر، فرمان خاموش شدن را به هیتر داده و آن را خاموش می کند.

هیتر سنسوردار

استفاده از هیتر سنسوردار مشابه روش قبل بوده، با این تفاوت که دقت این روش بالاتر از آن است. در مواقعی که نیاز به تنظیم دقیق دمای آب جهت داشتن بهترین عملکرد و همچنین جلوگیری از یخ زدگی است، می توان از دو سنسور برای روشن و خاموش کردن هیتر استفاده نمود؛ بدین صورت که یک سنسور فرمان روشن شدن هیتر، و سنسور دوم فرمان خاموشی آن را صادر می کند.

ضد یخ

یکی دیگر از روش های جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده، استفاده از مواد شیمیایی جهت جلوگیری از یخ زدگی آب است. یکی از رایج ترین این مواد، ضد یخ است.

با این حال، باید در میزان استفاده از ضدیخ دقت نمود، چرا که استفاده بیش از حد از ضد یخ می تواند آثار نامطلوبی همچون کاهش بازدهی برج و رسوب گذاری در لوله ها را به دنبال داشته باشد. بنابراین، شناخت صحیح از نحوه استفاده از ضدیخ و رعایت میزان مصرف مناسب آن نیازمند تخصص و تجربه است.

جمع بندی

برج های خنک کننده از جمله تجهیزات خنک کننده آب در صنایع مختلفی همچون نیروگاه های برق، صنعت تهویه مطبوع و تبرید است. با استفاده از این تجهیزات می توان مصرف آب در سیستم های صنعتی را کاهش داد.

اما استفاده از برج های خنک کننده در فصل زمستان با مشکل یخ زدگی مواجه است. برای جلوگیری از این موضوع می توان از روش هایی همچون کنترل دبی هوا، کنترل جریان آب، استفاده از هیتر و مواد شیمیایی مانند ضد یخ استفاده نمود.

سوالات متداول