تن تبرید در برج خنک کننده به چه معناست؟

منظور از تن خنک کننده یا تن تبرید در برج خنک کننده آب چیست؟
کلمه «تن خنک کننده» در واقع واحد اندازه گیری میزان سرمایش در تجهیزات برودتی مانند چیلرها است. با مرور تاریخچه متوجه می شویم که واژه تبرید مربوط به قرن هجدهم است که در آمریکای شمالی استفاده می شده است، در آن زمان از قالب های بزرگ یخ برای تامین سرمای مورد نیاز استفاده می شده است. از نظر علمی باید گفت که یک تن تبرید معادل مقدار گرمایی است که یک دستگاه خنک کننده (چیلر یا برج خنک کننده) از یک تن یخ در 24 ساعت می گیرد تا آن را به آب تبدیل کند. این عمل در دمای 0 درجه سانتیگراد یا 32 درجه فارنهایت (144 BTU) انجام می شود که با فرمول زیر بیان می شود.

یک تن تبرید = ۱۴۴×۲۰۰۰/۲۴ = ۱۲۰۰۰ Btu/hr

One Refrigeration Ton = (2000 lbs * 144 Btu/lbs) / 24 hr = 12000 Btu/hr

باید در جریان باشید که در حال حاضر نیز از واژه " تن تبرید" برای بیان ظرفیت تجهیزات برودتی مانند چیلرهای جذبی و تراکمی و البته در کولینگ تاور ها نیز استفاده می شود.

بطور مثال در بین سازندگان برج خنک کننده و کارفرمایان تاسیساتی می شنویم که گفته می شود یک دستگاه چیل800 تن یا 200 تن تبرید یا یک واحد برج خنک کننده 250 تن یا 500 تن تبرید مورد نیاز پروژه فعلی می باشد. اما بطور مهندسی و در مبانی اصلی ترمودینامیک این واژه معیار سنجش قدرت تجهیزات برودتی محسوب می گردد. تبدیل واحد های تن تبرید، واحد جابجایی انرژی در زمان یعنی تن تبرید (RT) هم ارز یکاهایی همچون KW و BTU/H است. می توان گفت که هر تن تبرید برابر با 3.52 کیلو وات و برابر با 12000 پوند انرژی بر ساعت می باشد.برای دیگر تبدیل واحد ها می توانید به سایت https://kitset.ir/مراجعه نمایید.

برای پاسخ به سوال تن تبرید چیست به طور علمی می توان گفت که یک تن تبرید برابر است با مقدار گرمایی که یک سیستم تهویه یا دستگاه سرمایشی در طول ۲۴ ساعت از یک تن یخ (۲۰۰۰ پوند lbs) می گیرد تا آن را ذوب کند. گرمای مورد نیاز برای ذوب یک پوند یخ و تبدیل آن به آب مایع در دمای ۳۲ درجه فارنهایت (صفر درجه سانتی گراد) برابر ۱۴۴ Btu است که در ادامه نحوه محاسبه تن تبرید به شکل زیر خواهد بود.

قانون پایستگی انرژی و جرم در سامانه برج خنک کننده

• موازنه انرژی (energy balance)

برج خنک کننده دستگاهی جهت انتقال حرارت QC (گرمای کندانسور یک ماشین صنعتی) به محیط اطراف می‌باشد. در چرخه هر فرآیند ترمودینامیکی قانون پایستگی انرژی برقرار است. عملیات انتقال انرژی در برج خنک کننده نیز یک فرآیند ترمودینامیکی محسوب می‌شود. انرژی مصرفی دستگاه برودتی بیانگر توان مصرفی (قالباً انرژی برق) در بخش‌های مصرف کننده برج می‌باشد. مصرف کننده‌های اصلی انرژی برق، الکتروموتور بخش هوادهی و پمپ سیرکولاتور آب می‌باشند. گرمای تولیدی نیز نشانه‌ی میزان انرژی است که در بخش کندانسور به آب انتقال می‌یابد. در نهایت مکمل این دو مورد دفع گرمای جذب شده از آب در این دستگاه است. بازنویسی قانون پایستگی انرژی در چرخه کاری کولینگ تاور به شرح ذیل صورت می‌پذیرد.

گرمای مازاد تولیدی از منبع گرم = انرژی مصرفی (برق موتور و پمپ) + گرمای دفع شده در برج خنک کننده

موازنه جرم (mass balance)

فرآیند تبادل انرژی در قالب انواع برج خنک‌کننده یک فرآیند ترکیبی از انتقال جرم و حرارت به صورت همزمان می‌باشد. کولینگ‌تاور با ایجاد یک سطح تبادل حرارت بسیار بزرگ سبب تبخیر درصدی از آب می‌گردد. تبخیر صورت گرفته در خود مقدمه جذب گرمای موجود در جریان اصلی آب می‌شود. گرمای لازم جهت بخار شدن آب و از هم گسسته شدن پیوندهای ملکولی آب از مابقی جریان آب جذب می‌شود. جریان اصلی سیال آب با از دست دادن گرما دچار کاهش دما شده و اصطلاحاً سرد خواهد شد.

علاوه بر تبخیر دو عامل دیگر در برج خنک کننده موجب هدر رفتن آب می شود. بلودان یا تخلیه و پرتاب قطره‌های آب از فن محوری به بیرون از دیگر عوامل مصرف آب می‌باشد. به منظور برقرار شدن قانون پایستگی جرم باید میزان مشخصی آب را به طور دائم وارد دستگاه بنماییم. به این جریان آب که به صورت دائمی وارد کولینگ تاور  می‌شود، جریان جبرانی (make up) نیز می‌گویند. فرمول زیر به منظور پایسته شدن جریان سیال در سامانه فوق برقرار است.

جریان جبرانی = آب تبخیر شده + تخلیه جریان مواد غلیظ (blow down) + پرتاب قطره‌ها از قسمت فن (drift)

گرفتگی در برج خنک کننده
ته نشین شدن و گرفتگی تجهیزات و قطعات داخلی یکی از عمده ترین مشکلات اجتناب ناپذیر تجهیزات در تماس با آب است. این مشکل ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در طول عمر این دستگاه شود. در اکثر انواع برج های خنک کننده، اعم از مدار باز، جریان مخالف یا جریان متقاطع، اکثر رسوبات به دلیل تبخیر آب تشکیل می شوند. دلیل اصلی این مشکل افزایش غلظت مواد محلول در آب در گردش است. رسوبات تشکیل شده معمولاً از آهک و به رنگ سفید و قهوه ای روشن بین شیارهای بسته بندی و سایر قسمت های جانبی می باشد. رسوبات آهکی تشکیل شده در قسمت های داخلی عمدتاً در اثر املاح آب سنگین مانند کلسیم، منیزیم و کاتیون های فلزی و نمکی ایجاد می شود.
راه حل های اصلی و اساسی برای کاهش رسوب برج خنک کن 
استفاده از پوشش رسانه ای یا پارچه خنک کننده ضد باکتری و ضد رسوب به عنوان پوشش خالص پاشش
کاربرد نازل اسپری آب برج خنک کننده با خاصیت ضد گرفتگی
استفاده از نانوپودرها و الیاف نانوالیاف در بافت اصلی اعضای بدن
تزریق آب آرایشی با کیفیت بالا یا سخت شده
تنظیم دقیق شستشو یا تخلیه آب غلیظ از تابه یا حوضچه
یک برج خنک کننده با سیستم خنک کننده هیبریدی انتخاب کنید و میزان تبخیر آب را کاهش دهید
از تجهیزات فلزی استفاده نکنید و میزان زنگ زدگی را کاهش دهید و رسوبات سنگین ناشی از لوله ها یا اتصالات فلزی را جاسازی نکنید.
استفاده از فیلترهای فلزی یا غیر فلزی در قسمت ورودی هوا که از ورود گرد و غبار به هوا جلوگیری می کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت آذین تهویه مراجعه نمایید -خرید مستقیم قطعات برج خنک کننده 09194201355