محاسبه برج خنک کننده
محاسبه برج خنک کننده اولین و تقریبا مهمترین مرحله در فرایند طراحی کولینگ تاور است. این موضوع مستلزم درک درست از نحوه عملکرد دمایی برج خنک کننده است.
به دلیل پیچیدگی روش طراحی به خصوص محاسبه برج خنک کننده از نظر حرارتی پیشنهاد می شود که این کار را به کارشناسان شرکت آبان پارت بسپارید تا از گارانتی عملکرد دمایی برج در تابستان مطابق با شرایط اعلامی از سوی کارفرما بهره مند شوید.
محاسبه برج خنک کننده چیست؟
محاسبه برج خنک کننده (cooling tower calculations) به مجموعه خدمات محاسبه ظرفیت برج خنک کننده، نحوه عملکرد دمایی آن در بدترین شرایط کارکرد، محاسبات مربوط به سازه برج خنک کننده و طراحی سیستم توزیع آب آن گفته می شود. خروجی فرایند محاسبه فنی، گارانتی عملکرد دمایی برج خنک کننده مطابق با دماهای ارایه شده از سوی کار فرما می باشد.
راهنمای محاسبه برج خنک کننده
محاسبه برج خنک کننده و خدمات ارایه شده
خدمات محاسبه برج خنک کننده عبارتند از:
تعریف تن تبرید در محاسبه برج خنک کننده
طبق تعریف استاندارد یک تن تبرید در فرایند محاسبه برج خنک کننده برابر با توانایی خنک کاری ۳ گالن بر دقیقه (gpm) یا ۰٫۶۸ متر مکعب بر ساعت آب در گردش از دمای ۹۵ درجه فارنهایت (۳۵ درجه سانتیگراد) به ۸۵ درجه فارنهایت (۲۹٫۴ درجه سانتیگراد) در دمای مرطوب ۷۵ درجه فارنهایت (۲۵٫۶ درجه سانتیگراد) می باشد.
لازم به ذکر است که اگر برج خنک کننده در شرایط دمایی غیر از شرایط فوق در حال کار باشد محاسبه برج خنک کننده و تن تبرید دیگر با این روش انجام نمی شود و باید عملکرد متناظر آن را در شرایط استاندارد در نظر گرفت.
قیمت برج خنک کننده
قیمت برج خنک کننده تابع عوامل زیادی است که مهمترین آنها کیفیت و میزان رزین مصرفی و الیاف شیشه در بدنه برج خنک کننده است. اضافه کردن تیتان و عدم استفاده از کربنات کلسیم در رزین نیز بر روی قیمت کولینگ تاور موثر است.
برند و IP الکتروموتور، گالوانیزه بودن کلیه قطعات فلزی (ساپورت پکینگ و قطره گیر و مکانیکال ساپورت)، کیفیت فن، نوع بلبرینگ به کار رفته در کاهش دور دیگر فاکتور های مهم در تعیین قیمت کولینگ تاور هستند.
در صفحه قیمت برج خنک کننده شما می توانید لیست قیمت به روز کلیه کولینگ تاور های تولید شده توسط شرکت آبان پارت را مشاهده فرمایید.
محاسبه ظرفیت برج خنک کننده
محاسبه ظرفیت برج خنک کننده بر مبنای چیلر تراکمی متناظر با آن صورت میگیرد. به این معنی که به یک برج خنک کن با مشخصات فنی معین، برج خنک کننده ۵۰۰ تن تبرید گفته می شود اگر بتواند عملیات خنک کاری یک چیلر تراکمی به ظرفیت ۵۰۰ تن تبرید را در دمای مرطوب ۲۴ درجه سانتیگراد انجام دهد.
این بدان معنا است که با تغییر شرایط محیطی (تغییر دمای مرطوب) حتما ظرفیت یک برج خنک کننده با مشخصات فنی معین تغییر خواهد کرد. در نتیجه ممکن است که یک سایز کولینگ تاور در تهران بتواند خنک کاری یک چیلر تراکمی ۵۰۰ تن را انجام دهد ولی همان سایز در شمال کشور توانایی خنک کاری یک چیلر تراکمی ۵۰۰ تن را نداشته باشد.
محاسبه ظرفیت برج خنک کننده برای دستگاهی غیر از چیلر
اگر از فرمول Q=mcΔθ برای محاسبه برج خنک کننده یک برج در حال کار استفاده می کنید باید به این موضوع توجه داشته باشید که این عدد فقط در همان شرایط محیطی صادق است و در یک شرایط محیطی دیگر حتما متفاوت خواهد بود. هر چه دمای مرطوب محیط بالاتر رود ظرفیت برج خنک کننده با مشخصات فنی معین کاهش می یابد.
پیشنهاد ما این است که کلیه فرایند محاسبه برج خنک کننده را به کارشناسان شرکت آبان پارت بسپارید تا بتوانید از گارانتی عملکرد دمایی برج خنک کننده در تابستان بهره مند شوید. برای این کار کافی است تنها مقادیر دمای ورودی به برج خنک کننده، دمای خروجی از برج خنک کننده و دبی آب در گردش را مشخص نموده و به ما اعلام فرمایید.
محاسبه برج خنک کننده (cooling tower calculations) به مجموعه خدمات محاسبه ظرفیت برج خنک کننده، نحوه عملکرد دمایی آن در بدترین شرایط کارکرد، محاسبات مربوط به سازه برج خنک کننده و طراحی سیستم توزیع آب آن گفته می شود. خروجی فرایند محاسبه فنی، گارانتی عملکرد دمایی برج خنک کننده مطابق با دماهای ارایه شده از سوی کار فرما می باشد.
محاسبه ظرفیت برج خنک کننده بر مبنای چیلر تراکمی متناظر با آن صورت میگیرد. به این معنی که به یک برج خنک کن با مشخصات فنی معین، برج خنک کننده ۵۰۰ تن تبرید گفته می شود اگر بتواند عملیات خنک کاری یک چیلر تراکمی به ظرفیت ۵۰۰ تن تبرید را در دمای مرطوب ۲۴ درجه سانتیگراد انجام دهد.
طبق تعریف استاندارد ( لینک ) در فرایند محاسبه برج خنک کننده یک تن تبرید برابر با توانایی خنک کاری ۳ گالن بر دقیقه (gpm) یا ۰٫۶۸ متر مکعب بر ساعت آب در گردش از دمای ۹۵ درجه فارنهایت (۳۵ درجه سانتیگراد) به ۸۵ درجه فارنهایت (۲۹٫۴ درجه سانتیگراد) در دمای مرطوب ۷۵ درجه فارنهایت (۲۵٫۶ درجه سانتیگراد) می باشد.
نرم افزار محاسبات برج خنک کننده برای هدف های متفاوتی به کار می روند. نرم افزار محاسبات عملکرد دمایی برج خنک کننده، نرم افزار انتخاب و طراحی فن مناسب، نرم افزار سایزینگ گیربکس مربوطه و نرم افزار طراحی سیستم توزیع آب و محاسبه گر میزان اب مصرف شده در برج خنک کننده از همین دست هستند.
طراحی سازه برج خنک کننده (Structural Design) در برج خنک کننده سایز بزرگ مانند کولینگ تاور بتنی یا کولینگ تاور فایبرگلاس (پالتروژن) اهمیت می یابد. در کولینگ تاور بتنی محاسبات برج خنک کننده درباره سازه توسط واحد عمرانی انجام شده و نقشه های اجرایی تحویل پیمانکار میگردد.
معادلات دمای برج خنک کننده
معادلات دمای برج خنک کننده بر اساس پدیده انتقال حرارت تعریف نمی شود زیرا اساسا پدیده غالب در برج خنک کننده انتقال جرم و تبخیر است. عملکرد برج خنک کننده و دمای آب خروجی از آن تابعی از دمای مرطوب محیط بوده و معادله حاکم بر محاسبه برج خنک کننده از نظر ظرفیتی رابطه مرکل است که به صورت زیر بیان می شود:
رابطه مرکل منطبق بر منحنی زیر می باشد. با توجه به مشکل بودن محاسبه مربوط به انتگرال فوق بهتر است از نرم افزار های مربوطه یا گراف عملکرد پکینگ برج خنک کننده برای محاسبه برج خنک کننده استفاده شود.
قطعات برج خنک کننده
قطعات برج خنک کننده در اکثر کولینگ تاور ها از موارد زیر تشکیل شده است. پکینگ، قطره گیر، نازل، لوله کشی، فن سانتریفوژ یا اکسیال، الکتروموتور، پولی و تسمه، شناور حوضچه از مهمترین قطعات برج خنک کننده هستند.
نکته مهم در هنگام خرید قطعات، اطمینان از کیفیت متریال مطابق با موارد ادعایی از سوی فروشنده می باشد که این کار با بازرسی حین تولید امکان پذیر است.
در صفحه قطعات برج خنک کننده شما می توانید کلیه لوازم یدکی انواع مختلف کولینگ تاور را مشاهده نمایید. لازم به ذکر است که تمامی قطعات از بهترین مواد اولیه تولید شده و دارای گارانتی یکساله می باشند.
طراحی برج خنک کننده
طراحی برج خنک کننده از نظر سازه ای بیشتر در کولینگ تاور های سایز بزرگ (FEC) بتنی یا فایبرگلاس که در صنایع پتروشیمی، پالایشگاه یا فولاد استفاده می شوند اهمیت پیدا می کند. برج خنک کننده FEC (Field Erected Cooling Tower) در محل سایت ساخته می شود. در نتیجه برای ساخت چنین سازه ای باید الزامات طراحی سازه را در نظر گرفت.
طراحی سازه برج خنک کننده
در برج خنک کننده بتنی محاسبه برج خنک کننده از نظر سازه ای بر عهده واحد سیویل است. آنها طراحی سازه بتنی را انجام داده و خروجی آن را که نقشه های ساخت و اجرا است را پیمانکار تحویل دهند. تفاوت هایی مانند ضد آب بودن بتن و مقاومت آن در برابر خوردگی مواد شیمیایی محلول در آب در گردش نیز در این طراحی لحاظ میگردد.
در برج خنک کننده فایبرگلاس سایز بزرگ که با پروفیل های پالتروژن ساخته می شود داستان کمی تفاوت میکند. زیرا ساختار پروفیل پالتروژن هموژن نبوده و خواص مکانیکی آن در جهات مختلف با هم متفاوت است. در محاسبه برج خنک کننده و در نرم افزار های طراحی سازه در بخش وارد کردن مشخصات فنی متریال مصرفی این موضوع پیش بینی شده است.
تعمیر برج خنک کننده
تعمیر برج خنک کننده به دو بخش قطعات و بدنه تقسیم میگردد. برای تعمیرات بدنه کولینگ تاور اگر از جنس فایبرگلاس باشد، با لایه گذاری مجدد تا حدی میتوان آن را ترمیم کرد. در بخش قطعات معمولا تجهیزات دوار مانند فن برج خنک کننده، کاهش دور و گیربکس قابلیت تعمیر نداشته و باید تعویض گردند.
در صفحه تعمیر برج خنک کننده می توانید لیستی از خدمات تعمیراتی ارایه شده از سوی شرکت آبان پارت مانند تعویض پکینگ، تعویض قطره گیر، تعویض و بالانس فن و تعمیرات مربوط به کاهش دور کولینگ تاور را بیابید. در صورت نیاز به راهنمایی در خصوص نحوه تعمیر کولینگ تاور لطفا با ما تماس بگیرید.
نرم افزار محاسبات برج خنک کننده
نرم افزار محاسبات برج خنک کننده برای هدف های متفاوتی به کار می روند. نرم افزار محاسبه عملکرد دمایی برج خنک کننده، نرم افزار انتخاب و طراحی فن مناسب، نرم افزار سایزینگ گیربکس مربوطه و نرم افزار طراحی سیستم توزیع آب و محاسبه گر میزان اب مصرف شده در برج خنک کننده از همین دست هستند.
نرم افزار محاسبات برج خنک کننده از نظر دمایی
محاسبه برج خنک کننده از نظر عملکرد حرارتی (Thermal Design) مهمترین قسمت در طراحی برج خنک کننده است. نرم افزار های مختلفی در این زمینه وجود دارد که مهمترین آنها نرم افزار خود CTI یعنی Toolkit است. در این نرم افزار شما مشخصات دمایی مورد نظر خود را وارد کرده و سپس با دادن مشخصات فن و پکینگ میتوانید برج خنک کننده مورد نظرتان را سایز کنید.
نرم افزار دیگر در این زمینه نرم افزار STAR متعلق به شرکت BRENTWOOD است. استفاده از این نرم افزار بسیار اسان بوده و تنها با دادن مشخصات دمایی مورد نظر خود میتوانید محاسبه برج خنک کننده را انجام دهید. ولی تنها مشکل کار این است که این نرم افزار تنها بر مبنای پکینگ های خود شرکت برنت وود عمل کرده و نمی توان مشخصات پکینگ های دیگر را در آن وارد کرد.
نرم افزار محاسبات برج خنک کننده از نظر سازه ای
محاسبه برج خنک کننده از نظر سازه ای (Structural Design) در برج خنک کننده سایز بزرگ مانند کولینگ تاور بتنی یا کولینگ تاور فایبرگلاس (پالتروژن) اهمیت می یابد. در کولینگ تاور بتنی محاسبات سازه ای توسط واحد عمرانی انجام شده و نقشه های اجرایی تحویل پیمانکار میگردد.
اما در کولینگ تاور فایبرگلاس (پالتروژن) به دلیل پیچیدگی پروفیل پالترود از نظر خواص مکانیکی و هموژن نبودن آنها باید از تجربه و دقت بیشتری بهره برد. با توجه به تکرار پذیری الگوی سازه و اندازه پروفیل ها در تمام قسمت های برج میتوان از آنها استفاده کرد و با در نظر گرفتن یک ضریب اطمینان بالا در محاسبه برج خنک کننده سازه را طراحی و اجرا نمود.
نرم افزار محاسبات فن
فن برج خنک کننده برای اینکه بتواند میزان هوای مورد نیاز را از درون برج خنک کننده عبور دهد باید درست سایز شود. این سایزینگ مستلزم تعیین قطر و تعداد پره ها، دور مورد نیاز، زاویه قرار گیری پره ها و توان الکتروموتور مورد نیاز برای تامین این میزان جریان هوا است. شرکت هایی مانند HOWDEN و HUDSON متخصص در ساخت فن برج خنک کننده هستند.
متاسفانه به دلیل تحریم ها این شرکت ها از ارایه نرم افزار محاسبه برج خنک کننده و فن های مربوطه به ایران منع شده اند. اما با استفاده از بعضی محاسبه گرهای انلاین در سایت های دیگر می توان تا حدودی به سایز فن مورد نظر دست یافت. این موضوع مستلزم مقداری تجربه در ساخت فن و مقایسه فنی ان با فن های ساخت شرکت هایی مانند کوفیمکو (cofimco) است.
نرم افزار انتخاب گیربکس
گیربکس برج خنک کننده باید از میان سازندگان معتبر انتخاب شود. زیرا معمولا گیربکس ها برای کارکرد در دور پایین و انتقال نیروی بالا طراحی و ساخته می شوند اما در برج خنک کننده دور فن بالا بوده و این موضوع مستلزم سخت کاری ویژه بر روی چرخدنده ها ی گیربکس میگردد. شرکت هایی مانند فلندر محاسبه گر های انلاینی را برای مشتریان خود تدارک دیده اند ولی استفاده از آنها نیاز به تجربه بالایی دارد.
در نتیجه بهتر است انتخاب گیربکس مناسب را به تامین کننده آن سپرده و در عوض گارانتی عملکرد را از آنها طلب نمایید. در توان های بالا علاوه بر کارکرد مکانیکی باید مراقب دمای روغن گیربکس هم بود که این موضوع با اضافه کردن یک فن و رادیاتور روغن حل می شود.
مصرف آب برج خنک کننده (آب جبرانی)
محاسبه مصرف آب (آب جبرانی) مورد نیاز برای جایگزینی آب مصرف شده توسط برج خنک کننده یکی از مواردی است که در محاسبه برج خنک کننده از سوی کار فرما مورد توجه قرار میگیرد. در این مورد محاسبه گر های آنلاینی وجود دارند که تقریبا همه آنها از یک فرمول برای محاسبه این موضوع استفاده می کنند. در اینجا ما سایت معتبر SPX را به شما معرفی میکنیم.
SPX Water Usage Calculator
برای محاسبه میزان مصرف آب برج خنک کننده باید شرایط دمایی مانند دمای ورودی، دمای خروجی، دمای مرطوب و دبی آب در گردش را درآن وارد کنیم. میزان راندمان قطره گیر را نیز باید یا از تامین کننده آن پرسید یا از کاتالوگ فنی به دست آورد. این عدد در محاسبه برج خنک کننده به صورت معمول ۰٫۰۰۱ درصد دبی آب در گردش برج خنک کننده است.
ضریب تغلیظ (Concentration Factor) آب برج خنک کننده
ضریب تغلیظ (Concentration Factor) به نسبت سختی مجاز در آب در گردش به سختی موجود در آب جبرانی گفته می شود که عددی بین ۳ تا ۵ است. نکته مهم در این زمینه این است که محاسبه گر فوق مقدار مصرف اب برج خنک کننده را فقط در همان شرایط دمایی به دست میدهد و ممکن است مصرف آب کولینگ تاور در بقیه زمان ها با توجه به تغییر دماهای کارکرد کولینگ تاور تغییر کند.
محاسبه تعداد آب پاش (نازل) مورد نیاز
محاسبه تعداد نازل مورد نیاز در برج خنک کننده بر مبنای میزان دبی آب در گردش و مساحت سطح مقطع برج خنک کننده صورت میگیرد. بدین صورت که ابتدا سطح مقطع برج را به مربع هایی با طول و عرض ۶۰ تا ۸۰ سانتیمتر تقسیم بندی کرده و سپس در وسط هر کدام از این مربع ها یک نازل در نظر میگیریم.
برای انتخاب نوع نازل مربوطه نیز باید به نمودار عملکردی نازل (Performance Curve) رجوع کرد. این نمودار معمولا بر اساس دبی و فشار مورد نیاز برای باز شدن چتر نازل تنظیم شده است. با تقسیم کردن دبی کل بر تعداد نازل ها میتوان دبی عبوری از هر نازل را به دست آورد. در فرایند محاسبه برج خنک کننده با مقایسه این عدد با گراف موجود میتوانیم از مجاز بودن این مدل نازل را برای برج خنک کننده مورد نظر خود اطمینان یابیم.