انتخاب و محاسبه پمپ برج خنک کننده

انتخاب پمپ برج خنک‌ کننده بر اساس دبی آب در گردش (وابسته به بار حرارتی و ΔT) و هد کل سیستم (شامل ارتفاع، افت اصطکاک و افت موضعی) انجام می‌شود. با محاسبه دقیق این دو عامل، پمپ با بیشترین راندمان و کمترین مصرف انرژی انتخاب می‌گردد.

محاسبه دبی پمپ برج خنک کننده

در زمان انتخاب پمپ برج خنک‌کننده اولین نکته‌ ای که باید به آن توجه کرد دبی آب در گردش است. دبی در واقع همان حجم آبی است که پمپ باید در هر ساعت بین برج و کندانسور جابه‌ جا کند تا گرمای سیستم به‌ درستی از بین برود. مقدار دبی به دو عامل اصلی شامل بار حرارتی سیستم و اختلاف دمای آب رفت و برگشت بستگی دارد. معمولا برای هر تن تبرید حدود 0.6 تا 0.7 مترمکعب بر ساعت آب در گردش نیاز است. البته باید توجه داشت که افزایش بیش از اندازه دبی نه‌ تنها عملکرد سیستم را بهتر نمی‌کند بلکه باعث افزایش مصرف انرژی و فشار بیشتر به پمپ و تجهیزات برج می‌شود. به همین جهت دبی پمپ باید متناسب با شرایط واقعی سیستم و ظرفیت دقیق برج خنک‌ کننده انتخاب شود تا عملکرد مجموعه پایدار، کم‌مصرف و با راندمان بالا باشد.

محاسبه هد پمپ برج خنک کننده

هد پمپ برج خنک کننده، فشاری است که پمپ باید ایجاد کند تا آب بتواند در تمام مسیر سیستم به راحتی گردش کند. این مقدار از مجموع چند عامل به دست می آید:  

• هد استاتیک: اختلاف ارتفاع بین سطح آب در حوضچه و بالاترین نقطه ای که آب باید پمپاژ شود.
• افت اصطکاکی لوله ها: مقاومتی که به دلیل طول، قطر و زبری داخلی لوله ها ایجاد می شود.
• افت  های موضعی: شامل مقاومت اجزایی مانند زانویی ها، شیرآلات، صافی ها و مبدل های حرارتی می باشد.

با جمع کردن این سه بخش، هد کل پمپ به دست می آید و معمولا برای اطمینان از عملکرد پایدار، حدود 10 تا 20 درصد حاشیه ایمنی نیز به مقدار نهایی اضافه می شود. فرمول کلی هد پمپ به صورت زیر است:

 هد کل پمپ=هد استاتیک+افت اصطکاکی+افت موضعی+حاشیه ایمنی

معمولا هد کل پمپ برج خنک کننده در محدوده 10 تا 25 متر ستون آب قرار دارد. مقدار دقیق آن باید بر اساس طراحی واقعی، مسیر لوله کشی و شرایط کاری سیستم محاسبه شود تا پمپ با بیشترین بازده و کمترین مصرف انرژی عمل کند.

همچنین  علاوه بر محاسبه هد کل پمپ با جمع هد استاتیک، افت اصطکاکی، افت موضعی و حاشیه ایمنی، در طراحی برج‌های خنک‌کننده معمولا از یک روش تجربی سریع نیز استفاده می‌شود. در این روش، هد پمپ به صورت تقریبی با جمع کردن مقادیر زیر محاسبه می‌شود:

هد پمپ=افت فشار نازل‌ ها+اختلاف ارتفاع مسیر رفت و برگشت+افت فشار کندانسور+1.5×(افت لوله‌ ها، شیرآلات و اتصالات)

اعمال ضریب 1.5 برای افت لوله‌ ها و اتصالات یک حاشیه اطمینان عملیاتی ایجاد می‌کند و به مهندسین این امکان را می‌دهد که هد پمپ را به سرعت و به‌ صورت تقریبی تعیین کنند. بنابراین این فرمول یک ابزار طراحی عملیاتی و تکمیلی در کنار محاسبات دقیق فیزیکی هد کل پمپ محسوب می‌شود.

انتخاب موتور پمپ برج خنک‌کننده

توان هیدرولیکی پمپ با توجه به دبی و هد محاسبه شده و سپس با در نظر گرفتن بازده پمپ و سیستم، توان واقعی موتور مشخص می‌شود. موتور باید کمی بزرگ‌ تر انتخاب شود تا در نقطه کاری معمول بدون فشار اضافی و با عملکرد پایدار کار کند.

انتخاب پمپ برج خنک کننده مناسب

در اغلب برج های خنک کننده از پمپ های گریز از مرکز استفاده می شود زیرا راندمان بالا، ساختار ساده و نگهداری آسانی دارند. نوع پمپ انتخابی معمولا بر اساس ظرفیت سیستم، فضای در دسترس و شرایط کاری مشخص می شود. متداول ترین پمپ های مورد استفاده در برج خنک کننده شامل موارد زیر است:

• پمپ های End Suction (افقی): پرکاربردترین نوع در سیستم های خنک کاری با طراحی ساده، نصب آسان است که برای دبی های متوسط مناسب می باشد.
• پمپ های Inline (عمودی): گزینه ای ایده آل برای فضاهای محدود زیرا به صورت مستقیم در مسیر لوله نصب می شوند و فضای کمی اشغال می کنند.
• پمپ های Split Case: مختص سیستم های بزرگ صنعتی با دبی بالا که دارای عمر طولانی تر و قابلیت سرویس پذیری بهتر در فشارهای زیا هستند.

انتخاب نوع پمپ باید بر اساس عواملی مانند ظرفیت سیستم، محدودیت فضا، هزینه اولیه، بازده انرژی و سهولت نگهداری انجام شود تا عملکرد برج خنک کننده در شرایط بهینه و پایدار باقی بماند.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع برج خنک کننده می توانید این مقاله را در سایت مهاجر مطالعه کنید.

متریال و مقاومت در برابر خوردگی

آب در برج خنک کننده به طور مستقیم با هوا تماس دارد و معمولا حاوی املاح، ذرات معلق و مواد شیمیایی است. اگر جنس پمپ به درستی انتخاب نشود، این شرایط می تواند باعث زنگ زدگی سریع پروانه و پوسته پمپ شود و عمر مفید سیستم را کاهش دهد. برای شرایط عادی استفاده از چدن مقاوم در برابر خوردگی انتخابی مناسب و مقرون به صرفه است اما در محیط های مرطوب، خورنده یا مناطقی که آب دارای میزان بالای نمک و مواد شیمیایی می باشد بهتر است از استنلس استیل گرید 304 یا 316 استفاده شود تا پمپ در برابر خوردگی دوام بیشتری داشته باشد. همچنین انتخاب مکانیکال سیل باکیفیت و متناسب با شرایط آب اهمیت زیادی دارد زیرا از نشتی جلوگیری کرده و به حفظ کارایی و طول عمر پمپ کمک می کند.

نکات مهم در نصب پمپ برج خنک کننده

هنگام نصب پمپ برج خنک کننده بهتر است به نکات مهم زیر توجه نمایید:

1. مسیر مکش باید تا حد ممکن کوتاه و مستقیم باشد.
2. در ورودی پمپ از صافی استفاده شود تا ذرات به پروانه آسیب نزنند.
3. شیر یک طرفه و شیر قطع کننده روی خط دهش الزامی است.
4. در سیستم های بزرگ، نصب پمپ رزرو با سوئیچ اتوماتیک توصیه می شود.
5. پیش از راه اندازی، هم محوری دقیق پمپ و موتور بررسی گردد.
6. ارتعاش گیر در پایه نصب شود تا لرزش به سازه منتقل نشود.

جمع بندی

انتخاب و محاسبه پمپ برج خنک کننده اگر به درستی انجام شود، می تواند عملکرد سیستم را بهینه کرده و مصرف انرژی را به حداقل برساند. توجه به عواملی مانند دبی، هد، نوع پمپ و متریال ساخت، از بروز مشکلاتی مانند افت فشار، خوردگی و استهلاک زودرس جلوگیری می کند. اجرای دقیق مراحل نصب و نگهداری نیز نقش مهمی در افزایش عمر مفید و پایداری سیستم خنک کاری دارد.