آشنایی با برج های خنک کننده -بخش دهم ( cooling towers )
نکات مهم انتخاب پمپ کولینگ تاور
ناحیه مکش پمپ را درست طراحی کنید تا حباب های هوا به پمپ وارد نشود، زیرا عمر آن را به شدت کاهش می دهد. البته که آب در گردش برج خنک کننده پر از هوا می باشد. بنابراین باید بیشتر دقت کنید و مطمئن شوید که هیچگونه اختلاف فشار ناگهانی میان برج و مکش پمپ بوجود نیاید که در این صورت هوا وارد پمپ شده و شفت آن را از بین می برد.
- لولهها به صورت هم مرکز نصب شود
- شیرها، آشغالگیرها و اتصالات بهتر است در مسیر خروج پمپ قرار گیرند
- به فشار منفی که معمولاً در ناحیه مکش پمپ بوجود می آید دقت کنید. یک یا دو psi فشار معمول و طبیعی است و مشکلی نیست. فقط در نظر داشته باشید که اگر فشار منفی زیاد بود و همزمان دما هم بالا رفت موجب کاویتاسیون خواهد شد.
- بروی ناحیه مکش، گِیج نصب کنید تا از فشار منفی مطلع شوید
واتر لگ در انتخاب پمپ برج خنک کن
اتفاقی که برخی مواقع بر اثر طراحی نامناسب می افتد، این است که پی از خاموش کردن پمپ برج خنک کننده سر ریز می کند. این مشکل با طراحی یک واتر لگ (water leg) برطرف خواهد شد. مطابق شکل، لولهکشی را طراحی و اجرا نمایید. سپس طول مناسب واتر لگ را بر اساس میزان دبی و طول لولهکشی بدست آورید.
- تمام لوله های افقی پس از خروج پمپ باید پایین تر از ناحیه سر ریز برج خنک کننده باشد
- در مسیر پس از خروج از پمپ شیر یکطرفه بگزارید تا آب برنگردد
- طراحی و طول مسیر لوله خروج پمپ را بر اساس ASHRAE 90.1-2010 طراحی کنید
- وجود رسوب و فولینگ فاکتور را در طول زمان در مسیر لولهکشی در نظر بگیرید؛ اضافه نمودن 5 تا 10 فوت ضریب اطمینان کفایت می کند.
محاسبه هد پمپ برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز
محاسبه هد برج خنک کننده مدار باز متفاوت از محاسبه هد در برج خنک کننده مدار بسته می باشد. تفاوت این دو در محاسبه هد استاتیک در برج خنک کننده مدار باز است. در برج خنک کننده مدار بسته نیازی به محاسبه هد استاتیک برای انتخاب پمپ نیست به دلیل اینکه هد استاتیک بین رایزرهای رفت و برگشت خنثی می شود.افت هد استاتیک جریان آب با هر ارتفاعی در لوله رفت با بازیابی هد استاتیک جریان آب در برگشت جبران می شود. تنها هد مورد نیاز در برج خنک کننده مدار بسته افت هد در مسیر کوئل های داخل برج خنک کننده به دلیل اصطکاک جریان می باشد و در نتیجه در برج خنک کننده مدار بسته هد استاتیک محاسبه نمی شود.
مدار لوله کشی برج خنک کننده مدار بسته
همانطور که می دانیم مدار لوله کشی برج خنک کننده مدار باز از مدار لوله کشی برج خنک کننده مدار بسته متفاوت است. در برج خنک کننده مدار باز به دلیل نوع لوله کشی آن، هد استاتیک غیر قابل جبران است و باید در محاسبات لحاظ گردد. در برج خنک کننده مدار باز پمپ باید آب را از خط مبدا پایین به خط مقصد بالا انتقال دهد که این نیاز به کار پمپ دارد در نتیجه در بررسی هد برج خنک کننده مدار باز محاسبه هد استاتیک اهمیت ویژه ای دارد. در برج خنک کننده مدار باز علاوه بر هد مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک جریان آب از نقطه A به نقطه D نیاز به هد Hs برای انتقال آب از نقطه پایین به نقطه بالا می باشد.
محاسبه هد پمپ برج خنک کننده مدار باز
در بیشتر انواع برج خنک کننده نیاز به محاسبه افت فشار مورد نیاز در نازل ها، لوله ها و سایر تجهیزات می باشد که حتماً باید لحاظ شود. به طور کلی در محاسبه هد برج خنک کننده باید افت فشار آب در اثر اصطکاک جریان آب در طول لوله کشی، افت فشار آب در کندانسور، افت فشار آب در برج خنک کننده و شیرها مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این در برج خنک کننده مدار باز باید هد استاتیک برای انتقال آب در نقطه پایین به نقطه بالا در نظر گرفته شود.
محاسبه هد پمپ برج خنک کننده
معمولاً در برج خنک کننده مدار باز بیشتر توجهات معطوف به ارتفاع هد استاتیک Ho است (ارتفاع باز مدار) همانطور که در شکل ملاحظه می کنید این در واقع فرض اشتباهی است که در آن ارتفاع سیفون یعنی DE در نظر گرفته نمی شود. این ارتفاع به نام داون کامر سیفون (Downcomer siphon) شناخته می شود که باید در صورت وجود این نوع لوله کشی در محاسبات مورد توجه قرار گیرد.
بای پس برج خنک کننده، به معنی تغییر مسیر بخشی از آب گرم ورودی بدون وارد شدن به برج خنک کننده به مسیر برگشت آب خنک است. این انتقال به روش های مختلفی انجام می شود. اجرای صحیح بای پس بسیار اهمیت دارد، زیرا که نصب غیر صحیح بای پس موجب عملکرد غیرپایدار پمپ و تغییر زیاد دبی آب در کندانسور می شود. تغییرات دبی آب در کندانسور موجب تغییرات دمای آب خنک مخصوصاً در چیلرهای جذبی شده و احتمال خرابی در پمپ برج خنک کننده را بالا می برد. در ادامه مقاله از بادران تهویه صنعت به بررسی بای پس در برج خنک کننده و نحوه انجام آن و تجهیزات مورد نیاز در اجرای بای پس در برج خنک کن می پردازیم.
روش های بای پس برج خنک کننده
- بای پس به تشت برج خنک کن
- بای پس به لوله مکش
به طور کلی بای پس به تشت کولینگ تاور پیشنهاد می گردد، زیرا جریان پایدارتری ایجاد کرده و خطر مکش هوا به پمپ را به حداقل می رساند.
شیرهای کنترل:
- سه راهه انتقال یا بای پس
- دو راهه دو ارتباطه (معمولاً شیر پروانه ای) که مانند شیر سه عمل می کند
- شیر دو راه ساده پروانه ای که بروی لوله بای پس قرار می گیرد
باید اشاره کنیم که شیر سه راهه مختلط را نباید برای کنترل بای پس به کار رود.
شیر سه راه مختلط (دو ورودی یک خروجی) نباید برای بای پس برج خنک کن به کار رود. زیرا باید روی لوله مکش پمپ برج خنک کننده نصب شود و می تواند مشکلاتی در فشار مکش پمپ ایجاد کند. شیر سه راهه انتقال (یک ورودی دو خروجی) پیشنهاد می شود به این دلیل که در مسیر برگشت کندانسور (خروجی پمپ) نصب می شود و نمی تواند عملکرد پمپ را تحت تأثیر قرار دهد.
نصب شیر سه راهه انتقال بای پس
به دلیل گران بودن و دسترسی محدود استفاده از شیر سه راهه انتقال برای لوله های 4 اینچ و پایین تر مشکل است. برای لوله های بزرگتر از 4 اینچ شیر پروانه دو ارتباطه به کار می رود و همان عملکرد را دارد. شیر پروانه ای دو راهه نیز برای بای پس استفاده می شود.