محاسبه ظرفیت برج خنک کننده

از آنجا که فرایند خنک سازی آب در گردش برج خنک کننده در یک سیکل باز و به واسطه تبخیر آب صورت می پذیرد، همواره مقداری آب می بایست جایگزین این حجم تبخیرگردد. عدم اطلاع از نحوه محاسبه ظرفیت دقیق برج خنک کننده متناسب با نیاز خریدار، علاوه بر اختلال در فرایند خنک کاری موجب تحمیل هزینه های اضافی و هدر رفت آب گردیده و بعضاً در مواقعی انتخاب نا مناسب ظرفیت برج خنک کننده حتی موجب آسیب رسانی به تجهیزات مرتبط به آن نیز می‌گردد.

این مقاله در خصوص محاسبه ظرفیت برج خنک کننده ارائه گردیده است؛ برای کسب اطلاعات بیشتر لطفاً تا پایان مطلب همراه ما باشید.

محاسبه ظرفیت و انتخاب برج خنک کننده بعنوان یک دستگاه مکمل در کنار چیلر

در این حالت برای انتخاب ظرفیت دقیق و مناسب نیاز به دانستن اطلاعات و پیش نیاز های زیر می باشد.

میزان دقیق دبی آب در گردش در برج خنک کننده.
تعیین درجه دمای آب ورودی به برج خنک کننده که این عدد براساس نوع چیلر بین 35 تا 37 درجه سلسیوس می باشد.
تعیین درجه دمای آب خروجی از برج خنک کننده که بر اساس نوع چیلر ما بین 30 تا 32 درجه سلسیوس است.
اختلاف دمای آب ورودی و خروجی برج خنک کننده که معمولا 5 درجه سانتی گراد تعریف می گردد.
میزان دمای مرطوب(WB) محلی که برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد.(به عنوان مثال حداکثر دمای مرطوب برای شهر تهران در فصل تابستان 23.8 درجه سلسیوس می باشد)

لازم به ذکر است که از نظر علمی حداکثر قدرت خنک کنندگی یک دستگاه برج خنک کننده و دمای آب خروجی از آن در بهترین حالت ممکن معمولا چند درجه بالاتر از دمای مرطوب(wb) محل نصب می باشد.
با در اختیار داشتن اطلاعات فوق و با استفاده از روش محاسبه نموداری، برج خنک کننده ای متناسب با نیاز خریدار، با رعایت تمام اصول مهندسی توسط شرکت سازنده ای متخصص و با تجربه قابل ارائه می‌باشد.

فرمول‌های دقیق محاسبه ظرفیت برج خنک کننده

فرمول ساده Q = mcΔT برای محاسبه دقیق ظرفیت برج خنک کننده کافی نیست. محاسبه دقیق ظرفیت برج خنک کننده به عوامل مختلفی مانند نوع برج خنک کننده، شرایط کاری و پارامترهای سیال بستگی دارد.

در اینجا به چند روش برای محاسبه دقیق ظرفیت برج خنک کننده اشاره می‌کنیم:

1. استفاده از نرم افزارهای تخصصی:

نرم افزارهای تخصصی مختلفی برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده وجود دارند که با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف، ظرفیت دقیق را محاسبه می‌کنند.

برخی از این نرم افزارها عبارتند از:

CoolExpert
TowerPro
Aspen HYSYS

این نرم افزارها به طور گسترده توسط مهندسین تاسیسات و طراحان سیستم‌های خنک کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2. استفاده از روش‌های تحلیلی:

روش‌های تحلیلی مختلفی برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده بر اساس اصول ترمودینامیک و انتقال حرارت وجود دارد. این روش‌ها پیچیده‌تر هستند و نیاز به دانش و تخصص کافی در این زمینه دارند.

برخی از روش‌های تحلیلی عبارتند از:

روش ε-NTU
روش Merkel
روش Wheeler

استفاده از این روش‌ها به صورت دستی برای محاسبات دقیق، توصیه نمی‌شود و معمولاً از نرم افزارهای تخصصی برای حل معادلات پیچیده این روش‌ها استفاده می‌شود.

3. استفاده از نمودارها و جداول:

در کاتالوگ‌های شرکت‌های تولید کننده برج خنک کننده، نمودارها و جداولی ارائه می‌شود که با استفاده از آنها می‌توان با توجه به شرایط کاری و پارامترهای مشخص، ظرفیت تقریبی برج خنک کننده را بدست آورد. این روش به عنوان یک روش تقریبی و اولیه، قبل از انجام محاسبات دقیق‌تر با نرم افزار یا روش‌های تحلیلی، مفید است.

در زیر به عنوان نمونه، فرمول مربوط به روش ε-NTU برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده مرطوب ارائه می‌شود:

Q = mcΔT * ε/(1 - ε * exp(-NTU))

در این فرمول:

Q: ظرفیت برج خنک کننده (بر حسب کیلووات)
m: جرم سیال در گردش (بر حسب کیلوگرم بر ثانیه)
c: ظرفیت گرمایی سیال (بر حسب کیلوژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد)
ΔT: اختلاف دمای آب گرم ورودی و سرد خروجی (بر حسب درجه سانتیگراد)
ε: effectiveness (بازده) برج خنک کننده (بدون واحد)
NTU: تعداد واحدهای انتقال حرارت (بدون واحد)

تعیین پارامترهای ε و NTU:

تعیین دقیق پارامترهای ε و NTU به نوع برج خنک کننده، شرایط کاری و پارامترهای سیال بستگی دارد و نیاز به دانش و تخصص کافی در زمینه ترمودینامیک و انتقال حرارت دارد. می‌توان از روش‌های تحلیلی، نرم افزارهای تخصصی یا نمودارها و جداول ارائه شده در کاتالوگ‌های شرکت‌های تولید کننده برای تعیین این پارامترها استفاده کرد.

نکات مهم:

در هنگام انتخاب برج خنک کننده، علاوه بر ظرفیت، باید به پارامترهای دیگری مانند نوع سیال، میزان نویز، مصرف انرژی و ابعاد نیز توجه کرد. توصیه می‌شود برای انتخاب و محاسبه دقیق ظرفیت برج خنک کننده، از متخصصان و مهندسین تاسیسات کمک بگیرید.

محاسبه ظرفیت برج خنک کننده با کاربری صنعتی

با توجه اهمیت و حساسیت این گونه پروژه ها که اکثراً میزان دبی آب در گردش بسیار بالا و دارای اختلاف دمای آب ورودی و خروجی بیش از 10 درجه سانتی گراد دارند، لذا ضروریست برای محاسبه ظرفیت سنجی مناسب و اطمینان کامل ازعملکرد مطلوب دستگاه از نرم افزا تخصصی انتخاب برج خنک کننده که تمامی اصول مهندسی و مبانی طراحی و پیش نیاز ها به طور کامل در آن در نظر گرفته شده است،استفاده نمود.

متاسفانه درمیان شرکت هایی نیز وجود دارند که بدون استفاده از محسبات دقیق مهندسی و عدم استفاده از نرم افزارهای تخصصی در این خصوص و تنها به صورت تجربی و سنتی فروشنده برج های خنک کننده بوده که از این بابت خریداران می بایست دقت و تحقیق بیشتری در انتخاب خود برای خرید داشته باشند.

معایب انتخاب برج خنک کننده با ظرفیت نامناسب

انجام محاسبات دقیق در خصوص ظرفیت سنجی و انتخاب ظرفیت مناسب برج خنک کننده بسیار حائز اهمیت است، به نحوی که انتخاب نامناسب ظرفیت دستگاه (برج خنک کننده) علاوه بر تحمیل هزینه های اولیه زیاد از بابت خرید دستگاه می‌تواند خسارات مالی زیادی را نیز در طی فرایند کار برای تجهیزات مرتبط با آن به شرح ذیل داشته باشد.

معایب ظرفیت نامناسب برج خنک کننده در سیستم های تهویه مطبوع

در سیستم های تهویه مطبوع و مواردی که از برج خنک کننده بعنوان یک دستگاه مکمل در کنار چیلر استفاده می‌شود بسیار حائز اهمیت است که ظرفیت برج خنک کننده متناسب با ظرفیت چیلر طراحی و محاسبه می‌گردد. عدم دقت در محاسبات و انتخاب ظرفیت دستگاه بصورت تجربی و سنتی علاوه بر تحمیل هزینه های جاری از بابت خرید دستگاه یا هزینه های مربوط به هدر رفت اضافی آب می‌تواند باعث بروز صدمات و خسارات مالی زیاد به دستگاه گردد.

معایب ظرفیت نامناسب برج خنک کننده در پروژه های صنعتی و بزرگ

عدم توجه به محاسبات دقیق و مهندسی در ظرفیت سنجی برج خنک کننده در پروژه های صنعتی باعث می‌شود که عملا دستگاه عملکرد مطلوبی نداشته که در چنین شرایطی در بازه زمان هایی از روز منجر به توقف اجباری فرایند و خطوط تولید و نتیجتاً ضرر و زیان مالی شدید به کارفرمایان و مدیران صنعتی می گردد.
به منظور جلوگیری از مشکلات فوق الذکر می بایست انتخاب ظرفیت برج خنک کننده بر اساس محاسبات دقیق و اصول مهندسی صورت پذیرد. همکاران ما در مجموعه تخصصی دماتجهیز آماده پاسخگویی و مشاوره در این خصوص به شما سروران عزیز می‌باشد.

دمـاتجهیــز؛ بهترین قیمت ها و برند های تجهیزات تأسیسات ساختمان

سخن پایانی

شرکت دما تجهیز بابیش از 15سال تخصص و تجربه در خصوص تولید انواع برج های خنک کننده و با تکیه بر دانش فنی کافی و بهره مندی از مهندسین وکارشناسان خبره، آمادگی ارائه کلیه خدمات شامل مشاوره، طراحی، ظرفیت سنجی صحیح و فروش و خدمات پس از فروش انواع برج های خنک کننده در ظرفیت های مختلف در بالاترین کیفیت و رعایت تمامی اصول مهندسی می باشد.
برای کسب اطلاعات تکمیلی درخصوص محاسبه، انتخاب و خرید انواع برج های خنک کننده مدار باز و بسته فایبرگلاس از نوع مکعبی (CROSS FLOW) یا مدور (COUNTER FLOW) مورد نیاز در پروژه تاسیساتی و یا صنعتی خود، لطفا در ساعات اداری با مهندسین بخش تجهیزات تهویه مطبوع در مجموعه تخصصی شرکت دما تجهیز تماس حاصل فرمایید.

مقالات مرتبط

جهت کسب اطلاعات بیشتر، پیشنهاد می‌شود مطالب مرتبط با مقاله محاسبه ظرفیت برج خنک کننده را نیز مطالعه فرمایید.