در پروژه‌های صنعتی، انتخاب برج خنک‌کننده صرفاً بر اساس تناژ نامی می‌تواند به انتخاب تجهیزی منجر شود که با وجود ظرفیت اسمی اعلام‌شده، قادر به تأمین نیاز واقعی فرآیند نیست.

در این پروژه، کارفرما برای خنک‌کاری تجهیزات جوشکاری، یک برج خنک‌کننده مدار بسته با ظرفیت نامی ۸۰ تن تبرید درخواست کرده بود. پس از بررسی شرایط فرآیندی توسط RMS، مشخص شد که ظرفیت موردنیاز و مشخصات فنی دستگاه باید بر اساس اطلاعات واقعی پروژه تعیین شوند.

تجهیز اولیه از سازنده دیگری خریداری شد؛ اما عملکرد نامناسب آن در فصل گرم سال، باعث توقف‌های مکرر خط تولید شد. در ادامه، برج خنک‌کننده مدار بسته جدیدی توسط RMS طراحی و تولید شد که اکنون(سال 1405)حدود چهار سال است در حال بهره‌برداری است.

مشخصات فرآیندی پروژه

پس از دریافت اطلاعات کارفرما، شرایط طراحی به شرح زیر مشخص شد:

بنابراین، معیار انتخاب دستگاه، تأمین دبی حدود ۳۸ مترمکعب بر ساعت با کاهش دمای آب از 36 به 26 درجه سانتی‌گراد بود؛ نه صرفاً تولید یک برج با ظرفیت نامی ۸۰ تن.

چرا ظرفیت ۸۰ تن برای این پروژه کافی نبود و این عدد چطور محاسبه شده بود؟

به نظر می‌رسد سازنده اولیه با توجه به دبی آب، از ظرفیت‌های آماده کاتالوگی استفاده کرده و ظرفیت موردنیاز را حدود 65 تن تبرید برآورد کرده بود. سپس برای در نظر گرفتن حاشیه اطمینان، دستگاهی با ظرفیت نامی 80 تن انتخاب شده بود.

این برآورد احتمالاً بر مبنای اختلاف دمای متداول 5 درجه سانتی‌گراد در جداول ظرفیت انجام شده بود؛ در حالی که اختلاف دمای آب در این پروژه 10 درجه سانتی‌گراد بود. برای درک تفاوت، بار حرارتی متناظر با دبی 38 مترمکعب بر ساعت و اختلاف دمای ۵ درجه، حدود 63 تن تبرید است. با افزایش اختلاف دما به 10 درجه، این مقدار به حدود126 تن تبرید می‌رسد.

محاسبات RMS نیز بار حرارتی پروژه را حدود 126 تن تبرید نشان داد. با توجه به اپروچ ۴ درجه سانتی‌گراد و شرایط طراحی، ظرفیت نامی حدود 150 تن تبرید برای دستگاه پیشنهادی در نظر گرفته شد.

نکته مهم این است که ظرفیت نامی کاتالوگ را نمی‌توان بدون توجه به شرایط مبنای آن، مستقیماً به یک پروژه صنعتی تعمیم داد.

تفاوت مشخصات فنی دو پیشنهاد

با وجود اختلاف قیمت، تفاوت دو پیشنهاد فقط به ظرفیت نامی محدود نبود.

استفاده از طول بیشتر لوله کویل مسی و فن بزرگ‌تر، هزینه ساخت دستگاه پیشنهادی RMS را افزایش می‌داد. در نهایت، کارفرما با توجه به قیمت پایین‌تر، دستگاه سازنده دیگر را خریداری کرد.

برای آشنایی بیشتر با تأثیر جنس و طول لوله کویل بر طراحی و قیمت برج‌های مدار بسته، می‌توانید به صفحه برج خنک‌کننده مدار بسته RMS مراجعه کنید.

عملکرد نامناسب دستگاه گالوانیزه و توقف خط تولید

حدود شش ماه پس از خرید، کارفرما مجدداً با RMS تماس گرفت. بررسی اولیه نشان داد که دستگاه در شرایط گرم اواخر خردادماه، با دبی حدود 33 مترمکعب بر ساعت، نمی‌توانست دمای آب خروجی را به کمتر از 28.5 درجه سانتی‌گراد برساند.

این در حالی بود که فرآیند جوشکاری به آب خنک‌کننده با دمای حدود 26 درجه سانتی‌گراد نیاز داشت.

افزایش دمای آب، عملکرد تجهیزات جوشکاری را مختل کرده و موجب توقف‌های مکرر خط تولید شده بود.

بررسی دستگاه و تصمیم برای جایگزینی

پس از بازدید از دستگاه، مشخص شد که علاوه بر اختلاف ظرفیت انتخاب‌شده با نیاز واقعی فرآیند، طول لوله کویل و قطر فن نیز با مشخصات پیشنهادی RMS تفاوت قابل توجهی دارند.

طول کمتر کویل، جنس متفاوت لوله و ابعاد فن، همگی از عواملی بودند که باید در ارزیابی عملکرد حرارتی دستگاه بررسی می‌شدند. البته تعیین سهم دقیق هر عامل، به اطلاعات کامل طراحی کویل، دبی هوا، افت فشار و شرایط عملکرد نیاز دارد.

کارفرما در ابتدا درخواست داشت ظرفیت دستگاه موجود افزایش یابد؛ اما با توجه به محدودیت‌های طراحی و هزینه‌ای که قبلاً برای خرید آن پرداخت شده بود، اصلاح دستگاه لزوماً راهکاری مطمئن برای دستیابی به دمای موردنیاز نبود.

پس از بررسی فنی و توضیح تفاوت ظرفیت نامی با بار حرارتی واقعی، کارفرما تصمیم گرفت دستگاه موجود را با یک برج خنک‌کننده مدار بسته جدید جایگزین کند.

نتیجه عملکرد برج خنک‌کننده مدار بسته سری RMC

کولینگ تاور سیکل بسته RMC بر اساس شرایط واقعی فرآیند طراحی و تولید شد.

این دستگاه اکنون حدود چهار سال است که در حال کار است. در طول بهره‌برداری، دبی آب در برخی شرایط به حدود 42 مترمکعب بر ساعت نیز رسیده، در حالی که دمای خروجی آب از حدود 26 درجه سانتی‌گراد بالاتر نرفته است.

این نتیجه، در مقایسه با عملکرد دستگاه قبلی که در دبی حدود 33 مترمکعب بر ساعت قادر به تأمین دمای موردنیاز نبود، اهمیت انتخاب صحیح ظرفیت و طراحی حرارتی را نشان می‌دهد.

جمع‌بندی

این پروژه نشان می‌دهد که انتخاب برج خنک‌کننده مدار بسته بر اساس دبی آب یا تناژ نامی کاتالوگ، بدون بررسی اختلاف دمای موردنیاز و شرایط اقلیمی، می‌تواند به انتخاب تجهیز نامناسب منجر شود.

در این پروژه، تفاوت میان شرایط مبنای ظرفیت‌گذاری و نیاز واقعی فرآیند، در کنار تفاوت مشخصات کویل و فن، به عملکرد نامطلوب دستگاه اولیه و توقف خط تولید انجامید.

در مقابل، برج سری RMC با طراحی متناسب با شرایط فرآیند، حدود چهار سال است که در حال بهره‌برداری بوده و دمای خروجی موردنیاز را حتی در دبی‌های بالاتر تأمین کرده است.

در پروژه‌های صنعتی، معیار اصلی انتخاب برج خنک‌کننده باید توانایی تأمین دبی و دمای موردنیاز فرآیند در شرایط طراحی باشد؛ نه صرفاً عدد تناژ نامی درج‌شده در کاتالوگ.