چیدمان و لوله کشی آب برج خنک کننده

چیدمان برج خنک‌ کننده به معنی نحوه قرارگیری برج‌ های خنک‌ کننده نسبت به هم و محل قرارگیری آنها در محیط نصب می‌ باشد. بهترین محل برای نصب برج خنک‌ کننده، مکان‌ های بلند مانند پشت بام می‌ باشد که جریان هوا به خوبی در آنجا وجود دارد.

در محل نصب ممکن است موانع و منابع حرارتی وجود داشته باشد که در صورت عدم رعایت موارد نصب ممکن است در عملکرد کولینگ تاور تأثیرگذار باشد. بنابراین جهت چیدمان صحیح برج خنک کن باید از یک سری قوانین و اصولی پیروی نمود.

لوله کشی برج خنک‌ کننده، به معنی ایجاد و ساخت مسیر انتقال آب میان سیستم و دستگاه برج خنک‌ کننده است. جهت خنک کردن آب باید بتوانیم آن را به برج خنک‌ کننده منتقل و پس از خنک شدن مجدداً به سیستم برگردانیم. این انتقال به وسیله قدرت پمپ و در مسیر لوله‌ کشی رفت و برگشت میان سیستم و برج خنک‌ کننده انجام می‌ شود.

لوله‌ کشی برج خنک کن دارای اصول و قواعدی می‌ باشد که عدم رعایت آن موجب بروز اتفاقات ناگواری خواهد شد که در مطلب پیش رو به برخی نکات مهم در طراحی، اجرا، چیدمان و لوله کشی کولینگ تاورها می‌ پردازیم.

خنک شدن سیال در ابزوربر و تقطیر مبرّد در کندانسور چیلر ضرورت استفاده از برج خنک کننده و به دنبال آن لوله کشی‌های آن را روشن می‌سازد. اما چنانچه دسترسی به منابع دیگری جهت تأمین آب خنک وجود داشته باشد، می‌توان با در نظر گرفتن تمهیداتی از آنها استفاده نمود. آب چاه‌های عمیق که در طول سال دارای دمای ثابتی هستند و همین طور آب جاری رودخانه از این جمله است.

نحوه چیدمان برج خنک‌ کننده

اولین نکته‌‌ای که باید در نظر گرفته شود محل قرارگیری برج خنک‌ کننده نسبت به سایر سازه‌‌ها و دیوارها می‌‌باشد. در چیدمان برج خنک‌ کننده جریان القایی که خروجی و اگزاست هوا از قسمت فوقانی می‌‌باشد، ارتفاع برج خنک‌ کننده و محل خروج هوا باید بلندتر یا هم ارتفاع دیوارهای مجاور و یا ساختمان‌ های نزدیک باشد.

وقتی ارتفاع دستگاه از دیوار مجاور کمتر باشد، مشکلات جریان هوا به وجود می‌‌آید. در این چیدمان برج خنک‌ کننده مشکل وقتی شدیدتر می‌‌شود که جهت وزش جریان هوا هم به سمت برج خنک‌ کننده و دیوار باشد که در این صورت هوای خارج شده از برج خنک کن مجدداً به دستگاه وارد شده و کاملاً عملکرد برج خنک‌ کننده را مختل می‌‌کند.

طراحی لوله‌ کشی کولینگ تاور

برای انتخاب پمپ برج خنک کنبه دو پارامتر نیاز است؛ یک دبی آب در گردش که عبارت است از میزان حجم آب در گردش در واحد زمان و دوم هد سیستم که به میزان هد پمپ آب جهت غلبه بر ارتفاع موجود میان سیستم و برج خنک‌ کننده بعلاوه هد مورد نیاز جهت غلبه بر اصطحکاک در طول مسیر لوله‌ کشی می‌باشد. با بدست آوردن مجموع هد و دبی از روی چارت و یا به وسیله نرم‌افزار، پمپ مورد نیاز را بدست می‌آوریم.

نکات مهم در لوله‌ کشی برج خنک‌ کننده

• پمپ باید در پایین ‌ترین نقطه لوله‌ کشی قرار بگیرد
• تکه ‌های لوله‌ کشی اعم از زانویی و مابقی باید به صورت هم مرکز نصب شود
• ترجیحاً قطر لوله‌ کشی در تمام مسیر یکسان باشد
• ترجیحاً مسیر لوله‌ کشی صاف و دارای کمترین پیچ و تاب باشد
• بهتر است زانویی ‌ها، شیرها و صافی‌‌ها در مسیر خروج پمپ باشد
• لوله مکش پمپ حتی ‌الامکان صاف باشد
• در مسیر مکش گیج نصب کنید تا فشار منفی تشخیص داده شود
• با طراحی واتر لگ در لوله‌کشی اجازه ندهید پس از خاموش کردن پمپ برج سر ریز کند

کنترل دما و دبی آب در برج های خنک کننده

دو عامل دما و دبی آب برج خنک کننده تاثیر بسیاری بر روی ظرفیت سرمایش چیلر دارند. به همین علت، توجه به کیفیت و کمیت آب برج خنک کننده و کنترل دقیق این موضوع متناسب با دما و دبی سیال گرم کننده (بخار یا آب گرم) از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است. برای کنترل دمای آب برج خنک کننده راه‌های گوناگونی وجود دارد که ساده ترین آن استفاده از ترموستات برای روشن و خاموش کردن فن های برج خنک کننده است. در این روش حسگر ترموستات، دمای آب خنک کننده ورودی به چیلر را می‌سنجد که در نتیجه این کار، در صورت کافی بودن دمای آب فرمان خاموش شدن فن را صادر می‌کند.

برخی از برج های خنک کننده گالوانیزه دارای چندین فن سانتریفیوژ هستند که در این موارد ترموستات های چند مرحله‌ای می‌توانند تحت تاثیر دماهای تنظیم شده مختلف، طی مراحلی فن‌ها را به نوبت خاموش و نیز به همان ترتیب روشن نمایند.

در برج هایی که دارای یک فن جریان محوری بزرگ هستند، می‌توان با کمک یک درایو سرعت، دور فن را کاهش یا افزایش داد و یا حتی آن را خاموش یا روشن کرد.

در برج های با ظرفیت بالا که تنها دارای یک فن خنک کن هستند، کنترل فن از طریق روشن و خاموش کردن متوالی ممکن است مشکلاتی به همراه داشته باشد. از جمله این مشکلات می‌توان به افزایش سریع دمای آب و لزوم آغاز به کار فن در مدت زمان کوتاه اشاره کرد. در این صورت مدت زمان خاموشی فن کمتر شده و در مقابل، طول مدت زمان کارکرد آن بیشتر می‌شود که برای حل این مشکل باید از روش شیر سه راهه موتوری و بای پس (Bypass) جریان آب استفاده نمود.

در این روش از شیر سه راهه موتوری با مسیر کنار گذر (Bypass) در لوله ورودی آب برج استفاده می‌شود و بخشی از آب رفت به مدار برگشت وارد شده و موجب تعدیل دمای آب ورودی به چیلر می‌گردد.

اغلب لازم است که از هر دو روش کنترل فن و کنترل دمای آب به وسیله شیر سه راهه بصورت ترکیبی استفاده شود. همچنین روش دیگر، استفاده از درایو سرعت در مسیر پمپ‌های برج خنک کننده و تغییر دور الکتروپمپ‌های آب برج می‌باشد. در این روش دبی ورودی آب به برج متغیر خواهد بود.

محاسبه سایز لوله ها و پمپ گردش آب برج خنک کننده

محاسبه سایز و قطر لوله‌ها و همچنین فشار و دبی آب در گردش برج های خنک کننده، صرفاً توسط مهندسین و کارشناسان تأسیسات بر اساس پارامترهای مختلفی مانند دبی و جریان آب در گردش مورد نیاز (GPM)، هد پمپ سیرکولاتور جریان آب برج خنک کننده، افت فشار در لوله‌ها و اتصالات مسیر جریان آب تا برج، افت فشار جریان آب در لوله‌های کندانسور یا ابزوربر و در نهایت فشار مورد نیاز در هنگام پاشش آب روی پکینگ ها طبق دیاگرام‌ها و جداول مهندسی تعیین می‌گردد.

دبی آب برج خنک کننده برای چیلرهای جذبی یک اثره ۳٫۶ گالن بر دقیقه به ازای هر تن تبرید است و این مقدار برای چیلرهای جذبی دواثره و شعله مستقیم معادل ۴ گالن بر دقیقه به ازای هر تن تبرید می‌باشد. ولی در هر حال بهتر است دبی مورد نیاز دقیقاً بر اساس اختلاف دمای ورودی و خروجی برج خنک کننده و ظرفیت سرمایشی چیلر محاسبه شود.

برای تعیین فشار پمپ نیز کافی است تا طول رفت و برگشت را با یکدیگر جمع نموده و با اضافه کردن طول معادل اتصالات، آن را بر اساس افت ۲٫۵ فوت در هر ۱۰۰ فوت، در عدد ۲٫۵ ضرب و بر عدد ۱۰۰ تقسیم کرده و سپس ارتفاع برج از تشتک تا افشانک را به آن افزوده و افت فشار ناشی از کندانسور و ابزوربر را با آن جمع کنیم. برای تعیین طول معادل اتصالات و خط برگشت، می‌توانیم طول رفت (LS) را سه برابر در نظر  بگیریم.

تبخیر آب در برج خنک کننده بطور مرتب موجب بالا رفتن غلظت آب باقی مانده در تشتک برج و افزایش ناخالصی‌ها در آن شده و افزایش سختی آب در حال گردش موجب رسوب گذاری در لوله‌ های کندانسور و ابزوربر خواهد شد. رسوب گذاری در لوله ها ضمن فرسایش آنها، انتقال حرارت را نیز کاهش می دهد. بنابراین لازم است که آب برج خنک کننده بطور مرتب زیر آب کشی شده و آب سختی گیری شده بعنوان آب جبرانی، جایگزین آن شود. این فرآیند می تواند بصورت دستی یا اتوماتیک انجام شود. برای انجام این کار باید شیر و لوله زیر آب کشی را در تشتک یا لوله مکش آب برج خنک کننده نصب کرد.

اقدامات لازم جهت نگهداری برج خنک کننده بعد از نصب

وجود رسوب، گل و لای باعث تجمع میکروب ها و تسریع رشد آنها می شود. به همین علت بررسی منظم ماهانه برج خنک کننده و پاکسازی مواد زائدی که باعث تسریع این رشد شده و در نتیجه سبب جلوگیری از این مشکل می ‌گردد. قسمت هایی مانند صفحات یا پکینگ ها و حوض یا تشتک برج، از محیط های بسیار مناسب برای تشکیل این رسوبات و میکروب ها می باشند. به همین علت پاکسازی و ضدعفونی این بخش ها از الویت بالایی برخوردار هستند.

سخن پایانی

کولینگ تاور جزو مهم ترین دستگاه ها در صنعت تهویه مطبوع است که باید مورد استفاده قرار بگیرد. اگر برج های خنک کننده نباشند، کار دستگاه ها در صنایع مختل شده و به آنها آسیب وارد می شود. چیدمان و لوله کشی کولینگ تاور یکی از مواردی است که باید اصولی انجام شود تا در نحوه کارشان اختلال ایجاد نشود.