برج خنک‌کننده وسیله‌ای برای دفع حرارت زاید آب مورد استفاده در چگالنده به جو از طریق تبادل حرارتی با هوا است. به عبارت ساده‌تر، برج خنک‌کننده سیستمی است که از آن به جهت خنک‌سازی آبی در فرایندهای سردسازی سیستم‌های تهویه مطبوع، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و غیره استفاده می‌گردد.(تفاوت بین درایو های کنترل دور VSD ، VFD و VVVF در چیست؟)
از برج خنک‌کن در سیستم خنک‌کاری واحدهای پالایشگاهی، پتروشیمیایی و سایر واحدهای شیمیایی مشابه، نیروگاه‌های حرارتی و سیستم‌های تهویه برای تهویه مطبوع ساختمان استفاده می‌شود. دسته‌بندی برج‌های خنک‌کن بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت می‌گیرد؛ متداول‌ترین گونه‌های برج خنک‌کن بر اساس مکانیزم‌های جابه‌جایی طبیعی و جابه‌جایی اجباری تقسیم‌بندی می‌شوند.
از نظر ابعاد و اندازه، برج‌های خنک‌کن در مدل‌های کوچک پشت‌بامی برای ساختمان‌های مسکونی تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل (مانند برج‌های خنک‌کن نیروگاه‌ها که در شکل‌ها نشان داده شده‌است) که ارتفاع‌شان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک‌صد متر می‌رسد، وجود دارند. همچنین نوعی از برج‌های خنک‌کن با شکل مستطیلی با ارتفاع تقریبی چهل متر و طول هشتاد متر نیز وجود دارد. در بیش‌تر موارد از برج‌های خنک‌کن هذلولی شکل در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود؛ هرچند که در برخی از واحدهای شیمیایی بزرگ و سایر واحدهای صنعتی نیز از آن‌ها استفاده می‌شود. در مقابل این برج‌های خنک‌کن عظیم‌الجثه که در صنایع خاصی به کار گرفته می‌شوند، اکثریت قریب به اتفاق برج‌های خنک‌کن تجهیزات کوچک هستند که در کنار واحدهای مختلف صنعتی یا مسکونی برای تهویه هوا به کار می‌رود.(دلایل استفاده از درایو کنترل دور در صنعت چیست؟)
فن‌ها نقش مهمی در خنک‌سازی دارند و از نوع فن محوری یا سانتریفیوژ می‌باشند؛ این دقیقا جایی است که درایو کنترل دور وارد بازی می شود. فن‌های مورد استفاده در برج‌های خنک‌کننده، از لحاظ فرم هندسی و نحوه تولید به صورت کلی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند.
۱- فن ضربی برج خنک‌کننده:
این نوع فن کولینگ تاور در صورتی که از تولیدکنندگان معتبر خریداری شود از لحاظ قیمت و کیفیت در بازه مناسبی قرار دارد. باید در نظر داشت با توجه به جنس فن و روش تولید، این نوع فن در قطر بیش از ۱ متر دچار لرزش خواهد شد و به همین دلیل دارای محدودیت ابعاد است.
۲- فن پروفیل ایر فویل کولینگ تاور:
بازه ابعادی معمول فن آلومینیوم کولینگ تاور از قطر ۰٫۸ متر تا ۳ متر می‌باشد. این فن‌ها دارای قیمت کمتری نسبت به فن‌های کامپوزیتی (نوع سوم فن محوری) هستند لیکن معایب خاص خود را نیز دارند.
۳- فن پروفیل ایر فویل با فرم پروفیل متغیر (فن کامپوزیت برج خنک کن):
فن کامپوزیت فایبر گلاس گلاس کولینگ تاور که سابقه تولید آن از دو نوع قبلی کمتر است علاوه بر دارا بودن پروفیل ایرفویل، به دلیل چرخش پروفیل در شعاع فن و تغییر زاویه حمله، دبی یکنواخت تری نسبت به دو نوع قبلی دارد، و به همین دلیل سرعت خطی لبه این نوع فن تا ۶۰ متر بر ثانیه قابل قبول می‌باشد.
در صنعت HVAC تیازها برای افزایش بازدهی و کاهش هزینه ها رو به افزایش است. یکی از مفیدترین راه ها برای افزایش بازدهی و کاهش هزینه های انرژی استفاده از درایوهای کنترل دور است. در این مقاله به بررسی مزایای استفاده از درایو کنترل دور برای کاربردهای برج خنک کننده می پردازیم.
-
تنظیم سرعت فن با درایو کنترل دور
موتورهایی که مستقیما از خط تغذیه می شوند برای کاربردهایی که نیاز به سرعت حداکثر فن در تمامی شرایط دارد مناسب است. اما در برج های خنک کننده معمولا نیاز به سرعت های متغیر بر حسب تغییر شرایط وجود دارد. خاموش و روشن شدن متناوب فن باعث تغییر سرعت های ناگهانی از صفر تا سرعت ماکزیمم می شود که منجر به تغییرات دمایی ناگهانی شده که بازدهی را کاهش داده و کنترل را مشکل می کند.(تاریخچه درایو کنترل دور فرکانس متغیر )
درایو کنترل دور، از سوی دیگر، می توانند سرعت فن ها را متناسب با شرایط تغییر دهند در حالی که فلوی یکنواحتی را دائما حفظ کنند. درایوهای کنترل دور همچنین قادر هستند سرعت فن را به طور موقت بالاتر از مقدار نامی آن ها ببرند (بالاتر از 50 هرتز) تا در صورتی که افزایش حرارتی ناگهانی به وجود آمد فن بتواند تهویه لحظه ای قدرتمندتری را اعمال کند. علاوه بر آن، درایو کنترل دور انواع ورودی های سنسورهای آنالوگ دمایی را می پذیرند که می توان به واسطه این سنسور ها تنظیماتی را روی درایو کنترل دور اعمال کرد تا سرعت کارکرد فن متناسب با میزان دما باشد و از کارکرد بیهوده و مصرف بالای آن جلوگیری شود. همچنین می توان از کنترل PID داخلی درایو نیز بدین منظور بهره برد تا کنترل دقیق تری روی سرعت خروجی موتور داشت.
همانطور که در نمودار بالا مشاهده می شود، انرژی استفاده شده توسط فن با افزایش سرعت فن به صورت درجه 3 افزایش می یابد. در نتیجه درایو کنترل دور با کنترل و کاهش سرعت فن در دماهای پایین تر میزان مصرف انرژی را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. این کاهش به گونه ای است که اگر سرعت فن تنها 20% کاهش پیدا کند، همانطور که مشاهده می شود میزان مصرف انرژی به میزان 50% کاهش می یابد که مقدار قابل ملاحظه ای است. در نتیجه با یک حساب سرانگشتی در می یابید که در بلند مدت، درایو کنترل دور می تواند صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها ایجاد کند.
همچنین موتورهای فن به دلیل جریان راه اندازی اولیه میزان مصرف انرژی بالایی در راه اندازی دارند و علاوه بر این مصرف انرژی، ممکن است در توان های بالا باعث افت ولتاژ های ناگهانی در شبکه و همچنین کاهش عمر فن به دلیل استرتس های مکانیکی راه اندازی در بلند مدت شوند. درایو کنترل دور از آنجا که ماژول سافت استارت را در دل خود دارند، راه اندازی نرم و بدون جریان های راه اندازی بزرگ و همچنین بدون استرس های مکانیکی رابرای موتور فراهم می کنند.
-
جهت چرخش فن با درایو کنترل دور
درایوهای کنترل دور می توانند جهت های چرخش مستقیم و معکوس را برای فن به وجود آورند. این ویژگی می تواند برای شرایط هوای بسیار سرد مفید باشد. با چرخش معکوس می توان هوای گرم را به برج خنک کننده وارد کرد تا در صورت یخ زدگی قطعات درونی، یخ ها ذوب شوند و مشکلی به وجود نیاید. (انواع روش های کنترل دور موتور در درایو کنترل دور چیست؟)
-
اتوماسیون و حفاظت موتور با درایو کنترل دور
درایو کنترل دور ورودی ها و خروجی های دیجیتال و آنالوگ مختلفی دارد که همگی قابل برنامه ریزی هستند و از آن ها می توان برای اتوماسیون قطعات مختلف استفاده نمود. همچنین درایو های کنترل دور پیشرفته تر دارای PLC داخلی هستند که یک مجموعه اتوماسیون کامل را برای کاربر فراهم می سازد.(حفاظت موتور با رله حفاظتی)
علاوه بر این درایوهای کنترل دور سری HVAC برخی برندها که به طور خاص برای کاربردهای تهویه توسعه داده شده اند دارای حفاظت های مختلفی برای سیستم های تهویه و موتورهای فن هستند.
با تفاسیر فوق، درایو کنترل دور نه تنها در هزینه ها صرفه جویی ایجاد می کند، بلکه پول ساز هم هست! در بسیاری از برج های خنک کننده هزینه کارگذاری درایو با توجه به صرفه جویی هایی که در هزینه های انرژی ایجاد کرده در کمتر از یک سال تامین شده است. درایوهای کنترل دور همچنین کاربردهای متنوع و حفاظت های مختلفی را نیز برای موتور فراهم می کنند تا کاربر بتواند انعطاف پذیری بالایی در اختیار داشته باشد.(کنترل حلقه بسته درایو کنترل دور چگونه است؟)
بدون دیدگاه