برج خنک کننده چیست؟
قبل از اینکه بخواهیم در مورد دمای خروجی آب برج خنک کننده صحبت کنیم، باید بگوییم که پکینگ برج خنک کننده یک وسیله کاربردی در صنعت و یا مصارف خانگی است که از جنس گالوانیزه، چوب یا فایبر گلاس می باشد. گاهی اوقات با چند چیلر یا به صورت انفرادی کار می کند. وظیفه اش این است که گرما را به خود جذب کند و هوای خنک و مطبوع را تحویل دهد. به خاطر همین کاربرد چنین دستگاه هایی که مدام از خودشان گرما تولید می کنند و در صنعت هم خیلی پرکاربرد هستند؛ بسیار زیاد است.
دمای خروجی برج خنک کننده چقدر است؟
زمانی که کولینگ تاورها در پروژه های صنعتی فعال می شوند، درجه حرارتشان کم می شود. البته در مورد حداقل دمای خروجی از این دستگاه ها یک محدودیت وجود دارد که به این محدودیت دمای مرطوب محیط یا وت بالب گفته می شود.
برای اینکه با این پروسه آشنایی بهتری پیدا کنید، باید بگوییم که اولاً این دما در بدترین شرایط سال یعنی ظهر مرداد ماه در نظر گرفته می شود. دوم این که مقدار آن با دمای محیط متفاوت است. یعنی مثلا اگر در تهران دمای محیط در اوج فصل تابستان به ۴۲ درجه یا بیشتر برسد، دمای هوای مرطوب محیط بین ۵ تا ۲۶ درجه سانتیگراد است. با این تفاسیر می توان گفت که هر چقدر رطوبت شهر بیشتر باشد به دمای حباب مرطوب به دمای هوای واقعی نزدیک تر خواهد شد. تمام سیستم های تبخیری از جمله کولینگ تاور یا همان پروانه برج خنک کننده در نهایت ۲ تا ۳ درجه بالاتر از دمای هوای مرطوب است. با توجه به همه جزئیاتی که در بالا ارائه دادیم، باید در مورد اختلاف دمای آب ورودی و خروجی یا حداکثر دمای خروجی آب برج خنک کننده توضیحاتی را به شما بدهیم.
آیا دمای خروجی آب کولینگ تاور ثابت است؟
یکی از سوالاتی که در این مورد مطرح می شود، این است که آیا فقط آب را ۱۰ درجه خنک می کند؟ باید بگوییم که خیر. دمای آب خروجی از کولینگ تاور می تواند به 40 درجه هم برسد؛ یعنی برج خنک کننده می تواند تا ۴۰ درجه دما را خنک تر کند و به عبارت دیگر دمای آب گرم ورودی ۴۰ درجه گرم تر از آب سرد خروجی خواهد شد و این حداکثر دما است؛ اما باید به این نکته هم توجه داشته باشید که هر شرکتی و هر برندی نمی تواند این پروژه را اجرا کند و برای این که بهتر به دمای ۲۰ درجه برسد، باید تجربه صنعتی گسترده‌ای داشته باشد و از پکینگ های مقاوم در برابر گرما و نرم افزارهای محاسباتی حرفه‌ای استفاده کند.
خوشبختانه می توان در موردش مثال زد و ماجرا را ساده تر توضیح داد. مثلاً فرض کنید که یک مجموعه صنعتی می خواهد آب را از دمای ۷۰ درجه به ۳۰ درجه سانتیگراد برساند؛ یعنی حداکثر دمای آب خروجی ۴۰ درجه سانتیگراد خنک تر شود و قرار است که این برج را در شهر گرمی مانند کرمان یا یزد نصب کنیم. در طول این حالت، با توجه به اینکه دمای مرطوب یا وت بالب بین ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد محاسبه می شود، به خاطر اختلاف دمایی که بین آب سرد خروجی از برج خنک کننده و دمای حباب تر وجود دارد، می توان با یک مرحله خنک کاری با برج خنک کننده، آب را از دمای ۷۰ درجه به ۳۰ درجه سانتیگراد رساند.
راه حل
در چنین حالتی از پکینگ نت اسپلش استفاده می کنند که عمر بالایی دارد و مقاومت حرارتی آن تا ۸۵ درجه سانتیگراد می رسد. البته محاسبات دیگری مربوط به توان فن، افت فشار، اندازه و سطح تبخیر هم مورد نیاز است که توسط نرم افزار های صنعتی انجام می شود و باعث می شود که خنک کاری بهتر انجام شود
بر می گردیم به سوال اصلی که
آیا مقدار اختلاف دمای آب ورودی و خروجی برج خنک کننده محدودیت دارد؟
آیا برج خنک کن فقط می تواند آب را 10 یا 15 درجه سرد کند؟
در پاسخ به این سوال ها باید گفت در شرایط مناسب و با طراحی درست و اصولی و استفاده از نرم افزارهای خاص، برج خنک کننده می تواند اختلاف دمایی در حدود 40 درجه(و در موارد خاص بالاتر) را ایجاد کند. یعنی دمای آب گرم ورودی 40 درجه گرمتر از آب سرد خروجی باشد. باز هم بر این نکته تاکید می کنیم که هر شرکتی توان اجرای چنین پروژه ای را ندارد و رسیدن به اختلاف دماهای بالای 20 درجه نیازمند تجربه صنعتی، استفاده از پکینگ های مقاوم در برابر گرما و نرم افزارهای محاسباتی حرفه ای است.
اگر بخواهیم در این مورد مثالی بزنیم، می توانیم شرایطی را فرض کنیم که یک مجموعه می خواهد آب را از دمای 70 درجه به 30 درجه سانتیگراد برساند و قرار است برج خنک کننده در یزد یا کرمان نصب شود. در این حالت با توجه به اینکه دمای مرطوب(وت بالب) در حدودی 18 تا 22 درجه سانتیگراد است. به خاطر اختلاف دمای بین آب سرد خروجی از برج خنک کننده(با دمای 30 درجه) و دمای حباب تر که به آن عدد اپروچ می گوییم، با استفاده از یک مرحله خنک کاری با برج خنک کننده، می توانیم آب را از 70 درجه سانتیگراد، به 30 درجه سانتیگراد برسانیم.
در این کولینگ تاور برای اینکه این اختلاف دمای 40 درجه ای ایجاد شود، لازم است از که عمر مفید بالا و مقاومت حرارتی در حدود 85 درجه سانتگراد دارد، را استفاده کنیم. به جز پکینگ محاسبات مربوط به اندازه، توان فن، افت فشار و سطح تبخیر، بهتر است توسط نرم افزارهای تخصصی شرکت های آلمانی تولید کننده فیلینگ، انجام شود.
با این توضیحات مشخص است که در پروژه های صنعتی بخصوص مواردی که باید آب بیشتر از 15 درجه سانتیگراد خنک شود، با استعلام ظرفیت آن(تن تبرید) کاملا اشتباه است و می تواند خسارت های زیادی را به دستگاه، خط تولید و کل سیستم کارخانه وارد کند. در این شرایط بهترین راه استعلام قیمت برج خنک کننده بر اساس سه فاکتور مقدار آب در گردش(متر مکعب در ساعت، لیتر در دقیقه یا جی پی ام)، دمای آب گرم و دمای آب سرد خروجی از کولینگ تاور است.
اگر دمای آب ورودی داغ باشد، چه مدل برج خنک کن مناسب است؟
توجه به این مساله هم بسیار مهم است که برج خنک کن مخروطی و بطری شکل(کولینگ تاور گرد)، به خاطر اشکالات و راندمان پایین، برای اختلاف دمای بالای 10 درجه اصلا مناسب نیست. بهترین گزینه برای زمانی که عدد رنج(اختلاف دمای آب گرم ورودی و سرد خروجی) برج خنک کننده زیاد است، کولینگ تاور مکعبی با بدنه کامپوزیت فایبرگلاس و پکینگ نت اسپلش طرح آلمانی است