خنک کردن آب گرم برگشتی از فرآیند، خط تولید و ماشین آلات یک نیاز مهم در مجتمع های صنعتی، کارخانجات و کارگاه ها است. تقریبا در اکثر فرآیندهای تولید، بدلیل اصطکاک، احتراق و پروسه های گرمایی، لازم است که حرارت تولید شده، را دفع کنیم. برای دفع حرارت روشهای مختلفی وجود دارد. ما عموما از آب برای جذب گرما از تجهیزات صنعتی، و انتقال آن به محیط، استفاده می کنیم.
از مهمترین دلایل استفاده از آب، می توانیم به در دسترس بودن آن و ضریب انتقال حرارت قابل قبولش اشاره نماییم.
آبی که برای خنک کردن خط و تجهیزات استفاده می شود، کولینگ واتر می گوییم. همانطور که گفتیم، آب در سیستم های سرمایش و خنک کاری صنعتی دو وظیفه مهم را دارد.
- جذب گرما از ماشین آلات، تجهیزات و دستگاه ها
- دفع حرارت به محیط
برای اینکه آب بتواند حرارت و گرما را انتقال بدهد، نیاز به تجهیزات سرمایش و خنک کاری صنعتی آب است. بعد از عبور آب از قسمت خنک کننده، دمای آن کم می شود و دوباره به خط تولید و ماشین آلات فرستاده خواهد شد.
ما در این مقاله می خواهیم درباره تجهیزات خنک کاری آب و روشهای موجود سخن بگوییم.
انواع دستگاه ها و روشهای خنک کردن آب(در صنعت)
برای اینکه دمای کولینگ واتر را کم کنیم، سه روش اصلی وجود دارد. بر اساس هر کدام از این روشها، نوع خاصی از تجهیزات خنک کننده آب قابل استفاده می باشد.
- کاهش دمای آب با استفاده از روش تبخیر(برج خنک کن)
- خنک کردن آب با استفاده از هوا(ایرکولر و مبدل هوا خنک)
- سرد کردن آب به کمک چیلر(جذبی و تراکمی)
خنک کردن آب با کولینگ تاور(تبخیری)
تبخیر بخشی از آب خنک کاری، باعث می شود دمای آن کمتر شود. برج خنک کننده دستگاهی است که بر مبنای تبخیر کار می کند. با استفاده از کولینگ تاور شما می توانید دمای آب خط تولید، فرآیند و دستگاه های خود را کاهش دهید. دمای خروجی از برج خنک کن بر اساس وت بالب محیط محاسبه می شود. وت بالب یا دمای حباب مرطوب،به دمای هوا و رطوبت نسبی بستگی دارد.
در پروژه های صنعتی، برج خنک کن می تواند آب را تا 3 الی 5 درجه بالاتر از دمای وت بالب خنک کند. برای مثال اگر شما کارخانه ای در تهران، یزد، کرمان، شیراز، اصفهان یا قزوین داشته باشید، کولینگ تاور می تواند در گرمترین زمان سال، دمای آب را تا 25 الی 28 درجه سانتیگراد سرد کند. البته این به شرط استفاده از کولینگ تاور صنعتی و استاندارد امکان دارد.
در شهرهایی که رطوبت بالاست مانند بندر عباس، اهواز، آبادان، بوشهر، خرمشهر، برج خنک کننده می تواند دمای آب را تا 33 الی 36 درجه کاهش دهد.
مهمترین مزیت برج خنک کن، قیمت مناسب و امکان کاهش دما به مقداری کمتر از دمای محیط می باشد.
کاهش دمای آب با کولر هوایی
ایر کولر، یکی دیگر از تجهیزات کاهش دمای آب در صنعت است. از کندانسور هوا خنک در مواقعی استفاده می شود که دمای آب گرم بالاتر از 65 الی 70 درجه سانتیگراد باشد. کولر هوایی می تواند آب را تا 5 الی 10 درجه بالاتر از دمای محیط برساند. برای نمونه در شهرهای مرکزی کشور، ایرکولر در تابستان می تواند دمای آب را به 55 الی 60 درجه سانتیگراد برساند.
کولر هوا خنک قیمت بسیار بالاتری نسبت به کولینگ تاور(تبخیری) دارد. در مقابل ایرکولر آب مصرف(تبخیر) نمی کند.
سرد کردن آب به کمک چیلر صنعتی
یکی دیگر از انواع دستگاه های خنک کردن آب، چیلر نام دارد. چیلرها به دو نوع تراکمی و تبخیری تقسیم می شوند. مهمترین مزیت چیلر این است که آب را می تواند به 5 الی 10 درجه سانتیگراد برساند. البته چیلر قیمت بسیار بالاتری از برج خنک کن دارد. مصرف برق آن نیز معمولا بسیار زیاد است.
مقایسه کلی روش های کاهش دمای آب
در این بخش می خواهیم سه روش اصلی کاهش دمای آب را بر اساس هزینه، مزیت ها و چالشها و رنج دمایی تحت پوشش بررسی کنیم. به همین منظور جدول زیر را برای شما عزیزان تدوین نمودیم. لازم به توضیح است شرایط دمایی پیش فرض برای تهیه این جدول، وت بالب 22 درجه سانتیگراد و دمای خشک 50 درجه سانتیگراد در سایه و اوج گرمای تابستان است.
| رنج دمای کارکرد | هزینه خرید | مزایا | معایب | |
| برج خنک کننده (کولینگ تاور) | 80-25 | اقتصادی | - قیمت مناسب -امکان رسیدن به زیر دمای محیط - مصرف برق کم | - مصرف آب زیاد - رسوب و خوردگی - نیاز به سرویس دوره ای |
| ایرکولر (کولر هوایی) | بیشتر از 60 درجه سانتیگراد | نسبتا گران | - مصرف آب صفر - عمر مفید بالا - کارکرد بدون رسوب و خوردگی | - عدم امکان رسیدن به دمای کمتر از محیط - مصرف برق نسبتا زیاد |
| چیلر (جذبی یا تراکمی) | 7-20 | بسیار گران | - امکان رسیدن به دمای پایین از وت بالب - کنترل بسیار بالا روی تغییر دما | - قیمت بسیار زیاد - مصرف برق بالا - هزینه تعمیرات و سرویس قابل توجه |
روشهای ترکیبی کاهش دمای آب کولینگ
تجهیزات هیبرید و ترکیبی که در سیستم خنک کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد، معمولا برای شرایطی است که اختلاف دمای قابل توجه باشد. همچنین مواردی که استفاده از یک نوع دستگاه هزینه بسیار زیادی را به خریدار تحمیل کند. این بخش را با ذکر چند مثال واقعی و راه حل پیشنهادی ادامه می دهیم.
مثال اول : خنک کردن آب از دمای 90 به 35
در این پروژه که در استان لرستان و برای یک کارخانه تولید مواد شیمیایی انجام شد، باید 45 متر مکعب آب را از دمای 90 درجه سانتیگراد(نزدیک جوش) به دمای 35 درجه سانتیگراد در اوج گرمای تابستان می رساندیم.
وضعیت قبلی و چالش ها
کارفرما قبلا از کولینگ تاور مکعبی با ابعاد مقطع 4 در 4 متر استفاده کرده بود که بخاطر دمای بسیار بالای آب ورودی، قطعات داخلی و پکینگ ها آسیب دیده و همچنین مصرف بسیار بالای آب (بدلیل تبخیر) را در پی داشت. همچنین هزینه تعمیرات دوره ای و توقف خط تولید، زیان قابل توجهی برای کارفرما به همراه داشت(هزینه توقف هر روز خط تولید این شرکت حدود 600 میلیون تومان می شد) در عین حال از آنجا که دبی بسیار کم و اختلاف دما زیاد بود، پاشش آب روی پکینگ ها بدرستی انجام نمی شد.
راه حل بهینه
استفاده از سیستم هوا خنک می توانست مصرف آب را به صفر برساند. در عین حال هزینه و زمان تعمیرات را به شدت کاهش دهد. اما با سیستم هوا خنک مانند ایرکولر، امکان خنک کردن آب تا 35 درجه در اوج گرمای تابستان وجود نداشت. (دمای هوای محیط به 45 الی 50 میرسید)
به همین دلیل ما دستگاه کولینگ تاور هیبرید برای این شرکت تولید کردیم.(برج خنک کننده هیبریدی دارای دو کویل هوا خنک و آب خنک است) با استفاده از برج هیبریدی، شرکت تولیدی مواد شیمیایی توانست به صرفه جویی مصرف آب در حدود 70 درصد در طول سال برسد. و در مرداد ماه دمای آب را تا حدود 32 درجه سانتیگراد کاهش دهد. به علاوه مشکل توقف خط تولید از حدود 11 روز در سال به 1 روز رسید.
انتخاب دستگاه مناسب برای خنک کردن آب
برای اینکه روش مناسب برای خنک کردن آب را در کارخانه خود شناسایی کنید، نیاز به آشنایی با متدهایی که توضیح دادیم، دارید. انتخاب دستگاه مناسب خنک کردن آب در پروژه های صنعتی، می تواند تاثیر زیادی در عملکرد صحیح خط تولید شما داشته باشد. علاوه بر این سیستم خنک کاری بهینه، هزینه شما را کاهش و سود شما را افزایش می دهد. اگر در انتخاب نوع دستگاه خنک کننده آب به مشکل برخوردید، می توانید از خدمات مشاوره ما استفاده کنید. ما با تجربه طولانی در صنایع مختلف و با استفاده از نرم افزارهای مهندسی، پیشنهاد بهینه را بصورت اختصاصی ارائه می دهیم.
برای کسب اطلاعات بیشتر و درخواست خدمات مشاوره برای سرد کردن و کاهش دمای آب در صنعت با ما تماس بگیرید.
محمد قربانعلی بیک
09124780268
02166561974
02166129745