نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده

2 شهریور 1404
ارسال توسط مدیر سایت

امتیاز دهید post

نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده یکی از مسائل مهم در روند استفاده از برج های خنک کننده می باشد. شاید برای شما سوال باشد که توان حرارتی چست؟ و یا چگونه توان حرارتی محاسبه می شود. اگر می خواهید به جواب این سوالات برسید در ادامه این مقاله با ما همراه باشید. با مطالعه این مقاله هر اطلاعاتی را که باید در رابطه با نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده بدانید؛ کسب خواهید کرد.

توان حرارتی برج خنک کننده چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده را مورد بررسی قرار دهیم لازم می بینیم در ابتدا اطلاعاتی در رابطه با توان حرارتی در اختیار شما عزیزان قرار دهیم تا آشنایی کامل با آن داشته باشید. اگر بخواهیم تعریفی از توان حرارتی برج خنک کننده ارائه دهیم باید بگوییم که توان حرارتی یا Heat Load مقدار گرمایی است که برج خنک‌کننده باید از آب جذب و به محیط دفع کند. این مقدار معمولاً بر حسب کیلووات (kW)، کیلوکالری بر ساعت (kcal/h) یا تن تبرید (RT) بیان می‌شود. هرچه توان حرارتی بیشتر باشد، برج خنک‌کننده بزرگ‌تر و قوی‌تر خواهد بود.

بیشتر بخوانید: آب شیرین کن

عوامل موثر در نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده

برای محاسبه دقیق توان حرارتی، باید عوامل متعددی را در نظر گرفت که هر کدام نقش مستقیمی در عملکرد و راندمان نهایی سیستم دارند. از مهم ترین عوامل موثر در نحوه محاسبه توان حرارتی برج خنک کننده به شرح زیر می باشد:

دبی آب در گردش (Water Flow Rate): یکی از اصلی‌ترین پارامترها در محاسبه توان حرارتی، مقدار آب در حال گردش است. هرچه دبی آب بیشتر باشد، حجم گرمایی که باید دفع شود نیز افزایش می‌یابد. این دبی معمولاً بر اساس مترمکعب بر ساعت (m³/h) یا لیتر بر ثانیه (L/s) اندازه‌گیری می‌شود و در فرمول محاسبه توان حرارتی به‌صورت مستقیم وارد می‌شود.
اختلاف دمای آب ورودی و خروجی (ΔT یا Range): اختلاف دمای آب داغ ورودی به برج و آب سرد خروجی، عامل مهم دیگری در تعیین توان حرارتی است. هرچه این اختلاف دما بیشتر باشد، ظرفیت حرارتی دفع‌شده نیز بیشتر خواهد شد. در طراحی‌ها معمولاً ΔT بین ۵ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته می‌شود.
ظرفیت حرارتی ویژه آب (Specific Heat Capacity): آب به‌عنوان سیال اصلی در برج خنک‌کننده، ظرفیت حرارتی مشخصی دارد که تقریباً برابر ۴.۱۸۶ kJ/kg·°C است. این عدد نشان می‌دهد که برای تغییر یک درجه سانتی‌گراد در دمای هر کیلوگرم آب، چه مقدار انرژی نیاز است. این پارامتر در فرمول محاسبه توان حرارتی ثابت در نظر گرفته می‌شود.
دمای مرطوب محیط (Wet Bulb Temperature): دمای مرطوب محیط یا Wet Bulb، مهم‌ترین عامل محیطی در عملکرد برج خنک‌کننده است. آب نمی‌تواند به دمایی پایین‌تر از دمای مرطوب محیط برسد. بنابراین هرچه دمای مرطوب پایین‌تر باشد، راندمان برج بالاتر می‌رود و توان حرارتی بیشتری برای دفع گرما در دسترس خواهد بود.
اپروچ (Approach): اپروچ اختلاف بین دمای آب سرد خروجی از برج و دمای مرطوب محیط است. هرچه این اختلاف کمتر باشد، سیستم بهینه‌تر کار می‌کند. اما دستیابی به اپروچ پایین نیازمند افزایش ابعاد و مصرف انرژی برج است.
شرایط رطوبت و جریان هوا: عملکرد برج خنک‌کننده علاوه بر آب، به هوا نیز وابسته است. سرعت جریان هوا، رطوبت نسبی و شرایط آب‌وهوایی روی فرآیند تبخیر تأثیر مستقیم دارند. در مناطقی با رطوبت بالا، توان حرارتی برج کمتر خواهد شد زیرا تبخیر آب سخت‌تر انجام می‌شود.
راندمان و طراحی برج خنک‌کننده: علاوه بر شرایط محیطی و سیالی، طراحی برج و راندمان تجهیزات داخلی مانند پکینگ‌ها، فن‌ها و المیناتورها نیز بر توان حرارتی مؤثر است. برج‌های مدرن با پکینگ‌های پلیمری و طراحی بهینه، توان حرارتی بیشتری نسبت به برج‌های قدیمی دارند.