برج های خنک کننده تجهیزاتی هستند که برای دفع گرمای اضافی از فرآیندهای صنعتی یا سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شوند. این دستگاه ها با استفاده از تبخیر بخشی از آب، دمای آن را کاهش می دهند. لوله‌کشی در برج های خنک کننده نقش حیاتی دارد، زیرا مسئول انتقال آب گرم به داخل برج و بازگرداندن آب خنک شده به سیستم است. طراحی نادرست لوله‌کشی می تواند باعث کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی، یا حتی آسیب به تجهیزات شود.
اجزای اصلی سیستم لوله‌کشی برج خنک کننده
سیستم لوله‌کشی برج خنک کننده از اجزای زیر تشکیل شده است.
لوله های ورودی و خروجی
لوله ورودی یکی از اجزای سیستم لوله کشی برج خنک کننده است. این لوله آب گرم را از سیستم صنعتی یا چیلر به بالای برج منتقل می کند. جنس این لوله معمولاً از فولاد گالوانیزه، PVC، یا فایبرگلاس است تا در برابر خوردگی مقاوم باشد. لوله خروجی هم یک جزء دیگر از این سیستم است. آب خنک شده از پایین برج به این لوله انتقال می یابد و به سیستم بازمی گردد. قطر این لوله باید متناسب با دبی آب طراحی شود تا از ایجاد افت فشار جلوگیری شود.
شیرآلات
شیرهای کنترل برای تنظیم جریان آب و فشار استفاده می شوند. این شیرها ممکن است دستی، اتوماتیک، یا هوشمند باشند. شیرهای یکطرفه نیز از بازگشت آب به سیستم جلوگیری می کنند و معمولاً نزدیک پمپ ها نصب می شوند. همچنین شیرهای ایزوله برای قطع جریان در مواقع تعمیرات به کار می روند.
پمپ ها
پمپ ها قلب سیستم لوله کشی هستند و وظیفه گردش آب بین برج و سیستم را بر عهده دارند. انتخاب پمپ باید بر اساس موارد زیر انجام شود:
- هد: ارتفاع عمودی که پمپ باید آب را منتقل کند.
- دبی: حجم آبی که در واحد زمان جابه جا می شود.
- نوع پمپ: پمپ های گریز از مرکز رایج ترین نوع هستند، اما در سیستم های بزرگ ممکن است از پمپ های جریان محوری استفاده شود.
سیستم توزیع آب
این سیستم شامل اجزایی است که آب را به صورت یکنواخت روی سطوح خنک کننده پخش می کند. نازل های اسپری، در برج های جریان متقابل آب را به صورت قطرات ریز به سمت پایین پخش می کنند. حوضچه های توزیع نیز در برج های جریان عرضی آب را به صورت گرانشی روی سطوح خنک کننده می ریزند.
فیلترها و تجهیزات تصفیه آب
فیلترهای شنی یا توری ذرات جامد را از آب جدا می کنند. سیستم های تزریق مواد شیمیایی نیز برای کنترل خوردگی، رسوب، و رشد جلبک ها استفاده می شوند.
ملاحظات طراحی در لوله کشی برج خنک کننده
در لوله کشی برج خنک کننده باید یک سری از ملاحظات طراحی را در نظر داشته باشید.
انتخاب مواد
فولاد گالوانیزه مقرون به صرفه اما مستعد خوردگی در محیط های مرطوب است. PVC یا CPVC نیز مقاوم در برابر خوردگی و رسوب، اما تحمل دمای بالا را ندارد. از سوی دیگر فایبرگلاس، سبک و مقاوم در برابر خوردگی است اما هزینه بالاتری دارد.
محاسبه قطر لوله
قطر لوله بر اساس دو عامل اصلی تعیین می شود. عامل اول، سرعت جریان است. برای جلوگیری از افت فشار و سایش، معمولاً این عدد بین ۱٫۵ تا ۳ متر بر ثانیه است. عامل دوم نیز دبی آب است. دبی آب با استفاده از فرمول Q = A × V (دبی = سطح مقطع × سرعت) محاسبه می شود.
انبساط حرارتی
تغییرات دمایی باعث انبساط یا انقباض لوله ها می شود. برای جبران این پدیده از دو مورد زیر استفاده می شود. مورد اول، قلاب های انبساط است. حلقه های U شکلی که انعطاف پذیری ایجاد می کنند. مورد دوم هم مفاصل انبساطی هستند. یعنی اتصالات انعطاف پذیر از جنس لاستیک یا فلز.
پشتیبانی و مهار لوله ها
نگهدارنده های افقی و عمودی، از لوله ها در برابر وزن خود و ارتعاشات محافظت می کنند. فاصله بین نگهدارنده ها نیز بستگی به جنس و قطر لوله دارد (مثلاً برای لوله PVC، هر ۱٫۵ متر یک نگهدارنده).
عایق بندی
عایق حرارتی برای جلوگیری از اتلاف انرژی در لوله های آب گرم یا یخ زدگی در لوله های آب سرد به کار می رود. هیت تریسینگ نیز برای عایق بندی به کار می رود. استفاده از کابل های گرمایشی در مناطق سردسیر رایج است.
انواع برج های خنک کننده و پیکربندی لوله کشی
برج های خنک کننده و پیکربندی لوله کشی دارای انواع زیر است:
برج های جریان عرضی
ویژگی های این برج ها این است که آب از بالا به صورت گرانشی روی سطوح خنک کننده جاری شده و هوا به صورت افقی وارد می‌شود. لوله‌کشی برج های جریان عرضی هم به این شکل است که لوله ورودی در بالای برج و لوله خروجی در پایین قرار می گیرد. قطر لوله های ورودی بزرگتر است تا از افت فشار جلوگیری شود.
برج های جریان متقابل
ویژگی اصلی این برج ها این است که آب و هوا به صورت مخالف جهت یکدیگر حرکت می کنند. در لوله‌کشی این نوع برج ها لوله های ورودی در پایین برج و نزدیک به فن تعبیه می شوند. این طراحی نیاز به پمپ‌های قوی تر دارد.
سیستم های مدار باز و بسته
در مدار باز، آب مستقیماً با هوا تماس پیدا می‌کند. لوله‌کشی ساده تر است اما نیاز به تصفیه آب بیشتری دارد. مدار بسته هم به این صورت است که آب درون لوله های مسی یا استیل گردش می کند و با هوا تماس ندارد. این سیستم به لوله‌کشی اضافی برای مبدل حرارتی نیاز دارد.
نصب و نگهداری سیستم لوله‌کشی
مراحل نصب سیستم لوله‌کشی به این صورت است که در مرحله اول، بررسی نقشه ها و استانداردها صورت می پذیرد و مطابقت با کدهای ASME یا ISO مشخص می شود. مرحله دوم، جوشکاری و اتصالات با استفاده از روش های مناسب است. این کار برای جلوگیری از نشت انجام می گیرد. آزمایش فشار هم مرحله سوم می باشد. در این مرحله، تست با فشار ۱٫۵ برابر فشار کاری برای اطمینان از عدم نشتی صورت می پذیرد.
نگهداری پیشگیرانه
اولا باید بازرسی ماهانه انجام شود. در بازرسی ماهانه، خوردگی، رسوب، و ترک در لوله ها بررسی می شود. برای حذف رسوبات آهکی و بیولوژیکی هم شستشوی شیمیایی انجام می شود. به منظور افزایش طول عمر تجهیزات، روانکاری شیرآلات و پمپ ها نیز صورت می پذیرد.
عیب یابی مشکلات رایج
اگر مشکل نشت آب وجود داشته باشید، باید واشرها یا اتصالات آسیب دیده تعویض شوند. اگر هم کاهش دبی جریان وجود داشته باشد، گرفتگی فیلترها یا پمپ باید بررسی گردند. همچنین در صورتی که مشکل لرزش لوله ها وجود داشته باشد، تنظیم نگهدارنده ها یا افزودن دمپرهای ارتعاشی، راه حل است.
ملاحظات ایمنی و محیط زیستی
ملاحظات ایمنی و محیط زیستی به شرح زیر است:
- نصب شیرهای اطمینان برای جلوگیری از ترکیدگی لوله ها در صورت افزایش فشار ناگهانی.
- استفاده از سیستم های بازیابی آب یا چیلرهای هیبریدی برای کاهش اتلاف آب.
- جلوگیری از نشت مواد شیمیایی به محیط زیست با نصب سپتیک تانک یا فیلترهای کربنی.
جمع بندی
لوله‌کشی برج خنک کننده یک سیستم پیچیده است که نیازمند طراحی دقیق، انتخاب مواد مناسب، و نگهداری منظم است. هر جزء از لوله های ورودی تا شیرآلات و پمپ ها نقش خاصی در کارایی کلی سیستم ایفا می کند. با رعایت استانداردهای مهندسی و انجام بازرسی های دوره‌ای، می توان از خرابی های پرهزینه جلوگیری و عمر مفید تجهیزات را افزایش داد.
بدون دیدگاه