برج خنک کننده
برج خنک کننده (برج خنک کن) به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم های سرمایشی، در صنایع مختلفی چون نیروگاه ها، تاسیسات شیمیایی و تهویه مطبوع کاربردی گسترده دارد. معمولا با در نظر گرفتن شرایط منطقه ای و اقلیمی و کلیه هزینه های دائم و اولیه، یکی از انواع سیستم های خنک کن همانند کولر های هوایی، برج هلر، برج خنک کننده مدار باز (مرطوب)، برج خنک کننده مدار بسته (خشک) یا برج های ترکیبی به کار می رود. در این میان به دلیل هزینه اولیه پایین و سهولت کاربری و ایجاد اختلاف دمای مناسب، سیستم برج خنک کننده مدار باز (مرطوب) از همه مرسوم تر است. در این برج ها، با افزایش سطوح تماس هوا و آب در برج خنک کن، تبخیر آسان می شود و بر اثر از دست رفتن گرمای نهان تبخیر، آب به سرعت خشک می شود. در نتیجه مقداری از آب بر اثر تبخیر از دست می رود.
با رشد افزایشی که بهای آب داشته و همچنین کمبود آن، برج های خنک کننده باید به منظور کاهش مصرف آب مدیریت و تنظیم شوند. از طرف دیگر مدیریت انرژی نیز در سیستم های سرمایشی دارای اهمیت است. مثلا اگر دمای آب برگشتی از برج خنک کن یک درجه سلسیوس افزایش یابد، توان مصرفی در سیستمی هواساز به منظور حفظ دمای مطلوب محیط ۳ درصد افزایش می یابد. راه های مختلفی برای بهینه سازی برج خنک کننده به کار گرفته می شود اما ساده ترین و ارزان ترین آن ها، نگهداری صحیح و بازدید روزانه عملکرد آهن از جانب اپراتورها است. بازدید و بازرسی منظم برج خنک کن سبب مشخص شدن معایب و در نتیجه رفع آن می شود. یکی درگر از راه های شناخت صحیح و ارزیابی عملکرد بهینه برج خنک کننده انجام مدل سازی و تحلیل نتایج در حالات مختلف آن است. با مدل سازی برج های موجود، می توان میزان مصرف آب آن ها را محاسبه کرد و سپس برآوردی برای کاهش مصرف آب و انرژی در صورت انجام بهینه سازی ارائه داد.
برج خنک کننده مدار باز چیست؟
در برج خنک کننده مدار باز آب توسط پمپ هایی به بالای برج منتقل می شود و پس از آن توسط نازل هایی این آب به سطح خنک کننده پاشیده می شود. هوایی که از پایین وارد برج خنک کننده مدار باز می شود توسط فن و الکتروموتور های موجود در بالای برج مکیده شده و از بین سطوح خنک کننده عبور می کند. به این ترتین آب و هوا به یک دیگر تماس گرفته و قسمتی از آب تبخیر می شود. با تبخیر شدن آب، گرمای آن از طریق جریان آب، به داخل برج خنک کننده مدار باز هدایت می شود و سپس دفع می شود. از این برج های خنک کن معمولا در محیط هایی که رطوبت هوا کم است و یا به اصطلاح هوای خشکی دارد استفاده می شود. یک ایراد عمده در برج خنک کننده مدار باز وجود دارد، آن هم این است که آب را بیش از حد تبخیر می کند.
اهمیت صرفه جویی آب در برج های خنک کننده مدار باز
همان طور که اشاره شد، خشک سالی های اخیر و کاهش منبع آب در اقصی نقاط دنیا، به خصوص ایران، از یکسو و افزایش بهای آب و برق از سوی دیگر، سبب شده است که مدیران سازمان ها و کارخانجات، در فکر و اندیشه کاهش مصرف آب و برق در دستگاه ها و تجهیزات صنعتی خود باشند. برج خنک کننده در صورت که طراحی نامناسب، فرسودگی و عدم بهره گیری از دانش روز دنیا، می تواند باعث اتلاف فراوان آب و انرژی (برق) شود. گام های لازم برای یافتن راه کار هایی با هدف صرفه جویی آب در برج های خنک کننده مدار باز را می توان بر این اساس تعریف کرد:
- انتخاب منبع مناسب
کیفیت آب در دسترس برای استفاده ممکن است بر مواد یا فرآیند برج خنک کننده تاثیر بگذارد. تولید کنندگان برج های خنک کن محدوده ی استانداردی برای کیفیت آب تعیین می کنند. این موضوع به مواد و طراحی آن بستگی دارد و در تولید کنندگان مختلف و انواع برج خنک کننده فرق می کند. در انتخاب هر منبع آب باید کیفیت آب، در دسترس بودن و هزینه های آن بررسی شود.
بهره برداری مجدد از منابع آب می تواند مصرف آب برج ها را به نحو چشمگیری کاهش دهد. آب تخلیه اضافی و هر آبی را که برای نگهداری و تمیز کردن سیستم مصرف می شود، می تواند جمع اوری و دوباره مصرف شود تا مصرف آب کل مجموعه کاهش یابد.
- شناسایی ورودی ها و خروجی های آب
موازنه آب در برج های خنک کن شامل تمام جریان های آب ورودی و خروجی مربوط به عملیات این سیستم است. از این رو، کلیه خروجی های برج خنک کننده بایستی به صورت کامل شناسایی و تا حد ممکن اندازی گیری شوند. برخی از راه های هدر رفت آب همانند تبخیر و تخلیه اضافی به نحوه عملکرد فرآیندی برج خنک کن مربوط می شوند که می توان با بهینه سازی فرآیند آن ها را کنترل کرد. برخی دیگر شامل سرریز، بیرون اندازی، به بیرون پاشییدن، اتلاف هواخورد و نشتی مربوط به نحوه طراحی و ساخت مکانیکی یا عملکرد اجزای برج خنک کننده مرتبط می شوند که باید تا حد امکان حذف شوند.
- افزایش کیفیت آب در حال گردش
در هر برج خنک کننده مدار باز در هر دو جریان هوا و آب احتمال آلودگی وجود دارد. آلودگی های هوا شامل گرد و خاک، مواد آلی، حشرات، میکروب ها و گازها است. احتمال آلودگی آب بر اثر مخلوط شدن با مواد فرآیندی نیز وجود دارد. علاوه بر این ها، در سیستم های خنک کننده، ذرات جامد سوسپانسیونی در جریان ها به دلیل خوردگی، رسوب داخلی لوله ها و دیگ ها و رشد میکروبی در ان ها تولید می شوند. بنابراین تمیز نگه داشتن آب در گردش برج خنک کننده سبب افزایش انتقال حرارت، کاهش مصرف آب و کاهش هزینه نگهداری می شود. تزریق مواد شیمیایی مناسب، اغلب راه حل های مناسبی برای افزایش کیفیت آب در برج خنک کننده مدار باز به شمار می آیند.
برای مدیریت هر چه بهتر آب مصرفی در سیستم برج خنک کننده مدار باز باید سیستم های تصفیه آب و صافی های آب تخلیه ی اضافی و آب جبرانی بهینه و میزان تاثیر عملیاتی آن بررسی شود. معمولا، ارزیابی سیستم تصفیه آب با جمع آوری نمونه هایی از آب به منظور انجام آنالیز صورت می گیرد تا نظارت دقیق بر خوردگی و برنامه کنترل تخلیه اصافی وجود داشته باشد. همچنین با بررسی میزان آلاینده های موجود در آب با جمع آوری نمونه های از آب به منظور انجام آنالیز صورت می گیرد تا نظارت دقیقی بر خوردگی و برنامه کنترل تخلیه ی اضافی وجود داشته باشد. همچنین باید با بررسی میزان آلاینده های موجود در آب روش صحیح نگهداری صافی ها اختیار شوند. یکی از یاده ترین روش های تمیز کردن صافی های آب، استفاده از سیستم شستشوی معکوس است.
نتیجه گیری کلی
بر اساس آمار و گزارشات سالیانه، مصرف زیاد آب به ویژه در تأسیسات مکانیکی، به یک چالش مهم برای کشور هایی با اقلیم بیایانی و نیمه بیابانی تبدیل شده است. از آن جا که در این کشور ها، از این منبع طبیعی باید به نحو بهینه مصرف شود، در این مقاله به بررسی مشکل هدررفت و مصرف آب در برج خنک کننده مدار باز پرداختیم و برخی از راه حل های کاهش اتلاف آب را بیان کردیم. البته ذکر این نکته لازم است که طراحی و انتخاب سیستم های تهویه مطبوعی همانند برج خنک کن باید توسط یک کارشناس خبره و با در نظر گرفتن اصول و اساس طراحی صورت پذیرد. اصول اصلی در فرآیند انتخاب و طراحی برج خنک کننده انجام محاسبات ظرفیت و تعیین میزان آب مصرفی می باشد. محاسبه پارامتر های طراحی همچون راندمان، توان برودتی، برآورد آب مورد نیاز با رویکرد حداقل کردن هزینه ها به خصوص کاهش مصرف آب از مهم ترین بخش های انتخاب برج خنک کننده محسوب می شود که با مشاوره متخصصین نصب و راه اندازی باید انجام شود.
سپاس از سایت خوب یو آپلود
- ۰۱/۰۱/۳۱