پرکننده های برج خنک کننده: چیستند، چگونه کار می کنند و چگونه نوع مناسب را انتخاب کنیم

پرکننده های برج خنک کننده چیست و چرا اهمیت دارند؟

پرکننده‌های برج خنک‌کننده - که به آن‌ها رسانه‌های پرکننده برج خنک‌کننده، بسته‌بندی برج خنک‌کننده، یا به سادگی پرکننده برج نیز می‌گویند - سطوح انتقال گرما و جرم نصب شده در داخل یک برج خنک‌کننده هستند که سطح تماس و زمان تماس بین آب در گردش گرم و جریان هوای خنک‌کننده را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند. بدون رسانه پرکننده، یک برج خنک‌کننده برای تبادل گرما با هوای عبوری تنها به سطح کوچک قطرات آب متکی است - فرآیندی بسیار ناکارآمد که برای دستیابی به همان خروجی خنک‌کننده به حجم برج‌های عظیمی نیاز دارد. با پخش کردن آب به لایه های نازک یا شکستن آن به صورت آبشاری از قطرات کوچک در یک سطح ساختاری بزرگ، پرکننده های برج خنک کننده سطح تماس موثر آب و هوا را با مرتبه بزرگی افزایش دهید، و طراحی برج های فشرده را قادر می سازد تا عملکرد حرارتی مورد نیاز سیستم های خنک کننده صنعتی، تجاری و HVAC را بدست آورند.

عملکرد حرارتی یک برج خنک کننده اساساً توسط کارایی رسانه پرکننده آن محدود می شود. یک برج با فرسودگی، رسوب‌گذاری، مقیاس‌پذیری یا پر شدن نادرست می‌تواند 30 تا 60 درصد از ظرفیت خنک‌کننده نامی خود را از دست بدهد و در نتیجه دمای آب کندانسور بالا می‌رود که راندمان چیلر را کاهش می‌دهد، مصرف انرژی کمپرسور را افزایش می‌دهد و در موارد شدید باعث اختلال در فرآیند در کاربردهای صنعتی می‌شود. درک اینکه رسانه های پرکننده برج خنک کننده چیست، انواع مختلف چگونه کار می کنند، و نحوه انتخاب، نصب و نگهداری صحیح آن، دانش ضروری برای مدیران تاسیسات، مهندسین HVAC، و اپراتورهای سیستم خنک کننده مسئول عملکرد و قابلیت اطمینان تجهیزات خنک کننده با آب است.

نحوه عملکرد رسانه پرکننده برج خنک کننده: مکانیسم انتقال حرارت

مکانیسم خنک کننده اولیه در برج خنک کننده تبخیری، انتقال حرارت تبخیری است - حذف گرما از آب با تبخیر بخش کوچکی از آن در جریان هوا. هنگامی که آب تبخیر می شود، تقریباً 2260 کیلوژول گرما به ازای هر کیلوگرم آب تبخیر شده حذف می شود (گرمای نهان تبخیر)، که در خنک سازی بسیار موثرتر از انتقال حرارت محسوس (گرم شدن هوا) است که به طور همزمان اتفاق می افتد. تقریباً 75 تا 85 درصد از کل دفع گرما در یک برج خنک‌کننده معمولی از طریق تبخیر اتفاق می‌افتد و باقیمانده به عنوان گرمای محسوس که هوای عبوری را گرم می‌کند، منتقل می‌شود.

رسانه های پرکننده برج خنک کننده این انتقال حرارت تبخیری را با ایجاد شرایط برای تماس صمیمی و طولانی مدت آب و هوا به حداکثر می رساند. آب در حال گردش گرم از بالا از طریق نازل های توزیع که آب را در سراسر سطح پر می کند وارد منطقه پر می شود. رسانه پر کردن، فرود آب از میان برج را کند می‌کند و باعث می‌شود که آب به لایه‌های نازکی که جریان دارند پخش شود یا به طور مکرر به قطرات بشکند و دوباره به هم بپیوندد، در حالی که به طور همزمان جریان هوای خنک‌کننده را از طریق پرکننده در یک الگوی جریان متقاطع یا خلاف جریان نسبت به جریان آب هدایت می‌کند. اثر ترکیبی حداکثر مساحت سطح، افزایش زمان نگهداری آب در ناحیه پر، و توزیع کارآمد هوا در سراسر پر کردن، منجر به پایین‌ترین دمای آب خروجی ممکن برای سرعت جریان هوا، سرعت جریان آب و دمای هوای مرطوب لامپ ورودی می‌شود.

دو نوع اصلی پرکننده برج خنک کننده: پرکننده فیلم در مقابل پرکننده اسپلش

همه رسانه‌های پرکننده برج خنک‌کننده بر اساس مکانیسمی که توسط آن تماس آب و هوا ایجاد می‌شود، در یکی از دو دسته عملیاتی اصلی - پرکننده فیلم و پرکننده اسپلش قرار می‌گیرند. هر نوع دارای هندسه، مکانیسم انتقال حرارت و مجموعه ای از نقاط قوت و محدودیت های عملیاتی است.

پرکننده فیلم (بسته بندی فیلم ورق)

پرکننده فیلم شامل ورق‌های پلاستیکی موج‌دار یا برجسته‌شده نازک با فاصله نزدیک - که معمولاً از پی وی سی به صورت خلاء تشکیل می‌شوند - در بسته‌های بلوک سفت و سختی که در ناحیه پرکننده برج نصب می‌شوند، مونتاژ شده‌اند. آب به عنوان یک لایه نازک پیوسته در سطوح این ورق ها جریان می یابد و سطح آب در معرض جریان هوا را برای حجم معینی از مواد پرکننده به حداکثر می رساند. بسته‌های پرکننده فیلم به سطح ویژه بسیار بالایی دست می‌یابند - معمولاً 100 تا 250 متر مربع سطح تماس آب در هر متر مکعب حجم پرکننده - که به آنها عملکرد حرارتی استثنایی در واحد حجم برج می‌دهد. این راندمان بالا باعث می شود تا برج های خنک کننده با استفاده از پرکننده فیلم به طور قابل توجهی جمع و جورتر از برج های مشابه با استفاده از اسپلش پر شوند، و این باعث می شود که فیلم پرکننده انتخاب غالب برای برج های خنک کننده تجاری HVAC، سیستم های خنک کننده فرآیندهای صنعتی و اکثر طراحی های برج خنک کننده مهندسی شده مدرن باشد.

محدودیت اولیه فیلم پر، حساسیت آن به کیفیت آب است. کانال‌های باریک بین صفحات پرکننده - معمولاً 6 تا 19 میلی‌متر بسته به نوع پرکننده - می‌توانند توسط مواد جامد معلق، رشد بیولوژیکی، رسوب مقیاس یا زباله‌های موجود در هوا که وارد برج می‌شوند مسدود شوند. هنگامی که کانال های پر می شوند، توزیع آب ناهموار می شود، مناطق خشک در منطقه پر ایجاد می شود که در آن هیچ خنک کننده ای رخ نمی دهد، و عملکرد حرارتی موثر برج به سرعت بدتر می شود. بنابراین پر کردن فیلم نیاز به مدیریت خوب کیفیت آب و بازرسی و تمیز کردن منظم برای حفظ عملکرد طراحی دارد.

Splash Fill (بسته بندی نوار اسپلش)

Splash fill شامل میله‌های افقی، شبکه‌ها یا نوارهایی است که به صورت لایه‌ها در سراسر منطقه پر نصب شده‌اند. همانطور که آب از میان برج می ریزد، به هر لایه میله های پاشش برخورد می کند، به صورت قطرات می شکند و قبل از اینکه دوباره همگرا شود و به لایه زیرین بعدی میله ها برخورد کند، به بیرون می چکد. این شکستن مکرر و تشکیل مجدد قطرات باعث ایجاد تماس آب و هوا می شود، اما در واحد حجم کارایی کمتری نسبت به پر شدن فیلم دارد، زیرا مساحت سطح آب واقعی در هر لحظه فقط سطح قطرات در حال سقوط است تا یک لایه پیوسته. بسته‌های پرکننده اسپلش دارای سطح ویژه‌ای بین 30 تا 75 متر مربع در هر متر مکعب هستند - به طور قابل‌توجهی کمتر از پرکننده‌های فیلم - و برای رسیدن به همان وظیفه خنک‌کننده، به ردپاها یا ارتفاعات بزرگ‌تری نیاز دارند.

مزیت اصلی اسپلش پر تحمل آن در برابر کیفیت پایین آب است. ساختار باز آرایه‌های میله پاشش - با فاصله‌های جداگانه میله‌ها 50 تا 150 میلی‌متر - به مواد جامد معلق، مواد بیولوژیکی و آب تشکیل‌دهنده رسوب اجازه می‌دهد بدون مسدود شدن از آن عبور کنند. این امر باعث می‌شود که پرکننده‌های پاشیده انتخاب مناسبی برای برج‌های خنک‌کننده که آب بسیار آلوده را مدیریت می‌کنند: خنک‌سازی فرآیند صنعتی با بارهای جامد معلق بالا، آب خنک‌کننده کارخانه فولاد و ریخته‌گری، خنک‌کننده آب‌گیری معدن، خنک‌کننده نیروگاه زیست توده، و هر برنامه‌ای که در آن آب در گردش حاوی زباله، روغن یا مواد بیولوژیکی است که به سرعت فیلم‌های کثیف را پر می‌کند. برخی از سیستم های خنک کننده قدیمی تصفیه خانه فاضلاب شهری و مدارهای خنک کننده فرآوری مواد غذایی نیز به طور خاص برای تحمل رسوب گیری از پرکننده پاشش استفاده می کنند.

انواع فرعی پرکننده فیلم: انواع متقاطع، عمودی و با راندمان بالا

در دسته پرکننده فیلم، چندین نوع هندسی موجود است که هر کدام تعادل متفاوتی بین عملکرد حرارتی و مقاومت در برابر رسوب ارائه می‌دهند. انتخاب هندسه صحیح پر کردن فیلم به اندازه انتخاب بین فیلم و پرکننده اسپلش مهم است و انتخاب نادرست برای کیفیت و کاربرد آب می‌تواند منجر به رسوب‌زدگی زودهنگام یا بزرگ شدن غیر ضروری اندازه برج شود.

پر کردن فیلم متقاطع

پرکننده فیلم متقاطع - که به آن پرکننده کراس موجدار یا شاه ماهی نیز گفته می شود - پرکاربردترین هندسه پرکننده فیلم در برج های خنک کننده تجاری در سراسر جهان است. ورق های متناوب PVC در زوایای متضاد (معمولاً 45 درجه یا 60 درجه نسبت به عمودی) موجدار می شوند، به طوری که ورق های مجاور هنگام مونتاژ در یک بسته بلوک، مجموعه ای از کانال های مورب را ایجاد می کنند. آبی که به پایین سطح پر می شود بارها توسط فلوت های عبوری هدایت می شود و تلاطمی ایجاد می کند که انتقال گرما و جرم را نسبت به طراحی ساده کانال مستقیم بهبود می بخشد. پرکننده متقاطع در فواصل کانال از 6 میلی‌متر (با راندمان بالا، کانال باریک) تا 19 میلی‌متر (مقاومت در برابر رسوب‌گیری متوسط) در دسترس است تا طیف وسیعی از معاوضه‌های عملکرد در مقابل تحمل رسوب را ارائه دهد. پرکن متقاطع 19 میلی متری رایج ترین مشخصات برای برج های خنک کننده تجاری HVAC با منابع آب شهری معمولی است.

پر کردن فیلم عمودی (مقابل جریان).

پرکننده فیلم عمودی - که پرکننده S شکل یا سینوسی نیز نامیده می‌شود - از ورقه‌های موجدار عمودی تشکیل شده است که موج‌دار موازی با جهت جریان آب است. این هندسه کانال‌های عمودی مستقیمی را ایجاد می‌کند که به آب اجازه می‌دهد تا با حداقل تغییر جهت افقی جریان یابد و افت فشار هوای کمتری را در سراسر پرکننده نسبت به طرح‌های متقاطع ایجاد می‌کند. پرکننده فیلم عمودی عمدتاً در برج‌های خنک‌کننده با جریان مخالف استفاده می‌شود که در آن‌ها به حداقل رساندن توان فن اولویت دارد، و در کاربردهایی با آب نسبتاً آلوده که تمایل خود تمیز شوندگی کانال‌های مستقیم مقاومت در برابر رسوب‌گیری بهتری نسبت به هندسه پرپیچ‌وخم‌تر متقاطع دارد. عملکرد حرارتی پر کردن عمودی در واحد حجم معمولاً به دلیل کاهش تلاطم تا حدودی کمتر از پرکننده متقاطع معادل است.

پر کردن کانال باریک با کارایی بالا

پر کردن فیلم با راندمان بالا با فاصله کانال های 6 تا 10 میلی متر به حداکثر سطح در واحد حجم می رسد و بهترین عملکرد حرارتی را از هر نوع پرکننده تجاری ارائه می دهد - اجازه می دهد ردپای برج به حداقل برسد و انرژی فن برای یک وظیفه خنک کننده معین کاهش یابد. با این حال، کانال های بسیار باریک به شدت مستعد رسوب هستند و فقط برای سیستم هایی با کیفیت آب عالی - کدورت بسیار کم، کل مواد جامد محلول کم، و برنامه های کنترل بیولوژیکی و مقیاس موثر - مناسب هستند. پرکننده با راندمان بالا در سیستم‌های خنک‌کننده حلقه بسته با آب آرایشی نرم شده یا تصفیه‌شده با اسمز معکوس، در برج‌های خنک‌کننده چیلر با برنامه‌های تصفیه آب دقیق، و در کاربردهایی که فضا به شدت محدود است و عملکرد حرارتی برتر سرمایه‌گذاری در مدیریت کیفیت آب را توجیه می‌کند، استفاده می‌شود.

مقایسه انواع پرکننده برج خنک کننده: مرجع انتخاب سریع

جدول زیر انواع رسانه های پرکننده برج خنک کننده اولیه را در مهمترین معیارهای انتخاب مقایسه می کند و یک نقطه شروع عملی برای مشخصات نوع پر ارائه می دهد.

مواد مورد استفاده در بسته بندی پرکننده برج خنک کننده

ماده ای که از آن پرکننده برج خنک کننده ساخته می شود باید در برابر غوطه وری مداوم در آب، چرخه دمای گسترده، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (در برج های با تهویه طبیعی در فضای باز)، حملات بیولوژیکی و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ناشی از بیوسیدهای تصفیه آب، بازدارنده های رسوب، و بازدارنده های خوردگی مقاومت کند. انتخاب نادرست ماده پرکننده برای شیمی آب و محدوده دمایی یک برنامه کاربردی منجر به تخریب زودرس مواد، فروپاشی ساختاری بسته‌های پر و جایگزینی اضطراری پرهزینه می‌شود.

پی وی سی (پلی وینیل کلراید)

PVC پرمصرف ترین ماده برای پر کردن فیلم برج خنک کننده است که اکثریت قریب به اتفاق تاسیسات پرکن تجاری و صنعتی در سراسر جهان را تشکیل می دهد. مقاومت عالی در برابر حملات بیولوژیکی و اکثر مواد شیمیایی تصفیه آب در غلظت های معمولی ارائه می دهد، به راحتی به شکل هندسی ورق موجدار پیچیده ترموفرم می شود، جذب آب پایینی دارد و نسبتاً ارزان است. استاندارد پر کردن فیلم PVC برای دمای مداوم آب تا حدود 50 درجه سانتیگراد (122 درجه فارنهایت) درجه بندی می شود. برای کاربردهای با درجه حرارت بالاتر - مانند خنک کردن مستقیم فرآیند صنعتی که در آن آب گرم بالای 60 درجه سانتیگراد وارد برج می شود - PVC استاندارد تحت وزن خود نرم شده و تغییر شکل می دهد و منجر به فروپاشی کانال و از بین رفتن کامل ساختار پر می شود. PVC اصلاح شده یا مواد جایگزین باید برای این کاربردها مشخص شود.

CPVC (پلی وینیل کلرید کلر)

CPVC یک نوع کلردار PVC با دمای سرویس مداوم به طور قابل توجهی بالاتر - معمولاً 80 تا 90 درجه سانتیگراد - است که آن را برای برج های خنک کننده که آب فرآیند گرم دریافت می کنند که از قابلیت PVC استاندارد فراتر می رود مناسب است. پرکننده CPVC همچنین از نظر شیمیایی مقاوم‌تر از PVC استاندارد است، به‌ویژه در برابر غلظت‌های بالاتر زیست‌کش‌های اکسیدکننده و مواد شیمیایی تصفیه اسیدی یا قلیایی. این ماده گران‌تر از PVC استاندارد است و برای کاربردهای با عملکرد برتر که در آن مقاومت دما و مقاومت شیمیایی به طور همزمان مورد نیاز است، مانند خنک‌کننده کمکی نیروگاه، خنک‌کننده فرآیند شیمیایی، و سیستم‌های خنک‌کننده میعانات بخار مشخص شده است.

پلی پروپیلن (PP)

پرکننده برج خنک کننده پلی پروپیلن در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت در برابر مواد شیمیایی خاصی دارند که به پی وی سی حمله می کنند - به ویژه هیدروکربن های آروماتیک و آلیفاتیک، اسیدهای اکسید کننده قوی و محلول های سفید کننده غلیظ. پلی پروپیلن دارای دمای سرویس قابل مقایسه با CPVC و مقاومت خوبی در برابر اکثر مواد شیمیایی تصفیه آب است. سختی کمتری نسبت به PVC و CPVC تحت بار در دماهای بالا دارد، بنابراین طراحی بلوک پر باید برای حمایت ساختاری کافی در نظر گرفته شود. پرکننده PP در برج های خنک کننده پتروشیمی، سیستم های خنک کننده تولید حلال و کاربردهایی با محیط های شیمیایی تهاجمی که باعث تخریب پی وی سی در طول زمان می شود، استفاده می شود.

فایبرگلاس (FRP)

میله‌های پاشش پلاستیکی تقویت‌شده با الیاف (FRP) و شبکه‌های پشتیبان پرکننده ساختاری در کاربردهایی استفاده می‌شوند که به استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر ضربه و دمای سرویس بالاتر از قابلیت فیلم‌های ترموپلاستیک نیاز دارند. FRP معمولاً برای ورق های پرکننده فیلم (که به هندسه های ترموفرم شده نازک و انعطاف پذیر نیاز دارند) استفاده نمی شود، اما ماده استاندارد برای میلگردهای پرکننده پاشش سنگین در برج های خنک کننده صنعتی بزرگ، برای شبکه های تیرهای پشتیبان پرکننده در کاربردهای با بار بالا و برای قاب های نگهدارنده پر در برج هایی است که یکپارچگی سازه تحت بارگیری یخ بالا است.

عوامل کلیدی برای انتخاب پرکننده مناسب برج خنک کننده

انتخاب رسانه پرکننده صحیح برج خنک‌کننده برای یک کاربرد خاص نیاز به ارزیابی سیستماتیک کیفیت آب، نیازهای حرارتی، پیکربندی برج و قابلیت‌های نگهداری دارد. پیش‌فرض از مشخصات پر کردن تجاری استاندارد بدون ارزیابی این عوامل، منبع مکرر شکست زودرس پر شدن و عملکرد حرارتی ضعیف است.

• کیفیت آب و محتوای جامدات معلق: این تنها مهمترین عامل در انتخاب نوع پر است. غلظت جامدات معلق، کدورت، بار بیولوژیکی و تمایل به تشکیل لایه‌های بیولوژیکی یا مقیاس در آب در حال گردش را اندازه‌گیری یا تخمین بزنید. آب با مواد جامد معلق بالای 10 میلی گرم در لیتر، پتانسیل رسوب بیولوژیکی قابل توجه (خطر لژیونلا، جلبک ها، ارگانیسم های تشکیل دهنده بیوفیلم)، یا تمایل به تشکیل مقیاس قابل توجه (شاخص اشباع کربنات کلسیم بالا) نباید با پر کردن فیلم با راندمان بالا با کانال باریک استفاده شود. از پرکننده 19 میلی‌متری متقاطع یا عمودی با تصفیه آب فعال، یا از پرکننده پاشش برای آب بسیار آلوده استفاده کنید.
• دمای آب ورودی: بررسی کنید که حداکثر دمای نامی سرویس مداوم ماده پر از حداکثر دمای آب ورودی با حاشیه کافی بیشتر باشد. پرکننده PVC استاندارد برای دمای ورودی تا 50 درجه سانتی گراد مناسب است. CPVC یا PP برای دمای ورودی بین 50 تا 80 درجه سانتیگراد مورد نیاز است. برای دماهای ورودی بالاتر از 80 درجه سانتیگراد، پر کردن تخصصی با دمای بالا یا مرحله پیش سرد کردن قبل از منطقه پر باید در نظر گرفته شود.
• پیکربندی جریان هوا برج (جریان متقاطع در مقابل جریان مخالف): هندسه پر باید با الگوی جریان هوای برج سازگار باشد. برج‌های ضد جریان - که در آن هوا به صورت عمودی به سمت بالا و آب به سمت پایین جریان می‌یابد - از پرکننده فیلم یا اسپلش با جهت عمودی استفاده می‌کنند که اجازه عبور هوای عمودی نامحدود را می‌دهد. برج‌های جریان متقاطع - که در آن هوا به صورت افقی از طریق پرکننده وارد می‌شود در حالی که آب به صورت عمودی می‌افتد - برای اجازه دادن به جریان هوای افقی با جریان آب عمودی از حالت پر استفاده می‌کنند. تطبیق جهت پر کردن اشتباه در الگوی جریان هوای برج منجر به افزایش چشمگیر افت فشار هوا و کاهش شدید عملکرد حرارتی می شود.
• الزامات عملکرد حرارتی و اندازه برج: اگر یک برج موجود باید دوباره رتبه بندی شود تا بتواند بارهای خنک کننده افزایش یافته را بدون انبساط فیزیکی تحمل کند، ارتقاء از پرکننده اسپلش یا پرکننده فیلم با کانال عریض به پرکننده فیلم با راندمان بالا با کانال باریک تر می تواند عملکرد حرارتی را 20 تا 40 درصد در حجم منطقه پر موجود افزایش دهد. برعکس، یک برج جدید که برای کیفیت چالش برانگیز آب طراحی شده است، باید با استفاده از داده‌های عملکرد حرارتی پر از پاشش به جای داده‌های پرکننده فیلم با راندمان بالا، اندازه‌گیری شود تا از کوچک‌تر شدن بر اساس مفروضات کارایی غیرقابل دستیابی جلوگیری شود.
• افت انرژی فن و فشار هوا: افت فشار هوا از طریق منطقه پر، عامل اصلی تعیین کننده مصرف انرژی فن برج خنک کننده است. بسته‌های پرکننده فیلم با راندمان بالاتر و کانال باریک، افت فشار هوای بیشتری را تحمیل می‌کنند و به قدرت فن بیشتری در واحد ظرفیت خنک‌کننده نیاز دارند. برای برج های خنک کننده بزرگ که هزینه انرژی بر تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر غالب است، هزینه انرژی افزایشی افت فشار بالاتر کانال باریک ممکن است از مزیت عملکرد حرارتی آن بیشتر باشد. افت فشار کمتر پرکننده فیلم عمودی، آن را در کاربردهای حساس به انرژی که در آن تفاوت عملکرد حرارتی نسبت به پر کردن متقاطع قابل قبول است، ترجیح داده می‌شود.
• الزامات مقاومت در برابر آتش: پر کردن فیلم PVC استاندارد در اکثر شرایط خود خاموش می شود، اما آتش سوزی پر شدن برج خنک کننده - که در طول عملیات تعمیر و نگهداری (جوشکاری، برش) یا توسط منابع اشتعال خارجی شروع می شود - می تواند باعث آسیب فاجعه بار به ساختار برج شود. برای برج‌هایی که خطر آتش‌سوزی در آن‌ها بالاست (به ویژه در سایت‌های صنعتی، نیروگاه‌های خنک‌کننده مرکز داده، و تأسیسات پشت بام در ساختمان‌های اشغالی)، درجه‌های پرکننده مقاوم در برابر آتش با بسته‌های افزودنی مقاوم در برابر شعله باید مشخص شود و رویه‌های مجوز کار گرم باید به شدت در اطراف تأسیسات پرکننده اجرا شود.

رسوب گیری پر برج خنک کننده: علل و پیشگیری

رسوب پر کردن شایع ترین علت تخریب عملکرد حرارتی برج خنک کننده و دلیل اصلی جایگزینی پر است. درک مکانیسم‌های رسوب‌کردن پر و اجرای استراتژی‌های پیشگیری موثر، عمر پر کردن را افزایش می‌دهد، فرکانس تمیز کردن را کاهش می‌دهد و کارایی سیستم خنک‌کننده را در طول عمر عملیاتی پرکننده حفظ می‌کند.

رسوب مقیاس

کربنات کلسیم و رسوب سولفات کلسیم رسوب شده بر روی سطوح پرکننده رایج ترین شکل رسوب معدنی در پر کردن برج خنک کننده است. همانطور که آب در برج خنک کننده تبخیر می شود، غلظت مواد معدنی باقی مانده آب در گردش افزایش می یابد - فرآیندی که توسط چرخه های غلظت (COC) نسبت به آب آرایشی اندازه گیری می شود. هنگامی که از حد حلالیت کربنات کلسیم یا سولفات فراتر رفت، کریستال های معدنی ترجیحاً بر روی سطوح پر که مکان های هسته زایی وجود دارد (زبری سطح، بیوفیلم، رسوبات معدنی موجود) رسوب می کنند. رسوبات مقیاس سبک، عرض کانال موثر را کاهش می دهند و افت فشار را افزایش می دهند. رسوبات سنگین می توانند کانال های پر را به طور کامل پل بزنند و باعث توزیع نادرست آب و مناطقی با خنک کننده صفر شوند. کنترل مقیاس از طریق کنترل pH (حفظ pH کمی اسیدی، رسوب کربنات را سرکوب می کند)، دوز ضد اسکالانت، و کنترل چرخه های غلظت از طریق دمیدن مدیریت می شود.

رسوب بیولوژیکی و بیوفیلم

سطوح پرکننده برج خنک‌کننده - گرم، مرطوب، در معرض مواد مغذی و با نور متوسط در برج‌های جریان متقاطع - محیط‌های ایده‌آلی برای توسعه بیوفیلم باکتریایی، رشد جلبک‌ها (در مناطق در معرض نور) و جوامع میکروبی بی‌پایان هستند. بیوفیلم روی سطوح پر، مقاومت هیدرولیکی را افزایش می‌دهد، ماتریکسی را فراهم می‌کند که جامدات معلق را به دام می‌اندازد و رسوب رسوب را افزایش می‌دهد، و - به طور بحرانی - زیستگاه اصلی لژیونلا پنوموفیلا، ارگانیسم عامل بیماری لژیونرها است. کنترل بیولوژیکی فعال از طریق دوز کردن منظم بیوسید (بیوسیدهای اکسید کننده مانند کلر یا برم، تکمیل شده با بیوسیدهای غیر اکسید کننده برای نفوذ بیوفیلم)، همراه با تمیز کردن فیزیکی پر در فواصل زمانی برنامه ریزی شده، هم یک ضرورت عملکرد و هم یک الزام نظارتی بهداشت عمومی در اکثر حوزه های قضایی است. ارزیابی منظم خطر لژیونلا و نمونه برداری میکروبیولوژیکی از آب برج خنک کننده در بسیاری از کشورها اجباری است و بهترین توصیه در سطح جهانی است.

رسوب جامدات معلق و آوار

گرد و غبار معلق در هوا، گرده ها، برگ ها و ذرات معلق به داخل حوضچه برج کشیده شده و توسط آب در گردش به منطقه پر منتقل می شود در کانال های پر کننده، به ویژه در بخش های پایینی بسته پر کننده، جمع می شوند. گل و لای و مواد جامد معلق از منبع آب آرایشی - آب شهری با تصفیه ضعیف، آب رودخانه یا آب زیرزمینی با کدورت بالا - به این بار ذرات اضافه می شود. پیشگیری نیاز به برنامه‌های موثر تمیز کردن حوضه، نصب جت‌های جاروب حوضه یا سیستم‌های فیلتراسیون (فیلتراسیون جریان جانبی، فیلترهای شنی حوضه) برای حذف ذرات از آب در گردش قبل از رسیدن به پر، و محافظت مناسب از صافی روی خط مکش پمپ دارد. برای برج‌هایی که در محیط‌های پر ذرات (نزدیک محل‌های ساخت و ساز، مناطق کشاورزی یا عملیات صنعتی) قرار دارند، بازرسی مکرر پر کردن و فواصل تمیز کردن ضروری است.

تمیز کردن و نگهداری از رسانه های پرکننده برج خنک کننده

بازرسی منظم و نگهداری سیستماتیک بسته بندی پرکننده برج خنک کننده برای حفظ عملکرد حرارتی، جلوگیری از خطر ابتلا به لژیونلا و به حداکثر رساندن عمر پر کردن ضروری است. یک برنامه تعمیر و نگهداری ساختاریافته متناسب با نوع پر کردن، کیفیت آب و شرایط عملیاتی فصلی بسیار مقرون به صرفه تر از جایگزینی واکنشی است، پس از اینکه عملکرد قبلاً به طور قابل توجهی بدتر شده است.

• بازرسی چشمی منظم: بلوک های پر را حداقل هر سه ماه یکبار (یا پس از هر رویداد عملیاتی غیرمعمول مانند اختلال در فرآیند، شکست تصفیه آب، یا رویداد آب و هوایی شدید) برای علائم رسوب، کانال، تغییر شکل، افتادگی یا آسیب ساختاری بررسی کنید. تشخیص زودهنگام رسوب اجازه می دهد تا قبل از اینکه رسوب به اندازه کافی شدید شود که نیاز به تعویض پرکننده داشته باشد، مداخلات تمیزکاری کم هزینه انجام شود. به نواحی پر خشک (که نشان دهنده عدم توزیع آب از نازل های مسدود شده یا نازل های توزیع ناموفق است) که نیاز به اصلاح دارند تا از تغییر شکل پر شدن تحت تنش حرارتی یک طرفه جلوگیری شود، توجه کنید.
• شستشوی آب با فشار بالا: رسوبات سبک تا متوسط از رسوب، مواد بیولوژیکی و مواد جامد معلق را می توان با شستشوی پرفشار با آب تمیز - معمولاً با فشار 70 تا 100 بار با استفاده از لنسی که از بالا در کانال های پرکننده قرار می گیرد، از کانال های پرکننده فیلم حذف کرد. به طور سیستماتیک در سراسر سطح پر کار کنید تا مطمئن شوید که تمام کانال ها درمان می شوند. فشار بیش از حد یا زاویه نازل نادرست می تواند به ورق های پرکننده PVC آسیب برساند، بنابراین توصیه های فشار و تکنیک سازنده را دنبال کنید. رسوبات جابجا شده باید فوراً از حوضه شسته شوند تا از چرخش مجدد روی پر تمیز جلوگیری شود.
• تمیز کردن شیمیایی: رسوبات رسوبی که در برابر شستشوی آب با فشار بالا مقاومت می کنند، می توانند با گردش اسید رقیق (معمولاً محلول اسید سیتریک 5-10٪ یا محلول اسید کلریدریک) در سیستم برج در حالی که برج آفلاین است، حل شوند. محلول اسید به مدت 4 تا 8 ساعت در گردش است، سپس با آب تمیز شسته می شود و قبل از از سرگیری عملکرد عادی خنثی می شود. تمیز کردن شیمیایی تنها باید پس از تأیید سازگاری مواد پرکننده و اجزای ساختار برج (حوضه، پوشش، سربرگ های توزیع) با مواد شیمیایی تمیز کننده انجام شود. رسوب بیولوژیکی و بیوفیلم با دوز بیوسید شوک (فوق کلرزنی با کلر آزاد 5-10 پی پی ام) همراه با تمیز کردن فیزیکی برطرف می شود، زیرا بیوسیدهای شیمیایی به تنهایی نمی توانند به طور قابل اعتماد به بیوفیلم های ضخیم بدون اختلال فیزیکی نفوذ کنند.
• Assessing fill for replacement: پرکننده‌ای که دچار تغییر شکل دائمی شده است (افتادگی، کانال‌های فروریخته، ورقه‌های تاب‌خورده)، پوسته‌پوست‌های شدیدی که با شستشو حذف نمی‌شوند، تخریب شکننده UV PVC یا آسیب ساختاری قابل‌توجه در اثر حمله بیولوژیکی (در موارد نادری که ارگانیسم‌ها به طور مکانیکی مواد پرکننده را تخریب می‌کنند) باید به جای تمیز کردن جایگزین شوند. ادامه عملیات با پر کردن به شدت تخریب شده نه تنها عملکرد حرارتی را کاهش می‌دهد، بلکه الگوهای توزیع ناهموار آب و سیل احتمالی حوضه را از بخش‌های پر مسدود شده ایجاد می‌کند. هنگام جایگزینی پر، از فرصت استفاده کنید و ارزیابی کنید که آیا ارتقاء به نوع یا هندسه پرکننده متفاوت با کیفیت فعلی آب و شرایط عملیاتی مناسب تر است یا خیر.

جایگزینی پر کردن برج خنک کننده: قبل از سفارش چه نکاتی را باید در نظر گرفت

جایگزینی پرکننده برج خنک‌کننده یک سرمایه‌گذاری قابل توجه برای تعمیر و نگهداری است و تصمیم‌گیری در مورد مشخصات جایگزین پیامدهای بلندمدتی برای عملکرد سیستم خنک‌کننده، فرکانس نگهداری و هزینه عملیاتی دارد. چندین ملاحظات مهم باید قبل از سفارش تعویض پر شود تا از اشتباهات رایج مشخصات جلوگیری شود.

بررسی ابعاد منطقه پر و پیکربندی بسته

ابعاد منطقه پر - طول، عرض و عمق بستر پرکننده - و ابعاد بلوک پک مورد استفاده در نصب موجود را قبل از سفارش پر کردن جایگزین به دقت اندازه گیری کنید. بلوک های پرکننده در اندازه های استاندارد (معمولاً 600 میلی متر × 300 میلی متر × 300 میلی متر یا 600 میلی متر × 600 میلی متر × 300 میلی متر) ساخته می شوند که باید با تکیه گاه های ساختاری داخلی برج مطابقت داشته باشند. اگر بلوک های پرکننده موجود تغییر شکل داده اند یا ابعاد اصلی آنها مشخص نیست، با سازنده برج یا شرکت خدمات برج خنک کننده واجد شرایط تماس بگیرید تا ابعاد صحیح بلوک پرکننده را برای مدل خاص برج خود تأیید کنید.

ارزیابی اینکه آیا باید نوع Fill را ارتقا دهید یا خیر

جایگزینی پر کردن زمان مناسبی برای بررسی مجدد این موضوع است که آیا مشخصات پرکننده اصلی برای شرایط عملیاتی فعلی که ممکن است از زمان نصب اولیه برج تغییر کرده است، بهینه است یا خیر. اگر کیفیت آب به دلیل ارتقاء تجهیزات تصفیه آب بهبود یافته باشد، ممکن است بتوان از 19 میلی‌متر پرکننده متقاطع به 12 میلی‌متر یا 10 میلی‌متر پرکننده با راندمان بالا ارتقا داد و 15 تا 25 درصد ظرفیت حرارتی اضافی را از همان ردپای برج به‌دست آورد. برعکس، اگر کیفیت آب بدتر شده باشد (به عنوان مثال، به دلیل تغییر به منبع آب آرایشی با کیفیت پایین تر یا استفاده صنعتی گسترده)، ممکن است برای دستیابی به عمر مفید قابل قبول، تنزل به کانال های گسترده تر یا پرکننده آب پاشیده شود.

شرایط ساختار پشتیبانی پر را بررسی کنید

قبل از نصب بسته های پرکننده جدید، شبکه تیرهای تکیه گاه پرکننده، قاب های نگهدارنده و اتصالات ساختاری در ناحیه پر را به طور کامل بررسی کنید. شبکه های نگهدارنده پر که خورده، ترک خورده یا منحرف شده اند، باید قبل از بارگیری پرکننده جدید، تعمیر یا تعویض شوند، زیرا ساختار تکیه گاه آسیب دیده به بسته های پرکننده اجازه می دهد تحت وزن ترکیبی مواد پرکننده و آب فرو بریزند یا فرو بریزند. همچنین سیستم توزیع آب - نازل ها، هدرها و لوله های جانبی - را بررسی کنید و هر نازل گرفتگی یا گم شده را قبل از بارگیری پرکننده جدید جایگزین کنید، زیرا توزیع نامناسب آب از یک سیستم توزیع معیوب باعث ایجاد نقاط داغ در پر جدید می شود که رسوب گیری و تغییر شکل موضعی را تسریع می کند.

منبع پر از تولید کنندگان معتبر

کیفیت پر کردن برج خنک کننده به طور قابل توجهی بین تولید کنندگان و بین درجه های اقتصادی و عملکرد محصول متفاوت است. پرکننده پی وی سی غیر استاندارد ساخته شده از رزین بازیافتی یا غیرمشخصات ممکن است دارای ضخامت دیواره متناقض، کیفیت جوش ضعیف در اتصالات ورق، محتوای تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش کافی برای نصب در فضای باز، و بارگیری ناکافی در برابر شعله باشد. این کاستی‌های کیفی ممکن است در هنگام نصب آشکار نشوند، اما به صورت شکنندگی زودرس، فروپاشی کانال تحت بار آب، یا چسبندگی سریع رسوب در طی یک تا دو فصل خدمات ظاهر می‌شوند. گواهی‌های مواد، داده‌های تست مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و ویژگی‌های انتقال عملکرد حرارتی (داده‌های NTU یا KaV/L مورد استفاده در مدل‌سازی حرارتی برج خنک‌کننده) را از تامین‌کنندگان درخواست کنید و این موارد را با مشخصات سازنده برج مقایسه کنید تا سازگاری و ادعای عملکرد را تأیید کنید.