چگونگی محاسبه راندمان برج خنک کننده

چگونگی محاسبه راندمان برج خنک کننده و محاسبه ظرفیت برج خنک کننده چیلر | برج خنک کننده تهویه مطبوع

قبل از هر چیز باید بدانید که نرم افزار محاسبه ظرفیت برج خنک کننده و نرم افزار طراحی برج خنک کننده نیز موجود می باشد.

با افزایش چشمگیر استفاده از چیلرهای جذبی و تراکمی و نصب و راه اندازی برج های خنک کن ، محاسبه ظرفیت برج خنک کن همواره از دغدغه های اساسی سازندگان و کارفرمایان بوده است.
ما در این مقاله به شما خواهیم گفت که برج خنک کننده با چه ظرفیتی برای سیستم سرمایشی شما (چیلر) مورد نیاز است؟

برای کارکرد بهینه چیلر، نیاز به برج خنک کن با ظرفیت مناسب، به منظور خنک سازی سیال مبرد می باشد.
چگونه توان ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن را محاسبه کنیم؟
براساس تجربه، معمولا سازندگان برج خنک کننده، توان برج خنک کننده را در چیلرهای تراکمی ۳۰درصد بیشتر از توان چیلر و در چیلر های جذبی دو برابر توان چیلر در نظر می گیرند.
دلیل انتخاب این ضرایب، ریشه در ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی و جذبی دارد. ضریب عملکرد چیلرهای جذبی به عنوان یک ماشین حرارتی غالبا کمتر از ۱ بوده در حالی که این میزان در چیلرهای تراکمی به عنوان یخچال به ۳ نیز می رسد. بنابراین از نتایج حاصل از تجربه داریم:
ظرفیت مورد نیاز برج خنک کننده = توان چیلر جذبی × ۲
ظرفیت برج خنک کننده = توان چیلر تراکمی × ۱.۳
البته شایان ذکر می باشد که این مقادیر دقیق نیست اما آستانه امنی در اختیار شما قرار خواهد داد تا چیلر برای فرآیند خنک سازی دچار مشکل نشود.
حال با نگاه علمی تر سعی بر بدست آوردن مقداردقیق ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن خواهیم کرد.
در برآورد ظرفیت یا توان برج خنک کن ۳ پارامتر اساسی مطرح می شود:
۱. نرخ جریان که همان دبی آب گذرنده از برج خنک کن می باشد. این مقدار را می توان از کاتالوگ چیلر مورد نظر استخراج نمود.
۲. رنج سرمایش یا همان اختلاف دمای آب ورودی و خروجی برج خنک کن (T1-T2). دمای آب ورودی و خروجی مورد نیاز چیلر در کاتالوگ مطرح شده است اما معمولا اختلاف این دو دما ℉۱۰ می باشد این اختلاف دما بر حسب درجه سانتیگراد با توجه به محاسبات زیر ۵.۵ درجه خواهد شد:
℉=۱.۸ ℃+۳۲ ⟹ ℃=۰.۵۵ ℉-۳۲
T (℃)= ۰.۵۵ ×۱۰℉=۵.۵
۳.دمای هوای منطقه جغرافیایی مورد نظر. مسلم است هر چه دمای محیط بیشتر باشد نیاز به توان بالاتری برای برج خنک کن می باشد. این دما را می توان از اطلاعات سازمان هواشناسی هر منطقه به دست آورد.
علاوه بر دمای هوا ، رطوبت نیز عامل تاثیر گذار در برآورد ظرفیت برج خنک کننده یا کولینگ تاور خواهد بود، در مناطقی با رطوبت بالا عمل تبخیر سخت تر از مناطق خشک اتفاق خواهد افتاد بنابراین عمل خنک سازی که با تبخیر همراه است نیازمند توان بالاتری در برج خنک کن می باشد.
با توجه به پارامترهای بالا برای بدست آوردن ظرفیت مورد نیاز برج خنک کن در مقالات رابطه زیر مطرح شده است :
بارحرارتی ( Btu/hr )= دبی بر حسب جی پی ام ×۵۰۰ × رنج سرمایش (درجه فارنهایت)
استفاده از این فرمول به دلیل وجود واحدهای انگلیسی برای کاربران ایرانی سخت خواهد بود.در تمامی منابع فارسی نیز عینا این رابطه ترجمه و آورده شده، جالب است بدانید این رابطه همان فرمول معروف :
Q ̇= m ̇C∆T
است. که در آن Q ̇ ظرفیت(انرژی بر واحد زمان) برحسب m ، Btu/hr ̇ دبی بر حسب gpm و T∆ بر حسب فارنهایت مطرح شده و فرمولی با ظاهر جدید ساخته است.
فرض کنید یک برج خنک کن با فلوی فرضی lit/m1500 در نظر بگیریم ، خواهیم داشت :

Q ̇= m ̇C∆T= 1500/60 ×۴۲۰۰×۵.۵= ۵۷۷.۵/۳.۵ KW=165 RT

اکنون اگر این توان را بخواهیم از رابطه موجود در منابع انگلیسی بدست آوریم با توجه به تبدیل واحدهای زیر خواهیم داشت :

Q ̇ (Btu/hr)= Gpm ×۵۰۰× F
۱Gpm/(3.79 lit/m) ×۱۵۰۰ lit/m × (۵۰۰×۱۰)/۱۲۰۰۰=۱۶۵ RT
۱RT=12000 Btu/hr
۱Gpm=3.79 lit/m

محاسبه راندمان برج خنک کننده و محاسبه ظرفیت برج خنک کننده (Cooling Tower Capacity) = میزان گرمایی که توسط برج خنک کننده (کولینگ تاور) باید از سیال در گردش گرفته شود تا دمای مطبوع و مورد نظر کارفرما چه بمنظور خنک کاری هوای محیط و چه خنک کاری سیستم در حال کار در کارخانه فراهم گردد.
با اندازه گیری مقدار فوق در فرمول بالا ، سازنده قادر است برج خنک کننده با ظرفیت و اندازه مورد نظر را تولید کند و از اشتباهات و نواقص پرهزینه بعدی پیشگیری کند.

برچسب : تولید و تعمیر برج خنک کننده تولید برج خنک کننده  تعمیر برج خنک کننده