برج های خنک کننده (کنترل ظرفیت)

سیستم های خنک کننده رایگان می توانند صرفه جویی قابل توجهی را برای دارندگان چنین سیستم هایی ایجاد کنند. با این حال، میزان صرفه جویی در انرژی بالقوه تقریباً کاملاً به طراحی کلی سیستم و انتخاب تجهیزات برای استفاده در سیستم بستگی دارد. به طور کلی، طراح باید هزینه تجهیزات بالاتر را با فرصت بیشتر برای صرفه جویی در انرژی متعادل کند. خوشبختانه، این صرفه‌جویی‌ها - و هزینه‌های مرتبط با آن - به‌طور معقولی قابل اندازه‌گیری هستند تا طراحان بتوانند انتخاب‌های هوشمندانه‌ای با هدایت اطلاعات قابل اعتماد داشته باشند. این مقاله روش‌های کنترل ظرفیت در طرح‌های طراحی خنک‌کننده رایگان را توضیح می‌دهد.

برج های خنک کننده (عملیات خنک کننده رایگان)

برج های خنک کننده کششی القایی و کششی اجباری به دستورالعمل های جداگانه ای برای کنترل ظرفیت در طول کاربردهای خنک کننده رایگان نیاز دارند که در ادامه به تفصیل توضیح داده شده است. توالی کنترل برای یک برج خنک کننده که در شرایط محیطی کم کار می کند تقریباً مشابه یک برج خنک کننده است که در شرایط تابستانی کار می کند., provided the ambient temperature is above freezing. When the weather becomes very cold, additional precautions must be taken to avoid the potential for damaging ice formation.

It is very important to maintain close control of the cooling tower during winter operation. EVAPCO recommends that a MINIMUM leaving water temperature of 45°F must be maintained during free cooling operation. However, laboratory testing and field experience has shown that 42°F should serve as the ABSOLUTE MINIMUM leaving water temperature. Obviously, the higher the leaving water temperature from the tower, the lower the potential for ice formation. This assumes that the proper water flow over the cooling tower is maintained and the fan operating procedures mentioned in the bulletin are followed.

The following provide a summary of the capacity control sequences for both induced and forced draft units. A sequence of operation for towers utilizing single speed, two-speed, and variable speed motor controls are shown. Also included are the capacity control considerations for multiple cell cooling towers. In the Appendix of this bulletin, the recommended capacity control sequences are shown in further detail for cooling towers operating during free cooling conditions.

Capacity Control (Induced Draft)

کنترل ظرفیت برج های خنک کننده با پیش نویس القایی که در طول برنامه های خنک کننده رایگان کار می کنند را می توان با استفاده از روش های مختلفی به دست آورد. رایج ترین روش های کنترل ظرفیت عبارتند از:

• موتورهای فن تک سرعته دوچرخه سواری
• استفاده از موتورهای فن دو سرعته
• استفاده از درایوهای فرکانس متغیر (VFD)

ساده‌ترین روش کنترل ظرفیت برج خنک‌کننده در طول عملیات خنک‌سازی آزاد، روشن و خاموش کردن موتور فن در پاسخ به دمای آب خروجی از برج است. با این حال، این روش کنترل منجر به اختلاف دما بیشتر و مدت زمان طولانی تر با خاموش شدن فن ها می شود. در شرایط محیطی بسیار کم، هوای مرطوب ممکن است متراکم شده و روی سیستم درایو فن یخ بزند. بنابراین، فن‌ها باید در شرایط محیطی بسیار کم چرخانده شوند تا از دوره‌های طولانی کارکرد فن بیکار جلوگیری شود، چه آب از روی پر شده یا در مسیر عبوری جریان داشته باشد. لطفاً توجه داشته باشید که چرخش بیش از حد فن ممکن است باعث آسیب به موتور فن شود: تعداد شروع و توقف موتور فن باید به شش عدد در ساعت محدود شود. اگر بارهای ساختمان کم باشد، برج دوره‌های طولانی‌تری را با خاموش بودن فن‌ها مشاهده می‌کند که باعث می‌شود پتانسیل بیشتری برای ایجاد یخ در لوورهای ورودی واحد ایجاد شود. در نتیجه، دوچرخه سواری موتورهای فن تک سرعته کمترین روش توصیه شده برای کنترل ظرفیت است.

Another method of capacity control is to use two-speed fan motors, which include an additional step of capacity control. This step reduces the water temperature differential, and therefore the amount of time that the fans are off. In addition, two speed motors provide a significant savings in energy costs, since the tower has the potential to operate on low speed for the majority of the free cooling season.

The most accurate method of capacity control for an induced draft tower is to use variable frequency drives. This allows much closer control of the leaving water temperature by allowing the fan(s) to run at the appropriate speed to closely match the building load. However, the application of a VFD with an induced draft cooling tower could contribute to the formation of the ice during sub-freezing conditions. As the building load decreases, the variable frequency control system may operate for long periods of time at fan speeds below 50 percent. Operating at low leaving water temperatures and low air velocity through the unit can cause ice to form at various locations in the unit.

Therefore, it is recommended that the MINIMUM speed of the variable frequency drive be set at 50 percent of full speed to minimize the potential for ice to form in the unit during low ambient cooling tower operation. See the Ice Management section for additional information.

Capacity Control (Forced Draft)

کنترل ظرفیت برج های خنک کننده با پیش نویس اجباری که در طول برنامه های خنک کننده آزاد کار می کنند را می توان با چندین روش مختلف به دست آورد. مشابه واحدهای پیش نویس القایی، رایج ترین روش های کنترل ظرفیت، چرخش موتورهای فن تک سرعته، استفاده از موتورهای فن دو سرعته یا موتورهای پونی، یا استفاده از درایوهای فرکانس متغیر برای کنترل فن(های) برج خنک کننده است. اگرچه روش های کنترل ظرفیت برای واحدهای پیش نویس اجباری مشابه روش هایی است که برای واحدهای پیش نویس القایی استفاده می شود، چندین تفاوت عمده وجود دارد که در زیر شرح داده شده است.

ساده ترین روش کنترل ظرفیت برای واحدهای بادکش اجباری، روشن یا خاموش کردن فن(ها) است. با این حال، این روش کنترل منجر به اختلاف دما و دوره های زمانی بیشتر با خاموش شدن فن ها می شود. هنگامی که فن ها خاموش می شوند، آبی که از طریق دستگاه می ریزد می تواند جریان هوا را در قسمت فن ایجاد کند.

در شرایط محیطی بسیار کم، این هوای مرطوب ممکن است بر روی اجزای سرد سیستم محرک فن متراکم شده و یخ بزند. اگر شرایط تغییر کند و نیاز به خنک‌سازی باشد، مقدار زیادی یخ که ممکن است روی سیستم محرک ایجاد شده باشد، می‌تواند فن‌ها و شفت‌های فن را که به طور ناگهانی برای کار کردن نیاز دارند، از بین ببرد. بنابراین، فن ها باید در حین کارکرد در محیط کم چرخانده شوند تا از کارکرد طولانی مدت فن بیکار جلوگیری شود. لطفا توجه داشته باشید که دوچرخه سواری بیش از حد می تواند به موتورهای فن آسیب برساند. تعداد شروع ها را به شش بار در ساعت محدود کنید.

موتورهای دو سرعته یا پونی روش کنترل بهتری نسبت به موتورهای تک سرعته ارائه می دهند. کنترل موتور دو سرعته یک مرحله اضافی از کنترل ظرفیت را امکان پذیر می کند، اختلاف دمای آب و مدت زمان خاموش بودن فن ها را کاهش می دهد و باعث صرفه جویی در هزینه های انرژی می شود. این روش کنترل ظرفیت برای کاربردهایی که تغییرات بار بیش از حد و شرایط زمستانی متوسط ​​است، مؤثر بوده است.

درایوهای فرکانس متغیر انعطاف‌پذیرترین روش کنترل ظرفیت را برای برج‌های خنک‌کننده اجباری فراهم می‌کنند. سیستم کنترل درایو فرکانس متغیر به فن ها اجازه می دهد تا با سرعت تقریباً نامحدودی کار کنند تا ظرفیت واحد را با بار سیستم مطابقت دهد. در دوره‌های کاهش بار و دمای پایین محیط، فن‌ها را می‌توان در حداقل سرعت (25 درصد سرعت کامل) نگه داشت که فشار مثبت داخل واحد را تضمین می‌کند. این فشار مثبت در واحد از مهاجرت هوای مرطوب به سمت اجزای محرک فن سرد جلوگیری می کند و پتانسیل تشکیل تراکم و سپس یخ زدن روی آنها را کاهش می دهد.

روش کنترل سرعت متغیر درایو باید برای کاربردهایی که بارهای نوسانی و دمای شدید زمستان را تجربه می کنند، اجرا شود.

کنترل ظرفیت (واحدهای چند سلولی)

برج های خنک کننده القایی و کششی اجباری چند سلولی به دنباله های کنترل متفاوتی نسبت به برج های خنک کننده تک سلولی نیاز دارند. مهم است که فن ها و جریان آب روی هر سلول به درستی در برج های خنک کننده سلولی متعدد کنترل شوند.

کنترل مناسب فن برای جلوگیری از پتانسیل ایجاد یخ در یکی از سلول های یک برج خنک کننده چند سلولی ضروری است. برای جلوگیری از شرایط یخ زدگی در هر سلول، همه فن‌ها در سلول‌های فعال باید به طور همزمان کنترل شوند. روش صحیح کنترل فن یک برج خنک کننده چند سلولی در حین عملیات خنک سازی آزاد در شکل زیر نشان داده شده است.

به جای دوچرخه سواری یک فن روشن و یک فن خاموش. هر دو فن باید با سرعت کم کار کنند تا به دمای آب خروجی 45 درجه برسند. این روش کار دارای همان آب 65 درجه است که وارد هر دو سلول می شود. با این حال، هر دو فن با سرعت کم کار می کنند، این اجازه می دهد تا آب 45 درجه از هر سلول وارد حوضچه شود. دمای آب خروجی نهایی برج خنک کننده 45 درجه است و احتمال یخ زدگی در هر سلول از بین می رود.

The غلط روش کنترل فن چند سلولی در شکل زیر نشان داده شده است. در این مثال، آب سیستم 65 درجه از طریق سیستم توزیع آب هر سلول پمپ می شود. با این حال، فن در سلول 1 خاموش و فن در سلول 2 روشن است. از آنجایی که فن در سلول 1 خاموش است، آب ورودی به حوضه 55 درجه است و فن سلول 2 روی آب ورودی به حوضه 35 درجه است، دمای خالص آب بین حوضچه ها 45 درجه است. این حداقل دمای مورد نیاز 45 درجه را برآورده می کند. اما دمای سلول 2 خیلی پایین است که ممکن است منجر به انجماد موضعی شود.

در کنار ارائه کنترل مناسب فن، اکیداً توصیه می شود که دمای آب خروجی در تمام سلول ها کنترل شود. سنسورهای دمای حوضه را می توان در لوله کشی یا حوض آب سرد قرار داد. این می تواند به تعیین شرایط یخ زدگی احتمالی در هر سلول کمک کند. با این حال، اگر دو سلول با هم کار می کنند ظرفیت بیش از حدی داشته باشند که باعث چرخش بیش از حد فن می شود، باید تمام بار را به یک سلول هدایت کرد و سلول دیگر را به طور کامل خاموش کرد.

به طور معمول، بارهای خنک کننده زمستانی بسیار کمتر از آنچه در فصل سرمایش تابستان دیده می شود، است. بنابراین، جریان آب از طریق برج ممکن است کاهش یابد، که می تواند پتانسیل تجمع یخ در داخل یا داخل واحد را ایجاد کند.

توصیه می شود که دبی آب تا حد امکان به سلول های کمتری هدایت شود، زیرا برج خنک کننده با دبی سیستم تا حد امکان نزدیک به جریان طراحی شده در هر سلول عمل می کند. این تضمین می کند که سیستم توزیع آب یک الگوی اسپری مناسب را روی پر می کند و از شرایط جریان کم که می تواند منجر به تشکیل یخ در داخل برج خنک کننده شود جلوگیری می کند.

در برخی موارد، نرخ جریان زمستانی طراحی فراتر از حد پایین‌تر محدوده عملکرد نازل اسپری کاهش می‌یابد. در این مورد، یک سیستم توزیع آب ویژه می تواند برای تطبیق دبی طراحی زمستانی گنجانده شود. این طرح ممکن است از یک سیستم توزیع آب اضافی با نازل های اسپری استفاده کند که قادر به انجام در شرایط جریان بسیار کم هستند. به طور معمول، سیستم توزیع آب اضافی به یک سلول از برج خنک کننده پیش نویس القایی محدود می شود.

[dvfaqtopic title=”سوالات متداول” topicid=”18899″ skin=”custom” searchbox=”no” switcher=”yes” paginate=”” order=”ASC” orderby=”date”]