برج خنک کننده - کولینگ تاور - برج خنک کن | پایاسرداب

انتخاب و نحوه کار پمپ های چگالنده در مقاله قبل توضیح داده شد.در ادامه باید گفت که پیدایش پمپ های سرعت متغیر موجب معرفی روش های جدید و خلاقانه پمپاژ چگالنده های چیلر گردید. مشکل عمر طولانی چیلر و برج خنک کن در نرخ جریان مطلوب آنها از طریق استفاده از روش که به پمپاژ اولیه – ثانویه مشهور شده است . (به شکل توجه کنید) رفع می گردد. روش های دیگری نیز وجود دارد که از پمپ های سرعت ثابت برای برج خنک کن و پمپ های سرعت متغیر برای چگالنده استفاده می شود.پمپ های سرعت ثابت برج خنک کن ، فشار آب تغزیه پمپ هاس سرعت متغیر چگالنده را افزایش داده در نتیجه مشکل مربوط به NSPH برای پمپ های چگالنده رخ نمی دهد. این آرایش پمپ ها باعث می شود که تمامی هد استاتیکی برج خنک کن بر عهده پمپ های برج گذاشته شده و پمپ های سرعت متغیر با یک هد کاملا اصطکاکی عمل نمایند. درنتیجه راندمان کلی سیستم به آب برای پمپاژ چگالنده افزایش یافته و برج خنک کن در نرخ جریان بهینه کار کند زیرا جریان آب درون چگالنده تغییر می یابد.

شکل 1- پمپ های سرعت متغیر چگالنده

الف) پمپ های انفرادی چگالنده چیلر ب) پمپ های چندگانه

ادامه استفاده از پمپهای سرعت متغیر چگالنده، نشان داد که در اکثر برجهای خنک کن بازه جریان متغیر میتواند با کنترل مناسب فنهای سرعت متغیر برج خنک کن همراه شوند. اکثر سازندگان برج خنک کن می توانند یک محدوده جریان آب درون برجهمراه با جریان هوای کاهش یافته ارائه نمایند. بدیهی است که درصد نرخ جریان آب همواره باید بزرگتر از درصد جریان هوا باشد. به عنوان مثال یکسازنده اجازه کاهش ۳۰ درصدی جریان آب طراحی همراه با یک فن در حداقل سرعت را به ازای نرخ جریان هوای ۲۵ درصدی صادر می سازد. اعمالی این تغییرات در جریان آب و هوا باید به تایید سازنده برج خنک کننده برای آن کاربرد برسد.تعداد و اندازه پمپ های سرعت متغیر به کار رفته برای چگالنده را می توان به گونه ای اختیار کرد که بالاترین راندمان حاصل شود.

در مصارفی که تغذیه هر چیلر به یک پمپ سرعت متغیر سپرده می شود، سرعت پمپ چگالنده می تواند به گونه ای تغییر یابد که برابر با اختلاف فشا لیفات یا فشار مبرد در دو سمت بالا و پایین چیلر گردد (شکل1-الف). -2 مواقعی که چند چیلر وجود دارد (شکل 1- ب)،

چیلرهای مختلف به کار رفته می باشد. با وجود این که سیستم تنها به دو پمپ با ظرفیت حداکثر (۹۰۰۰ گالن بر دقیقه) نیاز دارد، نتایج تحلیلی نشان می دهند که برای دستیابی به راندمان بالاتر باید هر سه پمپ با ظرفیت کامل خود به کار گرفته شوند.

پمپ های سرعت متغیر را می توان به وسیله افت فشار دو طرف چگالنده نیز کنترل نمود. هنگام شروع به کار یا توقف یک چیلر، شیر کنترل موجود در مدار آب چگالنده باز و بسته می شود. در اکثر مواقع، تعداد و اندازه بهینه پمپها به صورت ۳ عدد پمپ با ظرفیت ۵۰ درصد سیستم می باشد. نتیجه تحلیل پمپ های به کار رفته برای چیلرهای شکل 1-ب در جدول ۲-ارائه شده است.

تحلیل راندمان سیستم به آب نمایانگر تعداد پمپ مورد نیاز برای چیلر های مختلف به کار رفته می باشد. با وجود این که سیستم تنها به دو پمپ با ظرفیت حداکثر (9000 گالن بر دقیقه ) نیاز دارد نتایج تحلیل نشان می دهند که برای دستیابی به راندمان بالاتر باید سه پمپ با ظرفیت کامل خود به کار گرفت شوند.

از چگالنده بر تجهیزات چیلر می باشند. از نمونههای قبلی روشن گردیده است که تعیین آرایشی بهینه پمپ ها نیازمند تحلیلی آرایشی های مختلف پمپ می باشد.

جدول - تحلیل سیستم پمپاژ برای چیلر های شکل 1

1-استفاده همزمان ازچیلرهای جذبی و سانتریفیوژی

یکی از مشکلاتی که به واسطه استفاده از پمپهای سرعت متغیر قابل حل میباشد، استفاده همزمان از یک چیلر جذبی و یک چیلر الکتریکی از یک برج خنک کن می باشد. پیش از این چنین کاری قابل قبول نبود زیرا میان دمای آب تغذیه چگالنده ها، اختلاف وجود دارد. چیلر جذبی به یک دمای آب تغذیه ثابت متوسط نیاز دارد در حالی که چیلر الکتریکی برای بهبود عملکرد به آب چگالنده سردتری نیاز دارد. با استفاده از پمپ های چگالنده سرعت متغیر دیگر نیازی به ثابت ماندن دمای آب ورودی وجود ندارد. هنگامی که سرعت جریان گذرنده از چگالنده متغیر باشد، نحوه کنترل بدین صورت می باشد که مانند سایر مبدلهای حرارتی، تعادل حرارتی برقرار باشد. پمپ سرعت متغیرچیلر الکتریکی به وسیله فشار لیفت چیلر و پمپ سرعت متغیر چیلر جذبی به وسیله دمای آب خروجی و جریان حداقل کنترل می شوند. اگر دمای آب برج خنک کن تا دمای ۶۰ درجه فارنهایت افت کند، برای چیلرهای جذبی باید مخزن برج خنک کننده را تا یک دمای بالاتر تنظیم مجدد نمود. استفاده از هر یک از روشها باید به وسیله سازنده چیلر تایید گردد.

 سازندگان چیلر مشغول ارزیابی آثار مختلف جریان متغیر گذرنده از چگالنده بر تجهیزات چیلر می باشند. از نمونه های قبل روشن گردیده است که تعیین آرایش بهینه پمپ ها نیازمند تحلیل آرایش های مختلف پمپ می باشند.

2-جلوگیری از انجماد در برج خنک کن

 تشکیل یخ در اشکال و اندازههای معین می تواند باعث بروز مشکلاتی در عملکرد برج خنک کن شده و سلامت ساختار آن را به خطر اندازد. تشکیل مقداری یخ در برج خنک کنی که برای کار در محیط همراه با انجماد طراحی شده، قابل قبولی می باشد. اما افزایش مقدار یخ می تواند در عملکرد برج خنک کن خدشه وارد کرده و یا سلامت سازه را به خطر اندازد. در نتیجه باید از تشکیل یخ بیش از مقدار قابل قبول جلوگیری به عمل آید. تشکیل یخ ارتباط مستقیمی با جریان هوا و غیر مستقیم با جریان آب درون برج دارد. بنابراین در کنترل تشکیل یخ می توان از کنترل نرخ پمپاژ استفاده نمود. بدیهی است که در شرایط آب و هوایی مستعد انجماد، جریان ثابت درون برج اهمیت می یابد. پمپاژ اولیه - ثانویه شکل 1-، بدون توجه به جریان گذرنده از تجهیزات، جریان پایداری از آب را در برج برقرار می کند. در مواقعی که نرخ جریان برج کم تر از نرخ طراحی باشد، شیر میانبر به کار رفته برای حذف جریان از برج در اکثر برج ها باید به صورت غیراختناقی و دو وضعیتی باشد.

 تکنیک های کنترل یخ به کار رفته در میان سازندگان برج خنک کن، متفاوت می باشند. پیشنهادات سازنده برج خنک کن باید مبنای طراحی سیستم پمپاژ برج خنک کن واقع گردد.

3- کاهش مه خروجی از برج خنک کن به وسیله پمپ ها

برجهای خنک کن با خروج مقداری مه همراه هستند که می تواند به ویژه در زمستان کاملا مشهود باشد. با استفاده از برخی تکنیک ها می توان مقدار مه خروجی را کاهش داده یا فاصله استقرار آن ها از زمین را افزایش داد. یکی از این راه ها کاهش دمای آب ورودی به برج خنک کن می باشد که بر اندازه و محل تشکیل مه تاثیرگذار می باشد. کاهش دمای آب ورودی از طریق پمپ های گردشی مجدد میسر می شود. اغلب هنگام ظهور مه، مقداری ظرفیت اضافی پمپاژ وجود دارد و مقداری از آب اطراف چگالنده های چیلر یا فرآیند را می توان از طریق شیرهای خاصی به صورت میانبر به برج خنک کن رساند. استفاده از پمپ برای کنترل مه باید به توصیه سازنده انجام گردد.

 4- خنک کاری آزاد به وسیله برج خنک کن

خنک کاری آزاد به آن دسته از فرآیندهای خنک کردن سیستم های خنک کاری شده به وسیله آب اطلاق میشود که به جای چیلر از آب برج خنک کن بهره می گیرند . خنک کاری آزاد به وسیله تعدادی لوله کشی و تجهیزات انجام شده و متوان آن را به دو دسته اساسی مستقیم و غیر مستقیم دسته بندی نمود.