برخ خنک کننده به عنوان مبدل حرارتی که وظیفه خنک کردن آب مورد نیاز را بر عهده دارد، در بسیار از صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از مهم‌ترین پارامترهای هر برج خنک کننده، مقدار راندمان آن است. در این مقاله قصد داریم به معرفی فرمول محاسبه راندمان برج خنک کننده و همچنین ارائه راه‌کارهایی برای افزایش آن بپردازیم.
برج خنک کننده
برای درک بهتر نحوه محاسبه راندمان برج خنک کننده بهتر است، ابتدا مروری داشته باشیم بر نحوه کار این دستگاه.
برج خنک کننده یا کولینگ تاور، نوعی مبدل حرارت است، که به منظور دفع حرارت زاید آب مورد استفاده در سیکل‌های مختلف کاربرد دارد. موارد استفاده از برج خنک کننده در بسیار از صنایع مختلف از جمله سیستم‌های برودتی و تهویه مطبوع، نیروگاه، پالایشگاه، صنایع شیمیایی و… می‌باشد.
برج‌های خنک کننده انواع بسیار متنوعی دارند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. کولینگ تاور را می‌توان بر اساس مولفه‌های مختلفی دسته‌بندی کرد. برج خنک کننده فن‌دار و بدون فن، برج خنک کننده خشک، مرطوب و هیبریدی از جمله انواع برج‌های خنک کننده هستند.
نکته اساسی روش‌کار برج خنک کننده است، که در تمامی انواع آن مشابه می‌باشد. هدف اصلی در یک دستگاه برج خنک کننده، ایجاد تبادل حرارت بین آب و هواست، به نحوی که حرارت اضافی آب به هوا منتقل شود. به عبارتی در یک کولینگ تاور آب به عنوان خنک شونده و هوا به عنوان خنک کننده تبادل حرارتی انجام می‌دهند.
برای آشنایی بیشتر با انواع برج خنک کننده، اجزاء برج خنک کننده و روش کار آن‌ها می‌توانید به مقالات گروه صنعتی دی مراجعه کنید.
یکی از مهم‌ترین پارامترهایی که در طراحی و ساخت کولینگ تاور مورد توجه قرار می‌گیرد، راندمان برج خنک کننده است. در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی نحوه محاسبه راندمان برج خنک کننده بپردازیم.
فرمول محاسبه راندمان برج خنک کننده
راندمان برج خنک کننده ملاکی است از عملکرد بهینه آن. راندمان در حالت کلی یعنی نسبت خروجی به ورودی. هر قدر خروجی یک سیستم بیشتر و مقدار ورودی و مصرف آن کمتر باشد راندمان آن بیشتر است.
با توجه به توضحیات گفته شده در مورد راندمان، در یک برج خنک کننده خروجی میزان خنک کننده آب است، که اصطلاحاً به آن Range یا اختلاف دما گویند. ورودی به برج نیز مجموع Range و تقرب برج است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
فرمول محاسبه راندمان برج خنک کننده به قرار زیر است:
در این رابطه Range به معنی اختلاف دمای آب گرم ورودی به کولینگ تاور و آب سرد خروجی از کولینگ تاور است.
تقرب یا Approach نیز به معنی اختلاف دمای آب سرد و دمای مرطوب هواست. پس به عبارتی:
حال با جایگذاری این دو عبارت در رابطه، فرمول محاسبه راندمان برج خنک کننده، به شکل زیر بدست می‌آید:
با استفاده از دما‌های بدست آمده می‌توان با استفاده از فرمول، مقدار راندمان را بدست آورد.
از آنجایی که دمای آب گرم ورودی به کولینگ تاور به سیکل کاری و دمای هوای مرطوب به شرایط محیطی منطقه بستگی دارد، مطابق فرمول محاسبه راندمان کولینگ تاور، شرط اصلی راندمان برج خنک کننده ایجاد اختلاف دمای بیشتر بین آب ورودی و خروجی است یعنی دستگاه آب را بیشتر خنک کند. یا به عبارتی یک دستگاه کولینگ تاور اگر بتواند اختلاف دمای آب ورودی و خروجی بیشتری را در یک شرایط ورودی ثابت ایجاد کند راندمان بیشتری خواهد داشت.
افزایش راندمان برج خنک کننده
تا به اینجا با نحوه محاسبه راندمان برج خنک کننده آشنا شدیم. با توجه به فرمول محاسبه راندمان برج خنک کننده، مولفه‌های موثر بر راندمان برج عبارتند از:
- دمای آب گرم ورودی
- دمای آب سرد خروجی
- دمای هوای مرطوب
در این قسمت قصد داریم به توجه به این موارد راه‌کارهایی برای افزایش راندمان برج خنک کننده ارائه کنیم.
تخلیه زیر آب برج خنک کننده از قسمت آب گرم
زیر آب برج خنک کننده گاهاً از قسمت تشت آب سرد کولینگ تاور صورت می‌گیرد. اما در صورتی که زیر آب برج از قسمت آب گرم ورودی تخلیه شود باعث افزایش راندمان برج خنک کننده به میزان 1 ال 2 درصد خواهد شد.
نصب آفتاب‌گیر برای برج خنک کننده
جلوگیری از برخورد مستقیم نور خورشید علاوه بر آنکه بر دمای هوای ورودی به برج و همین طور دمای آب سرد خروجی از آن تاثیر مستقیم دارد، باعث کاهش رشد جلبک در پکینگ برج خنک کننده می‌شود که به این ترتیب گرفتگی در آن کم شده و باعث افزایش راندمان برج خنک کننده خواهد شد.
پاک‌سازی پکینگ برج خنک کننده
پکینگ برج خنک کننده قسمتی است که همواره دچار تشکیل رسوب و رشد جلبک می‌شود که در نتیجه آن، مجرای جریان هوا بسته شده و جریان هوا دچار اختلال می‌شود. این امر تاثیر بسزایی بر کاهش راندمان برج دارد، لذا حتماً باید به طور دوره‌ای پکینگ‌ها و دیگر قسمت‌های برج خنک کننده را پاک‌سازی کرد.
بررسی صحت کارکرد فن و الکتروموتور برج خنک کننده
در صورتی که تولید جریان هوای فن برج خنک کننده به درستی انجام نشود، دمای آب خروجی به نقطه مطلوب نرسیده و این یعنی کاهش راندمان برج خنک کننده. به همین منظور پره‌های فن و نحوه ایجاد جریان هوا و همین طور صحت کارکرد الکتروموتور خصوصاً مقدار مصرف برق را به طور دوره‌ای بررسی کنید.
جمع بندی
در این مقاله با راندمان برج خنک کننده، فرمول محاسبه راندمان و همین طور نحوه افزایش راندمان برج خنک کننده آشنا شدیم. افزایش راندمان برج خنک کننده تاثیر زیادی بر مصرف انرژی و آب دارد، که از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی بسیار مفید فایده خواهد بود. امیدواریم از این مقاله بهره برده باشید. جهت مشاوره و تهیه انواع برج خنک کننده با مشاورین فروش دی تماس بگیرید.
