پکینگ برج خنک کننده
پکینگ برج خنک کننده که به آن فیلینگ برج خنک کننده نیز می گویند، یکی از مهم ترین بخش های هر برج خنک کننده در ایجاد سطح تبادل گرما است. هدف اصلی پکینگ برج خنک کننده ایجاد سطح موثر مفید برای تبادل انرژی میان آب داغ و هوای خنک می باشد. سطوحی که پکینگ برج خنک کننده ایجاد می نماید در واقع همانند پوشال های کولر، سطح تماس و برخورد بین آب و هوا را می‌‌افزاید. افزایش سطح انتقال حرارت در جریان کارکرد برج خنک کننده تأثیر به سزایی در چگونگی کارکرد سیستم می گذارد.
حیاتی بودن پکینگ برج خنک کننده در عملکرد دستگاه برج خنک کننده زمانی مشخص می شود که سیستم دچار رسوب و گرفتگی می شود. با ایجاد لایه های رسوب و کاهش سطوح تبادل حرارت در پکینگ های برج خنک کننده یا فیلینگ های خنک کننده راندمان سیستم دچار افت می شود. افت راندمان در برج خنک کننده با افزایش دمای آب سرد خروجی مشهود می شود. در بین اجزای داخلی برج خنک کننده مهم ترین و اساسی ترین بخش، پکینگ برج خنک کننده می باشد که وظیفه ایجاد سطح تبادل حرارت را بر عهده دارد. پکینگ های برج خنک کننده با توجه نوع عملکرد سیستم داخلی برج خنک کننده دارای انواع مختلفی می باشد که در ادامه به توضیح آن می پردازیم. با ما همراه باشید.
انواع پکینگ برج خنک کننده از نظر شکل هندسی
هنگامی که قصد تهیه پکینگ برج خنک کننده را دارید شما با اشکال مختلفی از پکینگ ها رو به رو خواهید شد که همگی از لحاظ شکل هندسی و فاصله ای که میان لایه های پکینگ ها وجود دارد که معمولا به آن ها گام گفته می شود با یک دیگر تفاوت های عمده ای دارند و معمولا با نام های مختلفی نام برده می شوند، که عبارت است از:
- پکینگ اسپلش
- پکینگ نت اسپلش
- پکینگ گرید اسپلش
- پکینگ رندوم اسپلش
- پکینگ اسپلش وی بار
- پکینگ فیلم یا پکینگ آبشاری
اما هر کدام از این پکینگ های برج خنک کننده با توجه به گام های در نظر گرفته شده و جنسی که برای تولید آن ها به کار برده می شود از عملکرد مختلفی برخوردار هستند و هر یک سطح تماس متفاوتی را میان آب و جریان هوا بر قرار می سازند، به این صورت که هر چقدر گام پکینگ ها کم تر باشد در نتیجه سطح تماس بیشتری برای انتقال حرارت به وجود خواهد آمد. مثلا پکینگ های فیلم که معمولا از جنس PVC هستند و به شکل لایه هایی روی هم به شکل فیلم ساخته شده اند که می توانند آب را به صورت آبشاری و لایه ای در اندازه و سطوح مختلف به برج های خنک کننده برسانند. اما پکینگ های اسپلش در شکل متفاوت تر آب را به صورت قطره ای به برج های خنک کننده می دهند و شرایط مناسب تری را برای برج های خنک کننده فراهم می آورند.
انواع پکینگ برج خنک کننده از نظر جنس
از نظر جنس، پکینگ یا فیلینگ برج خنک کننده (کولینگ تاور) به صورت عمده سه گروه تقسیم بندی می شوند، که عبارت است از:
پکینگ چوبی برج خنک کننده
پکینگ یا فیلینگ چوبی برج خنک کننده (کولینگ تاور) در گذشته در برج های خنک کننده صنعتی و پکیج استفاده می شد و امروزه به ندرت از آن ها استفاده می شود. باید توجه داشت که در اکثر موارد امکان جایگزینی پکینگ های چوبی با پکینگ های پلیمری وجود دارد که عموما سبب افزایش راندمان برج خنک کننده می شود اما بهتر است در این موارد از متخصصین طراح استفاده شود.
مزیت های پکینگ چوبی برج خنک کننده
- عدم نیاز به تکنولوژی خاص
معایب پکینگ چوبی برج خنک کننده
- راندمان پایین
- قیمت نسبتا بالا
- کم بودن تامین کنندگان فعلی
- وزن بسیار بیشتر از پکینگ پلیمری
پکینگ پی وی سی برج خنک کننده
با پیشرفت علم و تکنولوژی استفاده از پکینگ های پلیمری برای برج خن کننده به شدت رواج یافت. یکی از انواع اصلی پکینگ های موجود از لحاظ جنس پکینگ های پی وی سی می باشد. انواع پکینگ یا فیلینگ از لحاظ عملکردی و شکل هندسی خود دارای مدل های و تیپ های مختلفی هستند.
مزیت های پکینگ پی وی سی برج خنک کننده
- قیمت مناسب
- وزن پایین پکینگ
- مقاومت در برابر آتش
معایب پکینگ پی وی سی برج خنک کننده
- ضعف در مقابل شرایط اسیدی و قلیایی
- عدم امکان جوش بین ورق های پکینگ
- حداکثر دمای قابل تحمل معادل 60 درجه سانتی گراد
- خشک شدن و شکننده شدن پکینگ در مقابل تابش نور و در تماس با برخی مواد شیمیایی
پکینگ پلی پروپیلن برج خنک کننده
پکینگ پلی پروپیلن برج خنک کننده نیز از لحاظ فرم هندسی مشابه پکینگ پی وی سی برج خنک کننده می باشند و در انواع مختلف طراحی و تولید شده اند. مهم ترین ویژگی پکینگ پلی پرو پیلن برج خنک کننده، مقاومت مناسب آن در شرایط اسیدی و قلیایی و در دمای بالا (تا 80 درجه) می باشد.
مزیت های پکینگ پلی پروپیلن برج خنک کننده
- انعطاف پذیری
- امکان جوش دادن ورقه ها
- مقاومت در برابر نور مستقیم خورشید
- مقاومت مناسب در محیط اسیدی و قلیایی
معایب پکینگ پلی پروپیلن برج خنک کننده
- قابلیت اشتعال پذیری
- قیمت بالا تر نسبت به پکینگ پی وی سی برج خنک کننده
انواع پکینگ پی وی سی و پلی پروپیلن برج خنک کننده
درطراحی برج های خنک کن می توان از ترکیبی از پکینگ برج خنک کننده مختلف اعم از انواع آبشاری (اسپلش) و بلوکی (فیلمی) برای نیل به اهداف مختلف استفاده کرد که نوع ترکیبی آن بستگی به شرایط طراحی دارد.شرایط ایده آل کارکرد زمانی است که بیشترین عملکرد گرمایی در برابر افت فشار کم تر و نیز بیشترین فاصله زمانی سرویس و رسوب زدایی را داشته باشد. مهم ترین نوع پکینگ ها مرکب، استفاده از انواع پکینگ های فیلمی شیار عمودی است که یک لایه ۱۲ تا ۳۰ سانتی متری از پکینگ فیلمی شیار مایل روی آن قرار داده شده است. با قرار دادن پکینگ های عمودی شیار مایل خاصیت توزیع کنندگی آب به مجموعه پر کننده اضافه می شود ضمن این که پکینگ های لایه های زیرین که عمدتاً در معرض رسوب گیری هستند از نوع شیار عمودی و مقاوم در برابر رسوب می باشد. با توزیع مناسب آب روی پر کننده های شیار عمودی عملکرد گرمایی به میزان حداقل ۱۰ درصد افزایش می یابد. استفاده از ترکیب پکینگ های فیلمی و اسپلش کم تر مرسوم می باشد، اما می توان برای شرایط خاص نظیر تقلیل دمای بالای آب مورد نیاز و دمای اولیه بسیار بالا از آن استفاده کرد. در این شرایط از پرکننده های اسپلش در بالا و پر کننده های فیلمی در پائین استفاده می شود. نمونه دیگری از پر کننده های مرکب استعمال یک پر کننده فیلمی از نوع شیار عمودی از سایز درشت ( mm50 -30 گام صفحات) با پر کننده سایز کوچک تر ( mm19 گام صفحات) در لایه های فوقانی می باشد. این پر کننده ترکیبی در شرایطی به کار می رود که کیفیت آب پایین بوده و محدودیت در ارتفاع برج خنک کننده وجود دارد.
بهترین پکینگ ها برای برج های خنک کننده
از نظر نوع پکینگ برج خنک کننده باید گفت پکینگ نت اسپلش نسبت به دیگر پکینگ های موجود در بازار کاربرد بیشتری دارد. اما اگر قصد دارید تا پکینگ مناسبی را در محیط هایی مانند کارخانجات تولید آهن و روغن و همچنین آب دریا به کار ببندید مطمئنا پکینگ گرید اسپلش می تواند بهترین گزینه برای شما باشد. اما اگر بخواهیم پکینگ ها را از نظر استاندارد و کیفیت با یک دیگر مقایسه کنیم باید گفت جنس پکینگ ها همگی از PVC و PP است و معمولا پکینگ هایی که از پی وی سی ساخته می شوند می توانند کاربری بهتری داشته باشند که البته هر کدام از این پکینگ ها مزایا و معایبی را در برگرفته اند. مثلا پکینگ های PVC قابلیت برقراری تماس بیشتری را با سطح موجود نسبت به پکینگ های پلی پروپیلن ایجاد می کنند.
فاکتور های مهم در طراحی و ساخت پکینگ برج خنک کننده
در هنگام طراحی برج های خنک کننده یکی از مهم ترین فاکتور هایی که باید به آن توجه شود انتخاب نوع پکینگ برج خنک کننده می باشد. به این معنی که کیفیت (به خصوص از لحاظ سختی آب موجود) و دمای آب مورد استفاده، آلودگی های محلی موجود و مهم تر از همه نوع صنعت مورد استفاده باید به دقت بررسی شوند. مقاومت دمایی بالا بدون تغییر شکل و همچنین مقاومت در برابر خوردگی و پوسیدگی، اشعه ماورای بنفش خورشید، قابلیت شستشو با اسید جهت نظافت و جرم زدایی. این ها همه از عواملی هستند که در طراحی و ساخت پکینگ های برج های خنک کننده باید حتما به آن ها توجه کرد.
با توجه به مصرفی بودن این محصول، در طول عمر مفید برج های خنک کننده، پکینگ برج خنک کننده به دفعات متعدد نیاز به تعویض خواهد داشت. باید در نظر داشت که با توجه به تماس مستقیم آب با پکینگ ساخت آن با مواد مناسب که مقاومت کافی داشته باشند بسیار ضروری است.
اصول طراحی برج خنک کن بر پایه سطح تماس بین آب و هوا می باشد. در نتیجه همواره سطوحی که آب را به لحاظ انتقال حرارت در تماس با هوا قرار می دهند بسیار مورد توجه باید قرار گیرد. این به این معنی است که انتخاب جنس و نوع پکینگ برج خنک کننده مناسب نیاز به کارشناسی دارد. اهمیت این بخش به حدی بالا است که از کار افتادن آن به معنی از بین رفتن کارایی کل سیستم می باشد. انتخاب جنس و نوع پکینگ برج خنک کننده و حتی گام پکینگ و ابعاد پکینگ برج خنک کننده یکی از وظایف طراحان و تولید کنندگان برج خنک کننده می باشد.
فاکتور های مهم در انتخاب نوع پکینگ برج خنک کننده
- راندمان حرارتی
- میزان لزج بودن سیال
- میزان سختی آب در گردش
- میزان اسیدی یا بازی بودن آب و یا هر سیال دیگر
- دمای آب گرم ورودی به برج خنک کننده (توجه داشته باشید که انواع مختلف پکینگ های برج خنک کننده قابلیت تحمل دمای مختلفی دارند.)
بنابراین مشخصات محیط مورد استفاده و آنالیز سیال در گردش و همچنین بازه ی دمایی این سیال باید مورد بررسی قرار بگیرد. در نهایت می توان با در نظر گرفتن بالا ترین راندمان حرارتی، بالا ترین عمر مفید و بالا ترین سطح ویژه نوع و جنس پکینگ برج خنک کننده را انتخاب کرد.
ذکر این نکته نیز لازم است که در هنگام انجام محاسبه پکینگ برج خنک کننده یک فاکتور بسیار مهم که باید مد نظر قرار داده شود میزان سطح مفید در واحد حجم پکینگ (با واحد متر مربع برمتر مکعب) می باشد.
قیمت پکینگ برج خنک کننده
قیمت پکینگ برج خنک کننده تابع کیفیت مواد اولیه، ضخامت و کیفیت پروسه تولید می باشد. کیفیت تمام مواد خام پلیمری یکسان نیست و مواد خام به کار رفته در تولید پکینگ برج خنک کننده باید استاندارد های مشخص شده در مقاله STD-136 انستیتو برج خنک کننده را رعایت کند.
مواد پلیمری با توجه به نسبت ترکیبات شیمیایی انواع بسیار مختلفی و کاربرد های بسیار متنوع دارند. استاندارد STD-136 مینیمم کیفیت مورد نیاز مواد خام به کار رفته در تولید پکینگ برج خنک کننده را بر اساس تست ها و بررسی های واقعی و کاربردی در برج خنک کننده اعلام کرده است.
پارامتر های موثر بر قیمت پکینگ برج خنک کننده همان طور که اشاره شد با توجه به نسبت ترکیبات شیمیایی به کار رفته، پلیمر خواص متفاوتی خواهد داشت. اضافه کردن پلستیسایزر، اصلاح کننده حرارت، بازدارنده های یو وی و ترکیبات دیگر که موجب ویژگی های متفاوتی می شود و بر روی خواص مکانیکی پلیمر اثر گذار است. می توان با پلیمر بسیار ارزان ورق های پکینگ را فرم داد و قیمت پکینگ برج خنک کننده را بسیار پایین آورد، ولی این پکینگ مقاومت و عمر کمی دارد و به سرعت از بین خواهد رفت و نیاز به جایگزین خواهد داشت که بر خلاف هزینه های اولیه پایین در حقیقت هزینه زیادی را در نهایت به مصرف کننده تحمیل خواهد کرد.
برای استفاده پکینگ در برج خنک کننده، دمای خمش، مقاومت یو وی، مقاومت در برابر ضربه و قابلیت اشتعال مواد پلیمیری از جمله پارامتر های مهم می باشند. توانایی پکینگ در تحمل دمای آب در داخل برج خنک کننده همان دمای خمش پلیمر می باشد که از خواص مکانیکی پلیمر است و همچنین توانایی پکینگ جهت مقاومت در برابر ترد و شکننده شدن همان خاصیت مقاومت در برابر ضربه و مدول انعطاف پذیری می باشد.
بررسی تمام مقوله ها نیاز به نوشتن یک کتاب دارد که از بحث اصلی خارج خواهد شد. بنابراین نیاز است حداقل خواص لازم برای پلیمر خام مورد استفاده مشخص شود تا ویژگی های پکینگ را تامین نماید و پکینگ ساخته شده باید تمام استاندارد های اشاره شده در مقاله STD-136 را دارا باشد که جهت بررسی و آنالیز این استاندارد ها نیاز به تست آن در آزمایشگاه است.
مواد افزوده شده به پلمیر خام و پروسه آن به روی هزینه تمام شده و قیمت پکینگ برج خنک کننده تأثیر گذار است، در جدول زیر حدود قیمت نمونه پکینگ تا لحظه نگاشتن مقاله اشاره شده است. یکی دیگر از پارامتر های موثر بر قیمت پکینگ برج خنک کننده صخامت ورق های به کار رفته در پکینگ می باشد، این ضخامت وابسته به گام ( فاصله ورق های پکینگ برج خنک کننده) است که هر چه فاصله ورق ها بیشتر باشد نیاز به ورق با ضخامت بالا تر است تا استحکام بلوک پکینگ تأمین گردد. پروسه ساخت پکینگ برج خنک کننده نیز بروی قیمت تأثیر گذار است، در هنگام فرمینگ ورق ها باید حرارت به صورت یکنواخت و صحیح اعمال شود و تمام قسمت های پکینگ فرم بگیرد.
چسب مورد استفاده نیز حائز اهمیت است که باید ورق ها را به خوبی به یک دیگر پیوند بزند. این برداشت اشتباهی است که رنگ ورق پکینگ برج خنک کننده بر روی قیمت آن اثر گذار است و تنها ترکیبات به کار رفته در ماده اولیه حائز اهمیت است. هر چه تراکم ورق های پکینگ بیشتر باشد وزن پکینگ بالا تر رفته و در نتیجه قیمت پکینگ برج خنک کننده نیز بالا تر می رود. بلوک پکینگ با گام ۱۲ از بلوک پکینگ با گام ۱۹ در اندازه یکسان قیمت بالا تر و همین طور سطح بیشتری خواهد داشت.
در این مقاله با انواع مختلف پکینگ برج خنک کننده آشنا شدید، برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص پکینگ برج خنک کننده پیشنهاد می کنیم به سایت ناب زیست مراجعه نمایید.
