عملکرد برج خنک کننده در زمستان

عملکرد برج خنک کننده در زمستان در واحد های صنعتی بسیار حائز اهمیت می باشد که در ادامه به بررسی آن می پردازیم. برج های خنک کن طوری طراحی شده اند که بیشترین سطح تماس میان آب و هوا را در طولانی ترین زمان ایجاد نمایند. این عملکرد گرچه در تابستان ایده آل است ولی در زمستان ممکن است موجب یخ زدن کولینگ تاور شود، بنابراین جهت کنترل عملکرد برج خنک کننده در زمستان باید ابزاری جهت عملکرد کولینگ تاور وجود داشته باشد. میزان یخ قابل قبول در برج خنک کن لایه نازک یخی است که در ناحیه ورود هوا و لوور ها می نشیند.

این مقدار یخ زدگی در برج خنک کن قابل قبول است و نگرانی در مورد سازه کولینگ تاور و یا عملکرد برج خنک کن ایجاد نمی نماید. اما اگر مقدار یخ ایجاد شده قابل توجه باشد و بروی پکینگ ها و ساپورت ها پیشروی کند برای سازه برج خنک کننده مشکل ساز می شود.

این یخ ایجاد شده روی پکینگ ها ( سطوح انتقال حرارت ) را پوشانده و عملکرد برج خنک کن را مختل می کند در برخی اوقات یخ بروی سازه کولینگ تاور پیشروی می کند و ستونها و بدنه را مورد تهدید قرار می دهد.

بررسی عملکرد برج خنک کننده در زمستان

متد های کنترل یخ زدگی در برج خنک کننده بسته به نوع برج خنک کن ، سیستم توزیع آب و تجهیزات مکانیکی متفاوت است. ولی موارد زیر برای همه شرایط صحیح است:

• پتانسیل یخ زدگی با میزان هوای وارد شده به کولینگ تاور تغییر می کند، در صورتیکه جریان هوا کاهش یابد پیشروی یخ کاهش پبدا می کند و یخ زدگی عقب نشینی می کند.
• در برج های خنک کننده ای که جریان هوا غیر قابل کنترل است ( مانند برج های جریان طبیعی یا برج های خنک کننده هذلولی ) پتانسیل یخ زدگی به صورت مع با مقدار بار حرارتی تغییر می کند ، کم شدن مقدار بار حرارتی احتمال یخ زدگی را بالا می برد.
• پتانسیل یخ زدگی با مقدار آب پاشیده شده بروی پکینگ ها رابطه عکس دارد ، کاهش مقدار آب در گردش میزان یخ زدگی را افزایش می دهد.

بیشتر برج های خنک کننده جریان اجباری قابلیت کنترل دبی هوای ورودی را دارند ، امکان تغییر دور پروانه و یا خارج کردن تعدادی از فن ها در این نوع برج های خنک کننده دیده می شود، همچنین برای برج های خنک کننده ای که برای کار در زمستان طراحی می شوند قابلیت کنترل دبی آب هم دیده می شود ، که هم کنترل آب در جریان و هم کنترل دبی هوای در جریان بسیار کمک کننده خواهد بود، ولی در برج خنک کننده جریان طبیعی امکان کنترل میزان هوای ورودی امکانپذیر نمی باشد.

برج های خنک کن طوری طراحی شده اند که بیشترین سطح تماس میان آب و هوا را در طولانی ترین زمان ایجاد نمایند. این عملکرد گرچه در تابستان ایده آل است ولی در زمستان ممکن است موجب یخ زدن کولینگ تاور شود، بنابراین جهت کنترل عملکرد برج خنک کننده در زمستان باید ابزاری جهت عملکرد کولینگ تاور وجود داشته باشد.

جلوگیری از یخ زدگی برج خنک کننده در زمستان

• کنترل دبی هوای ورودی : کنترل میزان دبی هوای ورودی ابزار با ارزشی برای کنترل میزان یخ زدگی در برج خنک کننده است. بوسیله این ابزار می توان در زمستان میزان هوای سرد وارد شده به برج خنک کن را کاهش داد و باعث آب شدن یخ های تشکیل شده در برج خنک کن بوسیله آب گرم در جریان شد. فن هایی با سرعت دورانی حداکثر هیچ کمکی نمیکنند ولی فن هایی دو سرعته با عملکرد در دور پایین در زمستان موجب کاهش یخ زدگی خواهد شد. اما بهترین نوع سیستم استفاده از اینورتر و قابلیت تغییر دور پروانه می باشد که با کاهش یا افزایش دور پروانه اجازه یخ زدن آب را نمی دهد. در برج های چند سلولی می توان یک یا تعدادی از پروانه ها را خاموش کرد تا میزان هوای ورودی به برج خنک کن کاهش یابد. در صورت یخ زدگی شدید در ناحیه ورود هوا لازم است تا برای مدتی کوتاه پروانه یه صورت برعکس کار کند تا هوای گرم را به سمت لوور ها هدایت کند و یخ ها را آب کند. این روش باید برای مدت بسیار کوتاه انجام شود تا موجب یخ زدن فن استک ، پروانه ها و یا تجهیزات مکانیکی نشود. در برج های چند سلولی هرگز یک یا چند فن به صورت برعکس به گردش درنیاید بلکه همه با هم باید برعکس شروع به کار کنند ، در غیر اینصورت ممکن است بخار خارج شده از یک فن به داخل فن با چرخش عکس کشیده شود و یخ زدگی شدید ایجاد کند.
• کنترل دبی آب ورودی : در برج های خنک کننده ای که جهت فعالیت در زمستان طراحی می شوند سیستم توزیع آب باید طوری طراحی شود که امکان تغییر و تمرکز پاشش آب به کناره ها ( نواحی ورود هوا ) را داشته باشد. این نکته در برج های خنک کننده با جریان هوای طبیعی که امکان کنترل هوا وجود ندارد بسیار با اهمیت است. در این روش آب گرم به نواحی کناره های برج که احتمال یخ زدگی بالا است پاشیده می شود. هنگام عملکرد برج خنک کننده در زمستان هنگام استارت اولیه  آب موجود در تشت آبسرد ممکن است بسیار سرد و در حال انجماد باشد بنابراین لازم است قبل از به گردش انداختن آب مقداری از آب گرم ورودی به تشت برج خنک کن بای پس شود تا از یخ زدن آب جلوگیری کند. حتی در هنگام کار هم می توان مقداری از آب گرم را به تشت برج خنک کننده بای پس نمود تا دمای آب تشت در دمای مناسبی قرار گیرد. انتقال آب گرم به تشت در هنگام کار در برج های خنک کننده جریان طبیعی پیشنهاد نمی شود زیرا موجب کاهش آب جریان یافته بروی پکینگ ها شده و خود موجب یخ زدگی می شود. همچنین انتقال آب گرم به تشت در هنگام کار در برج های خنک کننده جریان اجباری زمانی توصیه می شود که امکان کنترل دبی هوای ورودی وجود داشته باشد و این مقدار نباید بیشتر از پنجاه درصد آب در گردش باشد.

در مجموع تفاوتی بین پتانسیل برج های خنک کننده جریان متقاطع با جریان مخالف در یخ زدگی وجود ندارد، ولی در برج های خنک کننده جریان مخالف یخ زدگی در نواحی پر قدرت سازه برج خنک کن اتفاق می افتد و یخ زدایی آن مشکل تر است اما در برج های خنک کننده جریان متقاطع آب از لبه ی مستعد یخ زدگی عبور می کند و احتمال یخ زدگی پایین است. در نهایت بر عهده کاربر کولینگ تاور است تا با استفاده از همه یا هر یک از روش های اعلام شده از بروز یخ زدگی در برج خنک کننده جلوگیری نماید و عملکرد برج خنک کننده در زمستان را تضمین نماید. جهت مطالعه بیشتر می توانید به مقاله ” نگهداری برج خنک کننده در زمستان ” مراجعه فرمایید.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-operation-in-freezing-weather/