میزان مصرف آب در برج خنک کننده | راهنمای واقعی مصرف و راهکار بهینه‌سازی

مصرف آب در برج خنک کننده (Cooling Tower) صنعتی و غیر صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.با توجه به کم آبی در اکثر نقاط کشور توجه به این مسئله اهمیت دو چندانی پیدا می کند.در ادامه به مبحث مصرف آب در برج خنک کننده می پردازیم.

چقدر آب در برج خنک‌کننده مصرف می‌شود؟

برج خنک‌کننده یکی از تجهیزات حیاتی در سیستم‌های سرمایشی صنعتی است، اما یکی از چالش‌های اصلی آن مصرف بالای آب است. برای درک درست این موضوع باید بدانیم آب در برج خنک‌کننده در سه مرحله اصلی از دست می‌رود: تبخیر، تخلیه و پاشش قطرات ریز.

تبخیر (Evaporation)

این بخش طبیعی‌ترین و اجتناب‌ناپذیرترین نوع مصرف آب است. در فرآیند تبادل حرارتی، بخشی از آب در تماس با جریان هوا تبخیر می‌شود و همین تبخیر موجب خنک شدن مایع در گردش می‌گردد. معمولاً میزان تبخیر حدود یک درصد از کل دبی گردش آب است. به‌طور مثال اگر دبی آب در گردش ۵۰ مترمکعب بر ساعت باشد، حدود ۷۵۰ لیتر آب در هر ساعت تبخیر می‌شود.

تخلیه آب (Blowdown)

آب در گردش به‌مرور زمان املاح و رسوبات را در خود جمع می‌کند. برای جلوگیری از رسوب و خوردگی، بخشی از آن باید به‌صورت کنترل‌شده تخلیه شود. اگر این مرحله به‌درستی مدیریت نشود، هم مصرف آب افزایش پیدا می‌کند و هم راندمان سیستم کاهش می‌یابد.

ناپایداری یا پخش قطرات (Drift)

در اثر حرکت جریان هوا، بخشی از آب به‌صورت قطرات بسیار ریز از برج خارج می‌شود. اگر قطره‌گیرها طراحی یا نگهداری مناسبی نداشته باشند، این هدررفت می‌تواند چند برابر شود. طراحی دقیق قطره‌گیر و لوور نقش مهمی در کاهش این اتلاف دارد.

عوامل مؤثر بر مصرف آب

میزان مصرف آب در برج خنک‌کننده به عوامل مختلفی وابسته است؛ از جمله:

• دمای هوای مرطوب و شرایط اقلیمی منطقه
• کیفیت آب تغذیه و سختی آن
• سرعت باد و وضعیت نگهداری برج
• اختلاف دمای آب ورودی و خروجی

در مناطق گرم و خشک، معمولاً تبخیر سهم بیشتری از کل مصرف آب را تشکیل می‌دهد. درحالی‌که در نواحی مرطوب، مدیریت زیرآب و کیفیت آب اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

راهکارهای کاهش مصرف آب

• استفاده از قطره‌گیرهای با راندمان بالا
• کنترل دقیق زمان و حجم تخلیه آب
• استفاده از سیستم‌های تصفیه برای افزایش سیکل تغلیظ
• بازیافت آب کندانس و آب باران
• پایش و کنترل مداوم عملکرد برج

نکات قابل بررسی برج خنک کننده

1. مصرف آب برج خنک کننده بدلیل تبخیر
2. مصرف آب برج خنک کننده بدلیل زیرکش (Blow Down)
3. مصرف آب برج خنک کننده به دلیل پاشش قطرات
4. سیکل تغلیظ در برج خنک کننده
5. مصرف آب برج خنک کننده بدلیل نشتی بدنه و اتصالات

اتلاف آب در برج خنک کننده

سامانه های سرمایشی تبخیری برای تاثیرپذیری بالاتر به تبخیر بخشی از آب گردشی وابسته می باشند.طبق یک قانون تقریبی ، اتلاف آب ناشی از تبخیر ۱ درصدی آب گردشی متناظر با افت ۵/۶ درجه سانتی گراد از دمای آب می باشد. علاوه بر اتلاف تبخیری ، تلفات دیگری به دلیل انتقال ذرات آب و گاهی به نام دیگر “رانش” وجود دارد ولی در اکثر انواع برج های خنک کننده مقادیر اتلاف مذکور تنها بخش اندکی از تلفات تبخیری را تشکیل می دهد.

بدلیل تلفات غیر قابل رویت آب ، کاربرد دائمی مقدار معینی از آب جبرانی در سامانه های بازگردشی سیکل باز الزامی می باشد.تخلیه و تهی سازی سامانه های بازگردشی سیکل باز در قیاس با نرخ های گردش آب ناچیز می باشد.بنابراین عموما پالایش شیمیایی کافی آب سرمایشی ، بدون کاهش و رفع اثربخشی مواد شیمیایی امکان پذیر می باشد.

جریان های سامانه

1. جریان های ورودی سامانه (آب جبرانی خطوط اصلی یا منابع دیگر)
2. جریان های خروجی سامانه (تبخیر،رانش ، زیرکش و تلفات غیر قابل کنترل

از موارد فوق آب جبرانی می تواند مواد محلولی را به درون سامانه وارد کند، در حالی که فرایندهای زیرکش و رانش، مواد محلول را به خارج از سامانه تخلیه می کنند.در فرایند تبخیر هیچ مواد جامد محلولی از سامانه خارج نمی گردد.بنابراین با دسترسی سامانه به شرایط حالت پایدار، غلظت های مواد جامد به تغذیه و اتلاف آب و غلظت های محلول بستگی دارند.

درجه افزایش غلظت های مواد محلول داخلی سامانه،ضریب غلظت،سیکل های غلظت یا نسبت غلظت نام دارد،یعنی:مواد محلول در آب جبرانی و مواد محلول در آب گردشی بدلیل آب جبرانی C

• C سیکل های غلظت
• E نرخ تبخیرها
• D رانش، شامل نشتی ها و اتلاف بادی
• B زیرکش

C=E+D+B÷D+B

سیکل های غلظت به وسیله مقدار زیرکش تغییر می کنند.در غیاب کامل زیر کش مقدار محدود سازی که به وسیله مقدار وقوع رانش تعیین میگردد.تلفات آبی از طریق زیرکش باید به وسیله آب جبرانی به گونه ای جایگزین گردد که در هنگام افزایش مقدار زیرکش ، هزینه آب جبرانی خطوط اصلی برای بهره برداری از سامانه به همان میزان افزایش یابد.

به علاوه هزینه مواد شیمیایی مورد نیاز در آب گردشی نیز افزایش می یابد.فرایند زیرکش یکی از روش های در دسترس برای جلوگیری از رسوب گذاری از مجموع جامدهای محلول سامانه باید از طریق تراضی میان الزام های متضادی معین گردد.در بهره برداری از سامانه های برج خنک کننده ، وابسته به کیفیت آب جبرانی  ، سیکل های غلظت نیز می توانند به طور گسترده ای تغییر کنند.

مصرف آب در برج خنک کننده

مصرف آب در برج خنک کننده باید به صورت نرمال باشدتا نه تنها باعث صرفه جویی در مصرف انرژی بلکه باعث راندمان بالای کاری شود. در مورد هرگونه مشکلی مربوط به مصرف آب برج خنک کننده ، شما می توانید با سازنده دستگاه ارتباط برقرار کنید و شایان ذکر است که با تهیه کولینگ تاور با کیفیت ، نشتی در اتصالات و بدنه رخ نمی دهد.

اگر می‌خواهی مصرف آب برج خنک‌کننده‌ات را دقیق بسنجی و با راهکارهای فنی مصرف را تا نصف کاهش بدهی، همین حالا با تیم مهندسی ما تماس بگیر. ما با بررسی شرایط کاری، نوع برج و دمای محیط، بهترین پیشنهاد بهینه‌سازی را بر اساس داده واقعی بهت ارائه می‌دهیم — نتیجه‌اش مصرف کمتر، راندمان بالاتر و هزینه‌ی کمتر خواهد بود.