رسوب در برج خنک کننده به معنی تغلیظ و تجمیع املاح و ناخالصی های موجود در آب برج خنک کن می باشد. در برج خنک کننده، عمده خنک سازی توسط پدیده تبخیر انجام می شود که در حین انجام پدیده تبخیر تنها آب خالص به صورت بخار در می آید. بنابراین املاح و ناخالصی های آب، در آب باقیمانده تغلیظ می گردد.
در ادامه این مطلب از برای روشن شدن مفهوم تغلیظ املاح و مواد جامد درون آب، ابتدا بایستی با مفهوم سیکل تغلیظ که با علامت (C) نشان داده می شود، آشنا شویم. سپس به بررسی انواع رسوب در برج خنک کننده یا کولینگ تاور و فرآیند تشکیل آنها خواهیم پرداخت. رابطه سیکل تغلیظ با مقدار درصد آب جبرانی در برج خنک کننده سیکل تغلیظ نسبت کنداکتیویته (هدایت الکتریکی) آب گرم ورودی به برج خنک کننده به کنداکتیویته آب جبرانی می باشد. به طور کلی کنداکتیویته بستگی به یون های موجود در آب دارد. به طور مثال اگر غلظت یون کلراید در آب گرم ورودی به برج 100mg/lit باشد و غلظت آن در آب جبرانی 20mg/lit باشد، سیکل تغلیظ عدد 5 خواهد بود.
عملکرد برج خنک کننده با سیکل تغلیظ بالا، باعث دستیابی به بسیاری از فوائد اقتصادی و زیست محیطی می گردد و همچنین باعث کاهش هزینه های مانند ، کاهش آب جبرانی مورد نیاز و کاهش مصرف مواد شیمیایی می گردد. زمانی که سیستم در سیکل تغلیظ بالا کار می کند و آب جبرانی به برج نیز دارای مقادیر املاح زیاد است، همانطور که اشاره شد بنابر رابطه سیکل تغلیظ غلظت املاح و مواد جامد در آب چرخشی نیز زیاد خواهد شد. بنابراین، میزان رسوب در برج خنک کننده افزایش پیدا می کند و برای جلوگیری از تشکیل رسوب بایستی مواد شیمیایی که اصطلاحاً به آنها ضد رسوب گفته می شود به آب تزریق می گردد.
در خنک سازی توسط پدیده تبخیر انجام می شود که در حین انجام پدیده تبخیر تنها آب خالص به صورت بخار در می آید. بنابراین املاح و ناخالصی های آب، در آب باقیمانده تغلیظ می گردد که باعث تغلیظ و تجمیع املاح و ناخالصی های موجود در آب و تشکیل رسوب در برج خنک کننده می شود. رسوب در برج خنک کننده این مواد شیمیایی که مانع از تشکیل رسوبات در قسمت های مختلف سیستم خنک کننده به خصوص مبدل های حرارتی می گردند، بسیار گران قیمت هستند، پس بایستی همواره میزان که به منظور کاهش املاح آب چرخشی می باشد، کنترل شود. تشکیل رسوب در برج خنک کننده نه تنها باعث گرفتگی خطوط لوله دستگاه ها و مبدل های حرارتی می شود، همچنین باعث کاهش بازده حرارتی مبدل ها نیز می گردد.
انواع رسوب در برج خنک کننده
ترکیباتی که معمولاً به صورت رسوب در سیستم های خنک کننده مشاهده می شود به شرح زیر است: فرآیند تشکیل رسوب در یک محلول رقیق و غیراشباع، مواد حل شونده بصورت یون ها، یونهای پیچیده و یا مولکول های تکی وجود دارد، در حالیکه در یک محلول غلیظ و فوق اشباع بعضی از این حل شونده ها با هم ترکیب شده و هسته های رسوب را تشکیل می دهند. قیمت پکینگ برج خنک کننده در بازار، بسته به جنس، ضخامت و ویژگی‌های فنی محصولات مختلف متغیر است . پی اولین گام در تشکیل ایجاد هسته رسوب می باشد.
با توجه به شرایط موجود در محلول و اندازه این هسته ها ممکن است هسته ها دوباره در داخل محلول، حل شوند و یا اینکه به صورت یک کریستال رشد نماید. میزان رشد کریستال بستگی به میزان نفوذ یون های حل شده در آب در سطح کریستال و میزان قرارگرفتن این یون ها در سطح کریستال دارد. نیروی محرکه لازم برای جذب یون ها در سطح کریستال و در نتیجه رشد کریستال رسوب همان تفاوت غلظت حل شونده ها (یون ها) مابین کریستال و بالک سیال می باشد. عواملی که در میزان نفوذ یون ها در سطح کریستال تاثیر می گذارد شامل سرعت آب، دما و ویسکوزیته می باشد.
کریستال هایی که تشکیل شده اند تمایل به تجمع با یکدیگر دارند و تشکیل کریستال های بزرگتری می دپیشگفتار: بروز مشکلات متداول در (کولینگ تاور) همواره به موازات کارکرد مداوم و قرار داشتن سیستم تحت بار کاری، طبیعی است زیرا مجموعه عواملی برای استهلاک یا خرابی آن ایجاد می شوند. در مورد برج های خنک کننده نیز مانند هرسیستم پیشرفته و پیچیده، این موضوع صادق است. برخی از این مجموعه مشکلات گاهی قابل از بین بردن هستند و از این طریق می‌توان از استهلاک بیشتر و خرابی‌های احتمالی جلوگیری کرد؛
یا دست‌کم می‌توان شانس وقوع آن را کاهش داد. از سوی دیگر برخی از این مشکلات غیرقابل حذف بوده و به‌طور طبیعی، به استهلاک و کاهش طول عمر برج خنک کن منجر می‌شوند. شاید تصور کنید شناخت این موارد الزامی نباشد اما واقعیت این است که حتی به منظور انجام مؤثرتر و سریع‌تر پروسه‌های عیب یابی و تعمیر یا تعویض نیز، دانستن این مجموعه علل خرابی و مشکلات، الزامی است. اگر شما در خصوص برج خنک کن و کاربرد آن اطلاعاتی ندارید بهتر است مقاله را در ترموتجهیز مطالعه کنید. اما اکنون به سراغ پرسش اصلی می‌رویم.
کدام مشکل در کارکرد برج خنک کننده مانع ایجاد می‌کند؟
مجموعه مشکلات مختلفی ممکن است باعث آسیب به سلامت برج های خنک کننده شده و طول عمر آن را کاهش دهند. بررسی دقیق و جزئی یا حتی گردآوری تمام این علل و مشکلات در یک یادداشت، قطعاً امر ساده‌ای نیست. استفاده از پکینگ فیلمی برج خنک کننده به عنوان راه حلی اثربخش برای مدیریت بهینه تبادل حرارت و افزایش بهره‌وری در سیستم‌های خنک‌کننده محسوب می‌شود . به همین علت بر آن شدیم تا در این یادداشت، اصلی‌ترین عوامل مشکلات و خرابی کولینگ تاور ها را در چند دسته اصلی قرار داده و با رویکردی کلی‌نگر به آنها بپردازیم. پس با این وجود اجازه دهید پرسش فوق را به این شکل اصلاح کنیم؛
مشکلات برج خنک کننده چند دسته هستند؟
- آسیب و آلودگی بیولوژیکی
- خوردگی و زنگ زدگی
- رسوب گذاری
- پوسته پوسته شدن (Scaling)
خوردگی در برج خنک کننده
خوردگی (Corrosion) یا زنگ زدگی، خطراتی هستند که به‌طور مداوم در کمین فلزات نشسته و یکی از اصلی‌ترین عوامل خرابی یا حتی نابودی آنها تلقی می‌شوند. درحالی که فلزات ذاتاً در برابر ضربه یا فشار قدرت مقاومت بالایی داشته و از این حیث چندان نگرانی در مورد آنها وجود ندارد، تماس آنها با آب می‌تواند بسیار مخاطره آمیز باشد. نیازی به توضیح نیست که قطعات فلزی موجود در سیستم کولینگ تاور تا چه حد به صورت مداوم با آب تماس دارند. این تماس مداوم با آب نیز به معنی بالا بودن ریسک خوردگی یا زنگ زدن است. در کنار اینکه فلزات به طور طبیعی در معرض ریسک خوردگی قرار دارند، مختصات و جزئیات کیفیت آب واردشده به برج خنک کننده نیز در این مورد تعیین کننده است. خوردگی، قاتل دائمی فلزات است.
میزان اثر کیفیت آب در مورد انواعی از برج خنک کننده که از چرخه بسته گردش آب استفاده می‌کنند، قطعاً دوچندان خواهد بود. هنگامی که هوا، سدیم یا هر ماده شیمیایی نامطلوب دیگری با آب ورودی ترکیب شده و بدون نظارت به چرخه وارد شود، می‌توانند مانند یک رنده یا حتی چرخ گوشت، در بلندمدت قطعات و اجزای فلزی را ببلعد! این مشکل البته به‌طور طبیعی زمینه‌ساز مشکلات متعدد دیگری نیز خواهد شد که اصلی‌ترین آنها، نشتی و هدررفت آب است؛ مشکلی که خود عامل اصلی بسیاری دیگر از مشکلات جدی است!
رسوب‌گذاری در برج خنک کننده
تشکیل لایه‌ای از غبار، خاک یا مواد جامد محلول در آب، بر روی سطح قطعات و اجزای داخلی برج خنک کن، همان چیزی است که رسوب گذاری نامیده می‌شود. رسوب گذاری می‌تواند در نواحی مختلفی از برج خنک کن رخ دهد؛ هرچند شانس برخی از نواحی به خاطر شکل ارتباطی که با سیستم دارند، به‌مراتب بیشتر است. در کنار اینکه شانس رسوب گذاری در این نواحی بیشتر است، میزان اثر منفی آن بر کارکرد برج خنک کن نیز بیشتر خواهد بود. به‌طور مثال رسوب گذاری بر سطوح انتقال حرارت، اثرات منفی چشم گیری به همراه دارد. این اتفاق که باعث کاهش بهره‌وری دمایی شده و انتقال حرارت بین دو بخش را ضعیف‌تر می‌کند، نتیجه‌ای جز عدم سرمایش مناسب ندارد! درنتیجه این رخداد هم، برج خنک کن برای دستیابی به یک نتیجه مشترک، نیاز دارد تا طولانی‌تر کار کند؛ کارکرد طولانی‌تر یعنی کاهش طول عمر در بلندمدت و افزایش مصرف انرژی در کوتاه‌مدت! رسوب‌گذاری، در آب‌هایی که املاح معدنی بیشتری دارند، رایج‌تر است.
راه حل مشکلات رایج در برج خنک کننده
دقت داشته باشید که هر یک از مشکلات فوق که درنهایت به عوامل اصلی ایجاد خرابی در کولینگ تاور تبدیل می‌شوند، اغلب رابطه نزدیکی با کیفیت آب ورودی دارند. لذا می‌توان گفت پایش، کنترل و اصلاح خصوصیات و مختصات آب ورودی به سیستم، می‌تواند در از بین بردن ریشه مشکلات، سهم بسزایی داشته باشد. انجام این کار شاید از اساس ساده و کم‌هزینه نباشد اما در بلندمدت حتی از حیث منطق هزینه/فایده نیز پیروی از این مجموعه تدابیر، سود بیشتری برای کاربر به همراه دارد. البته باید در این مورد با اتکای به دانش و تخصص افراد مجرب این حوزه تصمیم‌گیری کنید.
نتیجه گیری :
مشکلات متداول در برج خنک کننده، تا حد زیادی از کیفیت و خصوصیات آب ورودی به سیستم ناشی می‌شوند. البته این بدان معنی نیست که تمام ایرادات و مشکلات وابسته به کیفیت آب است اما اهمیت بسیار بالای آن ما را بر آن داشت تا این قسم مشکلات را به‌عنوان ریشه بسیاری دیگر از مشکلات بررسی و تشریح کنیم. تیم تخصصی ما در وب سایت ” ترموتجهیز ” تجربه وسیعی در زمینه طراحی، اجرا و فروش سیستم‌های تهویه مطبوع دارد. شما می‌توانید قبل از هر اقدامی با تیم مشاوره فنی و رایگان ترموتجهیز تماس حاصل فرمائید. ما همیشه بهترین‌ها را قبل از ارائه توصیه‌ها در نظر می‌گیریم. تیم ما از شنبه تا پنجشنبه از ساعت 8:30 تا 17:00 در خدمت شما عزیزان می‌باشد. (تماس با ما)