منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 49
از: Dave Sellers
ماخذ: HPAC
طرح و اجرای برجهای خنک کن به مانند بیشتر تجهیزات تهویه مطبوع از زمان طراحی آغاز شده و در مراحل ساخت راه اندازی و عملکرد ادامه می یابد.
چک لیست طراحی
مواردی که در زیر به آنها اشاره می شود معمولاً اگر در مراحل اولیه کار مورد رسیدگی قرار نگیرند به عنوان مسائلی در زمان ساخت راه اندازی و یا کارکرد برج خنک کن مطرح خواهند شد. این موارد را میتوان به صورت چک لیست و یا فهرستی در پروژه های بعدی به کار برد:
- به جای شیرهای شناور از کنترل های الکترونیک سطح استفاده کنید تا میزان نیاز به نگهداری شیر کاهش یافته و کنترل دقیق تر و قابل اطمینان تری بر سطح اعمال گردد. ضمناً در این رویکرد، می توان اتصال آب جیرانی را از داخل برقرار نمود تا مشکلاتی چون خطر یخ زدگی در شرایط آب و هوایی سرد بهوجود نیامده و نیاز به تعبیه سیستم گرمایشی برای رفع آنها از بین برود. نصب کردن پروبهای حد بالا و پایین سطح به راحتی در محفظه ای که برای قرار دادن پروبهای عادی کنترل سطح در نظر گرفته شده است انجام پذیر میباشد. اگر مجبور به استفاده از سیستم های گرمایشی دور لوله ای (HeatTricing) باشیم که هزینه لوله کشی و عایقکاری را افزایش می دهند. رویکرد مذکور مزیت دیگری نیز خواهد داشت و آن کاسته شدن از هزینه های اولیه در مقایسه با شیرهای شناور می باشد.
- اندازه گیری نرخ جریان آب جبرانی و تخلیه مفید واقع خواهد شد. بسیاری از سیستم های تصفیه آب برای عملکرد صحیح و بدون خدشه خود نیاز به یکی از این نرخ جریان ها خواهند داشت. علاوه بر این، در برخی از نقاط دنیا، شرکت های آب و فاضلاب منطقه ای اگر مدرکی از مشترک دریافت کنند که در آن مقدار واقعی آب جبرانی و نیز مقدار بخشی از آن که عملاً تبخیر شده و وارد شبکه فاضلاب نشده است درج شده باشد هزینه های دریافتی بابت فاضلاب را کاهش خواهند داد.
- محل هایی مناسب برای تعبیه و نصب پروبهای سنسور سیستم تصفیه آب و اتصالاتی برای اضافه کردن مواد شیمیایی خاص تصفیه در نظر بگیرید.
- سعی کنید از شیوه هایی برای محافظت در برابر یخ زدگی استفاده کنید که نیاز به گرمایش الکتریکی ندارند. برخی از سیستم ها می توانند از بخار آب داغ یا گرمای کم دمای تلف شده از کندانسور یک چیلر در حال کار بهره ببرند که همگی این شیوه ها انرژی و الکتریسیته کمتری مصرف میکنند اگر این شیوه ها به طور خلاقانه ای مورد استفاده قرار گیرند میتوان در بسیاری از شرایط و به ویژه در مناطقی با آب و هوای ملایم نیاز به عایقکاری و یا گرم کردن لوله ها را از میان برداشت. با محاسبه و مقایسه کلیه هزینه ها (المانهای گرمایش الکتریکی سیم کشی های مربوطه گرم کردن لوله ،عایقکاری) شیوه های جایگزین ضمن برخورداری از هزینه کارکردی پایین تر، هزینه اولیه برابر و یا کمتری در برخواهند داشت.
- آلارم ها و نقاط کنترل زیر را علاوه بر رویه های عادی کنترل مورد توجه قرار دهید :
آلارم ارتعاش، آلارم حد بالا، آلارم حد پایین، جمع شدگی جریان آب جبرانی جمع شدگی جریان تخلیه و تأیید کننده عملکرد گرم کن تشت و گرم کن لوله های برج این نقاط و آلارمها و هشدارهای وابسته در صورتی که به طور صحیح لحاظ شوند از بروز خسارات و آسیب های ناشی از عدم تعادل بادزن با مشکلات محرک و چرخ زنجیر آن آب گرفتگی نقاط زیرین برج از بین رفتن کنترل بر تصفیه آب آسیب در گرم کن تشت و پمپ از مدار خارج شدن پیش بینی نشدهچیلر و مصرف غیر ضروری انرژی جلوگیری کرده و هزینه های فاضلاب را کاهش می دهند. - سعی کنید با به کار بردن سنسورهای معدل گیر دما دمای تشت را در عمق تشت برای ورودی حلقه کنترل به دست آورید و از آن به جای سنسورهای نصب شونده بر لوله در خط تخلیه استفاده کنید. دمای تشت برج ها در اکثر موارد و به ویژه در تشتهای عمیق و یا در صورت وجود بادزن های سرعت ثابت، میل به طبقه طبقه شدن خواهد داشت. هنگامی که بادزن به کار می افتد، لایه و طبقه ای خنک از آب ایجاد می شود و بر عکس هنگام از کار افتادن بادزن لایه ای گرم تشکیل می شود. در نتیجه سنسورهایی که در خط خروجی برج نصب میشوند تنها تغییرات پله ای دمای آب را احساس خواهند کرد و با جایگزین شدن آب گرم خروجی با لایه آب خنک سنسور به یک باره با اختلاف دمایی قابل توجه روبرو خواهد شد. با این شرایط حلقه کنترلی ناپایدار شده و تنظیم آن بسیار دشوار خواهد بود.
همانطور که عنوان شد استفاده از سنسورهای معدل گیر دما در عمق تشت می تواند به ملایم تر شدن ورودی حلقه کنترلی و در نهایت کنترل دقیق تر سیستم بدون روشن و خاموش شدن زیاد بادزن بیانجامد. - سنجش کیفیت عملکرد برج را بر اساس استانداردهای مؤسسات معتبر بین المللی مانند Cooling Technology Institute)CTI) انجام دهید. نقاط مناسب جهت تعبیه سنسور و اجرای این سنجش ها را از قبل پیش بینی نمایید.
- لوله های آب برج، فولاد بکار رفته در ساختار برج و سایر فلزاتی که در معرض هوای بیرون قرار دارند را باید بخوبی با رنگ و پوشش های خاص محافظت نمود تا ضمن برخورداری از ظاهری زیبا بر عمر مفید آنها افزوده شود.
کدگذاری رنگی لوله های مختلف در سیستم های پیچیده می تواند مفید واقع شود.
- در پروژه هایی که لوله کشی ها به چندین برج خنک کن متصل هستند، آرایش لوله های رفت و برگشت هر سلول برج را به گونه ای تعیین نمایید که نقاط اتصال آنها به سلولها متقارن باشد تا حالت خود متعادل (Self Balancing) برقرار گردد.
- در برج های چند سلولی شیرهای ایزولاسیون را علاوه بر خطوط رفت و برگشت
در خطوط متعادل ساز متصل کننده سلولها نیز نصب کنید تا بتوان برخی از سلولها را بدون قطع کردن کل سیستم برای تمیز کردن از مدار خارج نمود. - پمپ ها را به گونه ای انتخاب کنید که ظرفیت آنها زیادتر از حد مورد نیاز سیستم هایی با چندین پمپ که از مدار لوله کشی مشترکی بهره می برند، نباشد. بدین ترتیب اگر سیستم در شرایط کمتر از جریان حداکثر خود کار کند از مشکلات قطع پمپ ها به دلیل خارج شدن آنها از منحنی کارکردشان جلوگیری می شود.
- نقطه اتصالی برای گیج ها قبل از هر صافی یا صفحات توری واقع در سمت مکش پمپ در نظر بگیرید تا اپراتورها بتوانند افت فشار صافیها را اندازه گیری کرده و از مشکلات NPSH ناشی از گرفتگی صافی ها جلوگیری کنند.
- مسیرهای دسترسی مناسب مانند نردبان برای ردیف باد زنها یا تشتهای داغ برج های خنک کن سکوهای دسترسی داخلی راهرو یا پله هایی در بالا و دور لوله کشی های سقفی پیش بینی نمایید تا روند عملیات راهبری و نگهداری تسهیل گردد. انجام این کار باید تحت شرایط مطرح شده در مقررات محلی و ایمنی (استانداردهای OSIA در این زمینه قابل استفاده هستند) برای نردبانها نرده ها و مسیرهای دسترسی صورت گیرد.
- برج خنک کن و سیستم های نگهدارنده و سکوی محل نصب آن باید برای تحمل بارهای زمین لرزه محلی طراحی شوند. نرده های نگهدارنده معمولی برای چنین منظوری ناکافی هستند.
- در حین طراحی با مسئولین مهندسی منطقه هماهنگی کنید تا هیچ جنبه ای از عملیات نصب برج با مقررات محلی در تضاد نباشد. این مسائل معمولاً به مقتضیات صوتی کارکرد برجها و جنبه های زیبایی ظاهری ساختمان ها مربوط می گردد. شما مطمئناً نمی خواهید که این کار را پس از اتمام نصب انجام دهید چون ممکن است عواقب قانونی برای شما و ساختمان در بر داشته باشد.
- در پروژه هایی که میزان صدا مهم تلقی می گردد باید به موارد زیر توجه داشت: برج را کمی از شرایط طراحی بزرگ تر انتخاب کنید تا سرعت بادزن به حداقل برسد. البته این کار شاید به اضافه شدن هزینه های اولیه بیانجامد و میزان مصرف انرژی را تغییر دهد.منجر به کاستن از صدای باد زن در شرایطی می شود که بار کمتر از نقطه حداکثر طراحی بوده و تغییر بار موجب تغییر سرعت موتور می گردد.
استفاده از دریچه های ضد صدا و پوشش های بیرونی مناسب می تواند از لحاظ صوتی و بصری تاثیری مثبت بر کارکرد برج داشته باشد. - در پروژه هایی که زیبایی ظاهری ساختمان پراهمیت میباشد باید پوشش های بیرونی و سایر تجهیزات و سازه های قرار گیرنده در پیرامون برجهای خنک کن را به گونه ای تعبیه نمود که خللی در مقدار جریان هوای برج ایجاد نکنند و کیفیت عملکرد آن را تحت تأثیر قرار ندهند. از جمله مشکلات احتمالی میتوان به پوششهایی اشاره کرد که سد راه عبور جریان هوا به برج شده و طرح جریان خاصی ایجاد می کنند که موجب باز چرخش هوا از خروجی به ورودی برج می شود. اگر به هر دلیلی با یکی از این موارد روبرو شدید باید برج را بزرگ تر از حد انتخاب نمایید و یا با اقداماتی دیگر کیفیت عملکردی برج را به حد مطلوب بازگردانید.
- در برجهای خنک کن چند سلولی، روال کنترل ویژه ای طراحی نمایید تا جریان آب بدون توجه به بار و تنها در صورت بالاتر بودن دمای محیطی از مرز یخ زدن بالای کلیه سلولهای برج وجود داشته باشد تا مصرف کلی انرژی برج به حداقل ممکن کاهش یابد. اجرای این شیوه موجب خواهد شد تا مصرف انرژی به دلیل کاسته شدن از مقدار کارکرد بادزن به حداقل برسد. اما این شیوه در حالاتی که دمای هوای بیرون از مرز یخ زدن آب پایین تر می رود خطرناک خواهد بود چون سلول ها به اندازه شرایط طراحی خود جریان دریافت نکرده و در نتیجه آب درون آنها به سرعت یخ می زند. برخی از تولید کنندگان عملکرد برج تحت این شرایط را بدون توجه به دمای محیطی تضمین نمی کنند. اگر تصمیم دارید از این شیوه استفاده نمایید حتماً با سازنده برج خنک کن مشورت کنید تا از محدودیتهای اجرایی آگاه شوید.
- در برجهای خنک کن چند سلولی رویه کنترل مورد استفاده باید پیش از این که بادزنی استفاده از محرک های سرعت متغیر به جای موتورهای تک سرعته یا چند سرعته را به حالت سرعت بالا ببرد، کلیه باد زنها را در حالت سرعت پایین به کار گیرد تا بدین ترتیب مصرف انرژی به حداقل برسد.
- شرایط آب و هوایی و مقادیر حداقل و حداکثر دمایی را علاوه بر مقادیر متوسط آماری در انتخاب و تدوین روال کاری برج خنک کن لحاظ کنید. این موضوع برای برجهایی که قرار است در تمام طول سال کار کنند و یا برای کاربردهای ویژه سرویس دهند از اهمیت خاصی برخوردار است. اگر برج خنک کن پس از چند ساعت که در دمای پایین تر از ۳۲ درجه فارنهایت کار کنند منجمد خواهند شد.
- دمای حداقل مجاز ورودی آب برج به چیلر را در طراحی نصب و تدوین روالهای کنترل در نظر داشته باشید. اگر حتی چیلر برای کار کردن در زمانهایی طراحی شده باشد که دمای هوای بیرون در حوالی ۵۰ درجه فارنهایت است، دمای آب راکد در نشت برج از حد تحمل سیستم پایین تر خواهد بود. اگر ملاحظات لازم در طراحی پیش بینی نشده باشد، در زمان آغاز به کار سیستم مشکلات عدیده ای پیش خواهند آمد مگر این که سیستم به گونه ای طراحی شده باشد که آب باز چرخشی درون ساختمان از گرمای پس زده شده چیلر برای گرم کردن سیستم استفاده نماید.
- روال کنترل را به گونه ای تدوین نمایید که از کارکرد بادزن هنگام باز بودن شیر بای پس
جلوگیری کند. - در پروژه هایی که برج خنک کن باید دردماهای زیر صفر محیطی کار کند، رویه کنترل را با در نظر گرفتن موارد زیر تهیه کنید:
کلیه سلولها را در یک زمان معکوس کنید تا از راه یافتن جریان تخلیه یک سلول به سلول مجاور و یخ زدن نوک پره های بادزن جلوگیری گردد. با اعمال تمهیداتی سیستم را برای تطابق با شرایط واقعی کارکرد قابل تنظیم سازید. شیر بای پس را به صورت شیر در وضعیتی در دماهای محیطی زیر صفر به کار گیرید تا مشکلات یخ زدن آب کاهش یابد. - در برج های خنک کن با موتورهای چند سرعته سیستم کنترل باید زمان تأخیر لازم برای سوئیچ کردن از سرعت بالا به سرعت پایین را در نظر بگیرد. البته در حالت ایده آل سیستم باید سرعت را بدون توجه به چگونگی سوئیچ شدن – دستی به وسیله کلیدهای سلکتور یا خودکار از طریق سیستم کنترل با تأخیر زمانی کاهش دهد. پیش بینی چند مکانیسم تعامل داخلی یا اینترلاک اضافی برای جلوگیری از فعال شدن اتفاقی و همزمان سیم پیچ های سرعت پایین و بالا ضروری خواهد بود. در این خصوص استفاده از کنتاکتهای C شکل برای سوئیچهای سرعت بالا پایین مفید واقع می شود.
- در مورد برجهای خنک کنی که در محل مونتاژ و نصب می شوند دقت کنید که مدارک واستاد فنی به حد کافی گویا بوده و محلهای برداشتن و بلند کردن اجزاء به خوبی مشخص شده باشند تا از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری گردد.
- بررسی کنید که آیا مقتضیات آبفشان های آتش نشانی( در صورت وجود) برآورده شده اند و با سایر تجهیزات حفاظت در برابر حریق موجود در پروژه هماهنگی دارند؟ این مسئله به ویژه در برجهای خنک کن چوبی بزرگ که در محل مونتاژ و نصب شده و یا ازپلاستیک با سایر مواد قابل اشتعال ساخته شده اند باید مورد توجه قرار گیرد. در این گونه موارد بهتر خواهد بود تا علاوه بر مسئولین مهندسی و ساختمان سازی محلی با شرکت های بیمه کننده ساختمانها نیز مشورت کنید. شرایط شرکتهای بیمه معمولاً سخت گیرانه تر از مقررات مهندسی محلی است.
چک لیست ساخت
- مطمئن شوید که نقشه برج خنک کنی که عملاً تحویل خواهد شد نشان دهنده مشخصات لازم مانند دماها نرخ های جریان وزنها bhp بادزن قدرت صوتی و فاصله تا سازه های اطراف که می توانند سد راه عبور جریان هوا شوند بوده و این مشخصات برآورده مقتضیات پروژه می باشند.
- مطمئن شوید که نقشه سیستم کنترل حاوی تمام نکات و جزئیات روال های کارکرد بر اساس طراحی شما می باشد.
- با نصابان لوله کشی پیش از اجرای عملیات نصب ملاقات کنید تا هماهنگی کاملی در مورد چگونگی آرایش لوله ها و محل قرار دادن ابزار وجود داشته باشد.
- شرکت های بازرسی و نظارت را چندین بار در زمان ساخت جهت بازدید از مراحل کار دعوت کنید تا مطمئن شوید که کلید شرایط جهت اخذ تاییدیه صحت کارکرد مهیا است.
اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های آموزشی تاسیسات مکانیکی ثبت نام کنید.
