فن و تجهیزات تولید و انتقال توان (موتور، گیربکس و درایو شفت)، جزو قطعات و اجزاء بسیار مهم در هستند. در حقیقت اگر در پکینگ در برج های خنک کننده از فن استفاده نشود (مانند برخی از برج‌های خنک‌کن اتمسفریک و برخی برج‌های نیروگاهی) سرعت کم جریان هوا باعث کاهش شدید راندمان کولینگ تاور و نیز کاهش تبخیر سطحی میگردد.
در عین حال بالا بودن بیش از حد سرعت فن و نیز جریان هوای تولید شده توسط پره‌ها در برج خنک‌کننده، موجب تبخیر بیش از حد و مصرف بالای آب می‌شود.
برخی مزایای استفاده از شامل؛ کاهش لرزش دستگاه، افزایش طول عمر قطعات و افزایش میزان هوادهی به داخل برج است که در ادامه این مطلب به طور کامل به آن پرداخته شده است.
این تجهیز از جمله محصولات برتر شرکت دلتا کولینگ است که از کیفیت و طراحی خاص و منحصربه‌فردی برخوردار است. لطفا در ادامه با ما همراه باشید..
فن یا پروانه این دستگاه دارای تعداد معینی پره یا تیغه می‌باشد که با چرخش آنها هوا از نقطه ای به نقطه دیگر جابجا می‌شود.
این پروانه در واقع قطعه‌ای است که وظیفه آن منتقل کردن هوا از بیرون به داخل کولینگ تاور است.
مزایای فن برج خنک‌کننده
استفاده از این دستگاه دارای مزایای زیادی است و عملکرد صحیح پروانه‌ها موجب می‌شود، کارایی برج خنک‌کننده افزایش پیدا کند. مزایای استفاده از فن برج خنک‌کننده به شرح زیر است:
- باعث کاهش لرزش ؛ ارتعاش به دلیل مختل شدن تعادل به عنوان «حرکت دوره‌ای» تعریف می‌شود.
- باعث افزایش طول عمر قطعات دیگر کولینگ تاورمانند: تسمه‌ها، موتور، بلیرینگ و دیگر اجزای برج خنک‌کننده
- افزایش میزان هوادهی و هوارسانی داخل برج خنک‌کننده
- کاهش صدای تولیدی توسط کولینگ تاور
- کاهش آمپر مصرفی موتور و مصرف انرژی
کاربرد پروانه برج خنک‌کننده
فن برج خنک‌کننده در واقع قطعه‌ای است که وظیفه آن منتقل کردن هوا از بیرون به داخل کولینگ تاور است. فن با ایجاد یک جریان مکش مکانیکی در هوای بیرون سبب گردش و جابجایی هوا درون برج خنک‌کننده می‌شود.
از این فن در کارخانجات فولاد، ذوب آهن، پالایشگاه‌ها، پتروشیمی و نیروگاه به کار برده می‌شود.
انواع فن برج خنک‌کننده
فن برج خنک‌کننده دارای انواع مختلفی است که در زیر به برخی از آنها اشاره شده است.
- فن محوری؛ دلیل اصلی و مهم نامگذاری پروانه آکسیال یا محوری کولینگ تاور چرخش پره‌های این دستگاه حول یک محور ثابت می‌باشد.
راندمان سیستم های هوادهی آکسیال غالباً بالاتر از 80 درصد می‌باشد.
سیستم هوارسانی محوری برج خنک‌کننده به فن‌هایی گفته می‌شود که جریان خروجی هوا در راستای محور گردش می‌باشد.
فن محوری عموماً برای کاربری‌های تک جهته همانند ورود و خروج هوا از یک محیط و هوادهی‌های بالا در نقاط مختلف کاربرد دارند.
چرخش پره‌های آکسیال سب ایجاد فشار نسبی در اطراف تیغه پروانه شده و در نتیجه سبب جابجایی هوا می‌شود.
فن محوری عموماً به دلیل فشار استاتیک پایین در محیط‌هایی با آلودگی بالا کاربرد ندارد و همچنین این مدل در سیستم‌های هوادهی با مسیر یا کانال های طولانی به هیچ وجه توصیه نمی‌شود.
فن محوری دارای مزایای زیر می باشد:
- سر و صدای بسیار کم به دلیل مقطع ایرودینامیکی تیغه
- راندمان بالا و ایجاد هوادهی با ظرفیت بسیار بالا
- مصرف انرژی پایین به دلیل عدم ایجاد فشار استاتیکی بالا
- گردش هوای مطلوب در سیستم های دمنده و مکنده القایی
- عدم نیاز به تعویز و سرویس دوره‌ای (روغنکاری)
- لرزش پایین به دلیل کاهش شدید نیروی دراگ و مقاومت پسا
- ظرفیت هوادهی بسیار بالا و فشار استاتیک متعادل
- مناسب جهت کاربری در انواع تجهیزات برودتی مثل کولینگ تاور، ایرکولر و چیلرهای تراکمی هوا خنک
برج خنک‌کننده محوری دارای انواع مختلفی می‌باشد:
- مانند پروانه با تیغه آلومینیوم AL؛ رایج ترین نوع سیستم هوادهی و هوارسانی در کولینگ تاور استفاده از تیغه آلومینیوم می‌باشد. جنس پره در این مدل تماماً آلیاژ آلومینیوم (aluminum alloy) می‌باشد.
مقطع ایرفویل در تیغه این دستگاه سبب کاهش شدید فشارهای مربوط به نیروی دراگ (تلاطمی) میگردد. تیغه‌های آلومینیوم به صورت شاخه‌ای توسط دستگاه اکسترود تولید می‌شوند.
قالب ایرفویل در پره‌های آلومینیومی دارای عرض 27 سانتیمتر است که عموماً در تیپ 4 پره الی 6 پره عرضه می‌شوند.
زاویه استاندارد تنظیم تیغه‌های پروانه آلومینیوم در برج خنک‌کننده بین 14 الی 16 درجه می‌باشد.
- فن سانتریفوژ (centrifuge fan)
سیستم‌های سانتریفوژ یا حلزونی در گذشته و در کولینگ تاورهای گالوانیزه کاربرد داشت.
کاربرد نوع پره بکوارد یا فوروارد در این مدل پروانه متناسب با نوع دمنده یا مکنده بودن سیتم می‌باشد.
مصرف انرژی زیاد، لرزش زیاد، راندمان پایین و خرابی زیاد از مهمترین دلایل منسوخ شدن سیستم هوادهی گریز از مرکز می‌باشد.
- پروانه برج خنک‌کننده با پره فایبرگلاس FRP؛ پروانه فایبر گلاس کولینگ تاور به دلیل داشتن تیغه یا پره کامپوزیتی (فایبر گلاس) به این نام شناخته می‌شود.
تیغه فایبرگلاس به دلیل داشتن مقاومت بسیار بالا در مقابل رطوبت کاربرد فراوانی در برج‌های خنک‌کننده مکش القایی مکنده دارد.
سیستم‌های مکنده القایی به دلیل تماس دائمی با رطوبت هوای اشباع تخلیه شده از قسمت بالای فن در خطر خوردگی و پوسیدگی قرار دارند.
استفاده از کامپوزیت یا فیبر فشرده پلاستیک در تیغه فن سبب افزایش مقاومت و طول عمر این قطعه می‌شود.
از طرفی دیگر پره‌های فایبرگلاس بکار رفته در این مدل به دلیل داشتن مقاومت در برابر اسید برای محیط‌های صنعتی به خصوص به شدت توصیه می‌شود.
در جداره بیرونی تیغه‌های فایبرگلاس در پروانه‌های محوری کامپوزیتی یا پلاستیکی از یک لایه ژلکت استفاده می‌شود.
ژلکت نوعی رزین غلیظ می‌باشد که سبب تشکیل یک لایه پوشش ضخیم و مقاوم بر جداره بیرونی پروانه کولینگ تاور می‌شود.
پروانه برج خنک‌کننده فایبرگلاس دارای کاربرد زیر می باشد:
- عدم زنگ زدگی بدنه در واکنش با رطوبت و آب
- غیرقابل نفوذ بودن در برابر گرمای خورشید (مخصوصاً در فصل تابستان)
- آنتی یووی بودن بدنه و عدم آفتاب سوختگی و پوسیدگی قطعات در برابر تابش نور خورشید
- امکان تولید و ساخت در ظرفیت های بسیار زیاد به صورت چندسلولی
- رسوب گرفتگی فوق العاده کم در برابر املاح موجود در آب
- سبک بودن ساختار فایبرگلاس نسبت به فلزهای مختلف و بتن
- ارتعاش و لرزش کم بدنه به دلیل پیچ و مهره بودن اتصالات و ساختار بدنه
- رشد جلبک و باکتری در محیط فایبرگلاس به کندی شکل می گیرد.
- طول عمر بسیار بالای بدنه فایبرگلاس در عمر مفید کاری برج خنک‌کننده و عدم نیاز به
- تولید ارزان تر و داشتن صرفه اقتصادی بالا
- ساخت سریع تر
- جابجایی و حمل آسان
- پروانه برج خنک‌کننده با تیغه پلی آمید PE؛ فن مولتی وینگ با متریال پلی آمید poly amid)) به دلیل به کار بردن متریال فوق سبک یکی از رایج ترین انواع سیستم‌های هوادهی آکسیال یا محوری به حساب می‌آید.
سیستم هوادهی مولتی وینگ به دلیل داشتن پره‌های کوچک و سبک حجم کمی از ظرفیت هوادهی را ایجاد می‌نماید.
به دلیل ظرفیت پایین هوادهی تولیدی توسط این مدل، از آن در کولینگ تاورهای کوچک (ظرفیت برودتی پایین) استفاده می‌شود.
پروانه پکینگ گرید اسپلش در واقعی نوعی از پروانه محوری یا آکسیال محسوب می‌شود که دارای قابلیت تنظیم زاویه است.
پروانه برج خنک‌کننده دارای تعداد معین پره با عرض کم (13 الی 18 سانتیمتر) است.
جنس تیغه این مدل پروانه برج خنک‌کننده از متریال پلیمری فوق سبک پلی آمید (PE) می‌باشد. اینگونه فن‌ها در تیپ «super low noise» یا فوق کم صدا محسوب خواهند شد که دسیبل صدای تولیدی آنها کمتر از 65 اندازه گیری شده است.
- فن سانتریفوژ (centrifuge fan)
سیستم‌های سانتریفوژ یا حلزونی در گذشته و در کولینگ تاورهای گالوانیزه کاربرد داشت.
کاربرد نوع پره بکوارد یا فوروارد در این مدل پروانه متناسب با نوع دمنده یا مکنده بودن سیتم می‌باشد.
مصرف انرژی زیاد، لرزش زیاد، راندمان پایین و خرابی زیاد از مهمترین دلایل منسوخ شدن سیستم هوادهی گریز از مرکز می‌باشد. قیمت پکینگ نت اسپلش معمولاً یک قیمت مناسب و شرکتی می‌باشد که سالانهفن برج خنک کننده برای ایجاد جریان هوا با دبی و فشار استاتیکی مشخص در کولینگ تاور به کار گرفته می شود. فن یکی از مهمترین و اصلی ترین اجزاء برج خنک کن بوده که عملکرد دستگاه به شدت به آن وابسته می باشد.
فن باید سبک بوده تا نیروی گشتاور محرکه کمتری برای به دوران درآوردن آن لازم باشد. همچنین باید دارای مقاومت مناسبی را در برابر تنش و خستگی داشته باشد. به همین منظور فن کولینگ تاور به صورت متداول از جنس استیل، آلومینیوم، فایبرگلاس و یا انواع پلاستک ساخته می شود.
در محاسبه گر زیر می توان میزان دبی هوا، فشار استاتیک، قطر و مشخصات ابعادی فن های کولینگ تاور را بدست آورد.
فن آلومینیومی برج خنک کننده
ویژگی های فن برج خنک کننده
فن یا پروانه قطعه ای اصلی در کولینگ تاور است که وظیفه آن به حرکت درآوردن هوا و ایجاد تبادل حرارت بوسیله عبور هوا از روی پکینگ ها می باشد.
انواع فن برج خنک کن
فن ها معمولاً در دو نوع محوری و سانتریفیوژ در مورد استفاده قرار می گیرند که نوع سانتریفیوژ فشار استاتیکی بالاتر و نوع محوری دبی بالاتری تأمین می کنند.
تعمیر و نگهداری فن برج خنک کننده
تعمیر و نگهداری فن می‌تواند بعلت مشکلات دسترسی دشوار باشد. در زمانی که برج خنک کن کار می‌کند، گیربکس را نمی توان دید یا لمس کرد. بنابراین با تنظیم یک شتاب سنج از راه دور بر روی گیربکس، مانیتورینگ معمولی انجام می شود.
از آنجا که کولینگ تاور در واحدهای ساختمانی در تابستان مورد بهره برداری قرار می گیرد، می‌توان با اعمال سرویس های دوره‌ای منظم در فصل زمستان، انتظار عملکرد منظم و مناسبی را در طول فصل تابستان داشت.
فن برج خنک کننده
فن یکی از اجزای اصلی کولینگ تاور است که نقش آن ایجاد جریان هوا درون دستگاه و افزایش تبادل حرارت میان آب و هوا می باشد
دلایل لرزش در کولینگ تاور
مشکلات ناشی از لرزش در کولینگ تاور که عمدتاً به پروانه مربوط می باشد، می تواند ناشی از موارد زیر باشد:
به هم خوردن بالانس، به هم خوردن زاویه بلیدها، شکسته شدن پروانه، مشکلات درایو، عدم تعادل شفت، مشکلات اتصال به پروانه، رزونانس شفت، سایش تسمه، رزونانس تسمه، خرابی گیربکس، خرابی
در کولینگ تاور معمولاً از سیستم های کاهش دور تسمه یا استفاده می‌کنند که هر دو به نظارت روزانه نیاز دارند تا عملکرد قابل اعتماد و بدون دردسری را تضمین کنند.
سیستم های تسمه ای از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند، چرا که عملکرد آنها کم هزینه تر، ساده تر می‌باشد. ولی استفاده از گیربکس برای سایزهای بزرگ پروانه غیر قابل اجتناب است.
قوانین حاکم بر فن
روابط زیر برای کلیه فن ها صادق می باشد.
- مقدار دبی هوا با سرعت دوران فن تغییر می کند
- مقدار دبی هوا با زاویه بلیدها نسبت به صفحه افقی تغییر می کند
- مقدار فشار استاتیک با مربع نسبت ظرفیت تغییر می کند
- توان فن با مکعب نسبت ظرفیت تغییر می کند
- در دبی ثابت، مقدار توان و فشار استاتیک فن با چگالی هوا تغییر می کند
عمکلرد دمایی برج خنک کننده
تعیین عمکلرد دما در برج خنک کننده، به مقدار نرخ جریان جرمی هوایی که از میان پکینگ ها عبور می کند بستگی دارد. البته این هوا بوسیله فن برج خنک کننده به جریان می افتد. مقدار دبی حجمی هوا را با Q نشان می دهند.