برج های خنک کننده نقش حیاتی در خنک سازی سیالات مختلف در صنایع گوناگون ایفا می کنند. در قلب این سازه های غول پیکر، عنصری به نام “پکینگ” نهفته است که وظیفه ی تبادل حرارت بین آب و هوا را به عهده دارد. در این مقاله قصد داریم به بررسی جامع پکینگ برج خنک کننده، انواع، جنس، عملکرد و نکات مهم انتخاب آن بپردازیم.
تعریف و وظایف پکینگ برج خنک کننده
پکینگ برج خنک کننده (Cooling Tower Packing) ماده ای است که به طور معمول از جنس پلاستیک، فلز یا چوب بوده و در فضای داخلی برج خنک کننده نصب می شود. این ماده با ایجاد سطوح متخلخل و شبکه ای، سطح تماس بین آب گرم ورودی به برج و هوای خنک محیط را به طور چشمگیری افزایش می دهد.
افزایش سطح تماس، تبادل حرارت بین آب و هوا را تسهیل کرده و در نهایت منجر به خنک شدن سیال می گردد. به عبارتی دیگر، پکینگ نقش واسطه ای را بین آب گرم و هوای خنک ایفا می کند و با به حداکثر رساندن سطح تماس، فرآیند خنک سازی را به طور بهینه انجام می دهد.
وظایف پکینگ برج خنک کننده
همانطور که اشاره شد، وظیفه اصلی پکینگ افزایش سطح تماس بین آب گرم و هوای خنک است. اما این وظیفه به شرح زیر به وظایف فرعی تر نیز تقسیم می شود:
- افزایش زمان تماس: پکینگ با پیچیده تر کردن مسیر عبور آب، زمان تماس بین آب و هوا را افزایش می دهد. این امر فرصت بیشتری برای تبادل حرارت و خنک شدن آب فراهم می کند.
- توزیع یکنواخت آب: پکینگ به پخش و توزیع آب به صورت قطرات ریز یا فیلم نازک بر روی سطوح خود کمک می کند. این امر باعث می شود تا تمام سطوح پکینگ به طور یکسان در فرآیند خنک سازی مشارکت داشته باشند.
- کاهش افت دما: با افزایش سطح تماس و زمان تماس بین آب و هوا، افت دمای آب در هر واحد ارتفاع برج خنک کننده بیشتر می شود. به عبارت دیگر، پکینگ به خنک شدن سریع تر آب کمک می کند.
- کاهش مصرف انرژی: به دلیل افزایش کارایی خنک سازی با استفاده از پکینگ، به طور کلی شاهد کاهش مصرف انرژی در سیستم های برج خنک کننده هستیم.
نقش پکینگ در فرآیند خنک سازی
در برج های خنک کننده، آب گرم از طریق لوله هایی در بالای برج به نازل های پاششی پمپ می شود. این نازل ها، آب را به صورت قطرات ریز یا فیلم نازک بر روی سطوح پکینگ اسپری می کنند. در حین عبور آب از میان پکینگ، هوای خنک محیط از طریق دریچه های تهویه در پایین برج به سمت بالا جریان می یابد.
با تماس آب گرم با هوای خنک، تبادل حرارت صورت گرفته و آب خنک می شود. قطرات ریز آب به دلیل دارا بودن سطح بیشتری، تبادل حرارت را به طور موثرتری انجام می دهند.
در نهایت، آب خنک شده از طریق مجاری جمع آوری در پایین برج جمع آوری و به چرخه فرآیند بازگردانده می شود.
انواع پکینگ برج خنک کننده
1. پکینگ اسپلش:
پکینگ های اسپلش (Splash) با پاشیدن آب به صورت قطرات ریز بر روی سطوح خود، به خنک شدن آب کمک می کنند. این نوع پکینگ ها به طور معمول از جنس های زیر ساخته می شوند:
-
پکینگ اسپلش چوبی: این نوع پکینگ از قطعات کوچک چوب ساخته شده و از قدیمی ترین نوع پکینگ ها به شمار می رود. مزایای: ارزان قیمت بودن، راندمان خنک سازی بالا معایب: طول عمر کم، نیاز به نگهداری و مراقبت بالا، حساسیت به پوسیدگی و قارچ
-
پکینگ اسپلش PVC: این نوع پکینگ از جنس پلی وینیل کلراید (PVC) ساخته شده و در برابر مواد شیمیایی مقاوم است. مزایا: قیمت مناسب، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، نصب و نگهداری آسان معایب: راندمان خنک سازی نسبتا پایین تر از نوع چوبی، محدودیت دمایی در استفاده
-
پکینگ اسپلش فلزی: این نوع پکینگ از جنس فلزاتی مانند آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده و از مقاومت بالایی برخوردار است. مزایا: مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و دمای بالا، طول عمر زیاد معایب: قیمت بالا، وزن سنگین، ایجاد خوردگی در برخی شرایط
2. پکینگ فیلمی:
پکینگ های فیلمی (Film) با ایجاد لایه ای نازک از آب بر روی سطوح خود، به تبادل حرارت بین آب و هوا به طور بهینه کمک می کنند. این نوع پکینگ ها به طور معمول از جنس های زیر ساخته می شوند:
-
پکینگ فیلمی PVC: این نوع پکینگ از جنس پلی وینیل کلراید (PVC) ساخته شده و رایج ترین نوع پکینگ فیلمی است. مزایا: قیمت مناسب، راندمان خنک سازی بالا، نصب و نگهداری آسان معایب: محدودیت دمایی در استفاده، حساسیت به اشعه UV
-
پکینگ فیلمی فلزی: این نوع پکینگ از جنس فلزاتی مانند آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده و از مقاومت بالایی برخوردار است. مزایا: مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و دمای بالا، راندمان خنک سازی بالا، طول عمر زیاد معایب: قیمت بالا، وزن سنگین، ایجاد خوردگی در برخی شرایط
انتخاب پکینگ مناسب
انتخاب نوع و جنس پکینگ برج خنک کننده به عوامل مختلفی از جمله نوع برج، شرایط آب، فرآیند خنک سازی و بودجه پروژه بستگی دارد.
ملاحظات مهم در انتخاب پکینگ:
- کارایی: راندمان خنک سازی و میزان تبادل حرارت بین آب و هوا
- افت فشار: افت فشار ناشی از عبور آب از میان پکینگ
- مقاومت در برابر رسوب: مقاومت پکینگ در برابر رسوب گذاری و گرفتگی
- مقاومت شیمیایی: مقاومت پکینگ در برابر مواد شیمیایی موجود در آب
- هزینه: قیمت اولیه پکینگ و هزینه های جانبی نصب و نگهداری
جدول مقایسه ای انواع پکینگ:
| نوع پکینگ | جنس | مزایا | معایب |
|---|---|---|---|
| اسپلش چوبی | چوب | ارزان قیمت، راندمان بالا | طول عمر کم، نیاز به نگهداری بالا، حساسیت به پوسیدگی |
| اسپلش PVC | PVC | قیمت مناسب، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، نصب و نگهداری آسان | راندمان پایین تر، محدودیت دمایی |
| اسپلش فلزی | فلز | مقاومت بالا، طول عمر زیاد | قیمت بالا، وزن سنگین، خوردگی |
| فیلمی PVC | PVC | قیمت مناسب، راندمان بالا، نصب و نگهداری آسان | محدودیت دمایی، حساسیت به UV |
| فیلمی فلزی | فلز | مقاومت بالا، راندمان بالا، طول عمر زیاد | قیمت بالا، وزن سنگین، خوردگی |
جمع بندی
پکینگ برج خنک کننده نقش کلیدی در فرآیند خنک سازی ایفا می کند. انتخاب نوع و جنس مناسب پکینگ با توجه به فاکتورهای مختلف، می تواند منجر به افزایش کارایی، کاهش مصرف انرژی و صرفه جویی در هزینه ها گردد.
کلام آخر
مجموعه مبنا صنعت اسپادانا فعالیت خود را از سال ۱۳۸۶ آغاز کرد و با سابقه طولانی خود در ارائه طراحی یک واحد آبرسانی صنعتی،اجرای تصفیه خانه آب و پساب،اجرای آبرسانی به صنایع،اجرای شبکه انتقال پساب،ساخت فیلتر شنی،کلاریفایریا زلال کننده،ماشین ریکلایمر،اجرای پروژه های EPC،ریخته گری اسلب،ایستگاه تقلیل فشار،طراحی و ساخت غبارگیرهای صنعتی،طراحی و ساخت کولینگ تاور تبخیری و هیبریدی،تصفیه آب به روش RO،اجرای پروژه های صنایع فولاد سازی؛ ساخت فیلتر شنیبا بهترین کیفیت میباشد.
