مراحل محاسبه ظرفیت برج خنک کننده

مراحل محاسبه ظرفیت برج خنک کننده شامل بخش های مختلفی می‌باشند اما بطور کلی محاسبه راندمان، ظرفیت برودتی یا آب جبرانی برج خنک کننده در اندازه گیری ظرفیت این دستگاه بسیار حیاطی هستند. در بحث محاسباتی برج خنک کننده، انجام هرچه دقیق تر این محاسبات،  تعیین ظرفیت مورد نیاز کولینگ تاور سبب راندمان بهتر دستگاه، همچنین مصرف بهینه آب می‌شوند. افزایش راندمان برج خنک کننده در واقع همان عملکرد بهتر و مناسب سیستم خنک کاری است که بدنبال آن کارکرد تمامی سیستم های متصل به برج نیز روش کار بهتری خواهند داشت. ما در این مقاله قصد داریم به توضیح کوتاه، مختصری درباره مراحل یا روش های مختلف برج خنک کننده بپردازیم.

 

مراحل اندازه گیری و تعیین ظرفیت برج خنک کننده

همانطور که گفته شد محاسبه ظرفیت برج خنک کننده تشکیل شده از چند مرحله یا روش های منختلفی می‌باشند. مرحله اول بخش تعیین دمای خروجی آب برج است. پس از اندازه گیری این دما فاکتورهایی همانند ظرفیت برودتی و شرایط عملکرد کولینگ تاور کمک شایانی در انتخاب مناسب تر یک کولینگ تاور خواهد بود. اندازه گیری آب مورد نیاز برای مصرف کولینگ تاور نیز به جهت برآورد تجهیزات جانبی برج در راه اندازی سیستم گردش آب از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه اندازه گیری دقیق درون محاسبات ظرفیت های برج خنک کننده به دو دلیل، کاهش یافتن هرچه بیشتر میزان مصرف آب در برج های خنک کننده و انتخاب این دستگاه بسیار حائز اهمیت می‌باشند. در این قسمت می‌خواهیم به دو روش محاسبه ظرفیت برج خنک کننده بپردازیم.

• استفاده نرم افزارهای مخصوص انتقال حرارت، طراحی تجهیزات برودتی

• بکارگیری فرمول ها یا جداول پیش تعیین شده در بخش های مختلف برج های خنک کننده

اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده چگونه بوجود می‌آید؟

اختلاف دمای ورودی یا خروجی در کولینگ تاور یکی دیگر از پارامترهای بسیار مهم در بخش محاسبات است. این اختلاف دما میان دمای دو آب ورودی(گرم)،  آب خروجی(سرد) تشکیل می‌شود که تحت عنوان دلتاتی (Range) یا اختلاف دمای شناخته می‌شوند. این اختلاف دما در بخش محاسبات راندمان، ظرفیت سرمایشی، میزان اختلاف دمای ورودی و خروجی اهمیت بالایی برخوردار است. تفاوت دما میان آب سرد، گرم در کولینگ تاور بهمراه محدودیت هایی می‌باشد. در قسمت محاسبات این بخش با طراحی مخصوص خود دلتاتی بالاتر 10 درجه سانتی‌گراد در یک سلول کولینگ تاور امکان پذیر نمی‌باشد. دمای مناسب میان آب سرد یا آب گرم کولینگ تاور معادل 5 تا 7 درجه سانتی‌گراد طراحی گردیده است. فرمول فوق جهت اندازه گیری این اختلاف دما بکار برده می‌شود.

Range = Hot Water Temperature – Cold Water Temperature

 

محاسبه راندمان برج خنک کننده به چه شکل انجام می‌شود؟

راندمان برج خنک کننده یا همان (Cooling Tower Efficiently) به دو پارامتر اختلاف دما(Range) و آپروچ(Approach) بستگی دارد. اندازه گیری راندمان یکی از قسمت های مهم در طراحی و محاسبات برج خنک کننده قلمداد می‌شوند. در تعریفی ساده می‌توان گفت اندازه گیری راندمان برج خنک کننده نیز همانند دیگر فاکتورهای طراحی کولینگ تاور بستگی بسیار زیادی به دما مرطوب محیط نصب دستگاه دارد. در مکان هایی که رطوبت نسبی بالایی دارند یا به عبارتی شرجی هستند، خروجی محاسبه راندمان برج خنک کننده درصدی پایین تر از حالت های ایده آل دستگاه می‌باشند. در مقابل آن در محیط هایی با رطوبت پایین یا اقلیم های گرم و خشک نتیجه محاسبه بازدهی یا راندمان برج به عددهایی هماندد 85 درصد و بالاتر نیز آن نیز خواهدرسید. 

بمنظور محاسبه راندمان برج خنک کننده از فرمول زیر استفاده می‌کنیم.

Cooling Tower Efficiency = Range/ (Range + Approach) x 100

فاکتورهای فراوانی بر افزایش راندمان در برج خنک‌کننده تأثیرگذار خواهد بود. طراحان و مشاورین مهندسی سیالات جزوه بهترین نمونه‌های پکینگ‌مدیا یا افشانک جهت پاشش صحیح آب سبب افزایش سطح تبادل حرارت بین آب، هوا استفاده می‌شود. امروزه با پیشرفت علم سیالات و بهره‌گیری نرم‌افزارهای مخصوص کمک بسیار زیادی در استفاده از نازلهایی با راندمان بالا، پاشش خوب و در نتیجه افزایش راندمان شده است. 

 

محاسبه آب جبرانی برج خنک کننده چگونه صورت می‌گیرد؟

یکی از مهم ترین قسمت های طراحی و محاسبات کولینگ تاور برآورد میزان آب مصرفی کولینگ تاور در شرایط مختلف اقلیمی و فصلی می‌باشند. آب جبرانی یا (Make Up) در کولینگ تاور در واقع اندازه مصرف آب کولینگ تاور در واحد زمان یک عدد معینی می‌باشد. از طرفی در یک چرخه گردش سیال آب از سه روش متفاوت و مختلف از دست می‌رود. محاسبه آب جبرانی دربرگیرنده فاکتورهای بسیاری می‌باشد. در تعریفی دیگر آب جبرانی در برج خنک کننده مرطوب یا مدارباز در واقع اندازه آبی است که جهت ایجاد چرخه دائم وموازنه جرمی باید بطور دائم وارد کولینگ تاور گردد.

محاسبه آب جبرانی کولینگ تاور از جهتی حائز اهمیت فراوانی می‌باشد که تامین این آب در فصل های گرم عملأ باید با درونگری و در طراحی اولیه در نظر گرفته شود. آب جبرانی کولینگ تاور از سه روش کلی فوق محاسبه می‌شود.

• روش اول: محاسبه آب جبرانی به صورت تخریبی

• روش دوم: محاسبه آب جبرانی کولینگ تاور کولینگ تاور بشکل فرمولی

• روش سوم: محاسبه آب جبرانی توسط نرم افزارهای آنلاین و مهندسی از جمله Water Waste یا SPX Calculator