در سیستم های فرآیندی و تهویه مطبوع، برج خنک کننده یک جزء خیلی تاثیرگذار برای دفع حرارت زاید است. مطابق با تحقیقات، راندمان و اثرگذاری سیستم های سرمایشی صنایع بزرگ مانند پتروشیمی و نیروگاهی، می تواند تا ۲۵ درصد تحت تأثیر کارایی سیستم توزیع آب قرار گیرد. کلید کارایی برج های خنک کننده مدور، قطعه ای مکانیکی به نام اسپرینکلر برج خنک کننده است که تبادل حرارت خوب را میسر می کند.
اسپرینکلر برج خنک کننده چیست؟
اسپرینکلر برج خنک کننده (Sprinkler Head)، قطعه ای مرکزی و دوار است که به طور خاص در برج های خنک کننده با بدنه گرد یا مخروطی به کار می رود. هدف اصلی آن، توزیع یکنواخت، شعاعی و چرخشی آب گرم ورودی بر روی سطوح پرکن (پکینگ ها) است. توزیع کامل آب بر روی تمام سطح مقطع پکینگ ها برای افزایش مساحت تماس با جریان هوا و در نتیجه، حداکثرسازی بازده خنک کاری تبخیری امری ضروری است.
آب گرم فرآیندی پس از ورود به بخش ثابت و مرکزی اسپرینکلر برج خنک کن، با فشار جریان، نیروی محرکه لازم برای چرخش بخش متحرک آب پخش کن برج خنک کننده را فراهم می کند. این قطعه با چرخش مداوم خود، آب را از طریق بازوهای متصل، در یک الگوی دایره ای پخش می کند.
انتخاب متریال ساخت اسپرینکلر برج خنک کننده بسیار مهم است؛ بیشتر از آلومینیوم ریخته گری استفاده می شود. چون وزن سبک، مقاومت خوب در برابر زنگ زدگی و قابلیت بالانس بالایی دارد. با این وجود، در محیط های صنعتی با آب های آلوده یا خورنده، مدل های ساخته شده از برنج یا چدن ترجیح داده می شوند.
ظرفیت اسپرینکلر برج خنک کن نیز بر اساس دبی آب در گردش تعیین می شود و از مدل های کوچک ۲ اینچی با ۴ خروجی، تا مدل های بزرگ صنعتی متغیر است. فشار کاری در نقطه ورود به آب پخش کن برج خنک کننده باید به دقت تنظیم شود تا چرخش روان و سرعت مناسب تضمین گردد. راندمان حرارتی برج خنک کننده، به طور مستقیم به کیفیت توزیع آب توسط این اسپرینکلر بستگی دارد.
عملکرد اسپرینکلر برج خنک کننده
عملکرد اسپرینکلر برج خنک کننده بر پایه تبدیل انرژی پتانسیل و فشار آب به انرژی جنبشی چرخشی است. آب گرم پس از رسیدن به بخش مرکزی آب پخش کن برج خنک کننده، به بازوهای متحرک که دارای نازل های زاویه دار هستند، هدایت می شود. خروج آب با فشار از این نازل ها، یک نیروی واکنش یا رانش در جهت مخالف ایجاد می کند. تجمع این نیروهای واکنش در تمام بازوها، باعث می شود که کلگی اسپرینکلر برج خنک کن با سرعتی مشخص حول محور خود به چرخش درآید.
هدف اصلی از این چرخش، ایجاد یک پوشش آب نازک و کامل بر روی تمام سطح پکینگ ها است. این پوشش کامل باعث می شود که سطح تبادل حرارتی به حداکثر برسد و فرآیند تبخیر آب (که عامل اصلی خنک سازی است) به صورت بهینه انجام گیرد. در صورت کاهش فشار آب ورودی به اسپرینکلر برج خنک کننده، سرعت چرخش کاهش یافته یا متوقف می شود که نتیجه آن تمرکز آب در مرکز و خشک ماندن لبه های پکینگ ها خواهد بود و بازدهی خنک کاری به شدت افت می کند. کنترل و نگهداری دوره ای سیستم بلبرینگ و تمیزی نازل ها، برای تضمین عملکرد مداوم و بدون توقف برج خنک کننده ضروری است.
انواع اسپرینکلر برج خنک کننده
تنوع در طراحی و ساخت اسپرینکلر برج خنک کننده عمدتاً بر اساس نیازهای خاص محیط کاری، دبی آب و مقاومت در برابر خوردگی آب ورودی صورت می گیرد. اصلی ترین تقسیم بندی بر اساس جنس متریال و ظرفیت است.
| معیار طبقه بندی | جنس متریال رایج | مزایا و ویژگی های کلیدی | کاربردهای نمونه |
| جنس ساخت | آلومینیوم ریخته گری | وزن سبک، نصب آسان، مقاومت به خوردگی در آب های معمولی، بالانس عالی | برج های تهویه مطبوع، صنایع با آب با کیفیت استاندارد |
| جنس ساخت | برنج/چدن | استحکام مکانیکی بالا، مقاومت عالی در برابر سایش و خوردگی شیمیایی، عمر طولانی | نیروگاه ها، صنایع نفت و گاز (با آب های پر املاح یا آلوده) |
| جنس ساخت | پلیمری (ABS/PVC) | مقاومت کامل در برابر زنگ زدگی، هزینه ساخت و نگهداری پایین | برج های فایبرگلاس کوچک و متوسط، ظرفیت های پایین |
| طراحی توزیع | تعداد بازوها | ۴ یا ۶ یا ۸ بازو؛ متناسب با قطر برج و دبی برای پوشش کامل | تمام انواع اسپرینکلر برج خنک کن |
انتخاب صحیح نوع آب پخش کن برج خنک کننده تضمین می کند که سیستم در طولانی مدت، نیاز کمتری به تعمیرات داشته و با بالاترین راندمان کار کند. همان طور که اشاره کردیم مدل های آلومینیومی محبوب ترین نوع اسپرینکلر برج خنک کننده در بازار هستند.
اجزای اسپرینکلر برج خنک کننده
اسپرینکلر برج خنک کننده از سه بخش اصلی ثابت، متحرک و اجزای مکانیکی فرعی تشکیل شده که در هماهنگی با یکدیگر عمل می کنند تا فرآیند توزیع دوار آب را انجام دهند.
اجزای ثابت اسپرینکلر برج خنک کننده
بدنه یا هاب ثابت یک جزء ثابت اسپرینکلر برج خنک کننده است. این بخش به لوله اصلی ورودی آب گرم متصل می شود و آب را به سمت قسمت دوار هدایت می کند. این قسمت معمولاً به صورت محکم و بدون حرکت نصب می شود. شفت (محور) مرکزی هم جزء ثابت دیگر است. یک میله ثابت و مستحکم که در مرکز آب پخش کن برج خنک کننده قرار گرفته و تکیه گاه اصلی برای چرخش هاب متحرک است.
اجزای متحرک اسپرینکلر برج خنک کننده
این اجزا عبارتند از:
- هاب دوار (Rotor Hub): بدنه اصلی چرخنده که روی شفت مرکزی قرار می گیرد.
- بازوهای توزیع: لوله هایی که به صورت شعاعی به هاب متصل هستند و آب را به سمت محیط برج حمل می کنند.
- نازل ها یا روزنه ها (Orifices): خروجی های انتهایی و زاویه دار که بر روی بازوها نصب می شوند و وظیفه دارند با ایجاد نیروی واکنش، چرخش اسپرینکلر برج خنک کن را تأمین کرده و آب را به صورت پودری یا اسپری پخش کنند.
اجزای مکانیکی فرعی اسپرینکلر برج خنک کننده
بلبرینگ ها (Bearing) یکی از اجزای مکانیکی فرعی اسپرینکلر برج خنک کننده هستند. این اجزا مجموعه ای از یاتاقان ها که بین شفت ثابت و هاب متحرک قرار گرفته اند تا اصطکاک را به حداقل برسانند و چرخش روان اسپرینکلر برج خنک کننده را تضمین کنند. این بلبرینگ ها معمولاً از نوع ضد آب هستند. کاسه نمدها و آب بندها هم دیگر اجزای مکانیکی فرعی اسپرینکلر برج خنک کننده به شمار می روند. برای جلوگیری از نشت آب از محفظه بلبرینگ و ورود آلودگی به آن به کار می روند. حفظ سلامت بلبرینگ ها و تمیزی نازل ها در اسپرینکلر برج خنک کننده، کلیدی ترین نکته در سرویس و نگهداری این قطعه است.
نتیجه گیری
اسپرینکلر برج خنک کننده، موتور کوچک برج های گرد است. این سازوکار ساده با پراکندن یکنواخت آب گرم روی بسترهای خنک کننده، سطح تماس با هوا را به حداکثر می رساند و در نتیجه، بازدهی و قدرت سرمایش کل کارخانه را تضمین می کند. این نکته را هم در انتها ذکر کنیم که در سایت تجهیز سرمایش انواع دستگاه ها و سیستم های خنک کننده صنعتی را می توانید سفارش دهید. اسپرینکلر هم در این سایت به فروش می رسد.
بدون دیدگاه