فن برج خنک کننده

فن برج خنک کننده

فن برج خنک کننده برای ایجاد جریان هوا با دبی و فشار استاتیکی مشخص در کولینگ تاور به کار گرفته می شود، فن یکی از مهمترین و اصلی ترین اجزاء برج خنک کن می باشد که عملکرد دستگاه به شدت به آن وابسته می باشد. فن باید سبک باشد تا نیروی گشتاور محرکه کمتری برای به دوران درآوردن آن لازم باشد و همچنین مقاومت کافی در برابر تنش و خستگی داشته باشد به صورت متداول از استیل ، آلومینیوم ، فایبرگلاس و یا انواع پلاستک می سازند. در این محاسبه گر می توان میزان دبی هوا، فشار استاتیک، قطر و مشخصات ابعادی فن های کولینگ تاور را بدست آورد.

فن-آلومینیومی-برج-خنک-کننده
فن-آلومینیومی-برج-خنک-کننده

ویژگی های فن برج خنک کننده

فن یا پروانه قطعه ای اصلی در کولینگ تاور است که وظیفه آن به حرکت درآوردن هوا و ایجاد تبادل حرارت بوسیله عبور هوا از روی پکینگ ها میباشد.

فن ها معمولا در دو نوع محوری و سانتریفیوژ در برج خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند که نوع سانتریفیوژ فشار استاتیکی بالاتر و نوع محوری دبی بالاتری تأمین می کنند.

تعمیر و نگهداری فن میتواند بعلت مشکلات دسترسی دشوار باشد، در حال کارکرد برج خنک کن گیربکس را نمیتوان دید یا لمس کرد، بنابراین با تنظیم یک شتاب سنج از راه دور بر روی گیربکس، مانیتورینگ معمولی انجام میشود. از آنجا که کولینگ تاور در واحد های ساختمانی در تابستان مورد بهره برداری قرار می گیرد می توان با اعمال سرویس دوره ای منظم در زمستانها ، انتظار عملکرد منظمی و مناسب در طی تابستان داشت.

فن برج خنک کننده
فن برج خنک کننده

فن یکی از اجزای اصلی کولینگ تاور است که نقش آن ایجاد جریان هوا درون دستگاه و افزایش تبادل حرارت میان آب و هوا می باشد.

مشکلات ناشی از لرزش در کولینگ تاور که عمدتا به پروانه مربوط میباشد میتواند ناشی از موارد زیر باشد:

به هم خوردن بالانس ، به هم خوردن زاویه بلید ها ، شکسته شدن پروانه، مشکلات درایو ، عدم تعادل شفت، مشکلات اتصال به پروانه ، رزونانس شفت ، سایش تسمه ، رزونانس تسمه ، خرابی گیربکس ، خرابی سیستم کاهش دور تسمه برج خنک کننده

در کولینگ تاور معمولا از سیستم های کاهش دور تسمه یا گیربکس برج خنک کننده استفاده میکنند، که هردو به نظارت روزانه نیاز دارند تا عملکرد قابل اعتماد و بدون دردسری را تضمین کنند. سیستم های تسمه ای از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند، چرا که عملکرد آنها کم هزینه تر، ساده تر می باشد ولی استفاده از گیربکس برای سایز های بزرگ پروانه غیر قابل اجتناب است.

قوانین حاکم بر فن

روابط زیر برای کلیه فن ها صادق می باشد:

  • – مقدار دبی هوا با سرعت دوران فن تغییر می کند.
  • – مقدار دبی هوا با زاویه بلید ها نسبت به صفحه افقی تغییر می کند.
  • – مقدار فشار استاتیک با مربع نسبت ظرفیت تغییر می کند.
  • – توان فن با مکعب نسبت ظرفیت تغییر می کند.
  • – در دبی ثابت، مقدار توان و فشار استاتیک فن با چگالی هوا تغییر می کند.

نشانه ها:

  • – Q = مقدار دبی هوا – cfm
  • – A = سطح مقطع – sq ft
  • – V = سرعت متوسط – ft per sec
  • – g = شتاب جاذبه زمین – ft per sec per sec
  • – D = چگالی آب درگیج سیال – lb per cu ft
  • – d = چگالی هوا – lb per cu ft
  • – hs = افت فشار استاتیک در سیستم – inches of water
  • – hv = فشار سرعت – inches of water
  • – ht = اختلاف فشار کل – inches of water
  • – vr = توان بازیابی سرعت در فن استک – percent

عمکلرد دمایی برج خنک کننده به مقدار نرخ جریان جرمی هوایی که از میان پکینگ ها عبور می کند بستگی دارد، که این هوا بوسیله فن برج خنک کننده به جریان می افتد ، مقدار دبی حجمی هوا را با Q نشان می دهند. مقدار سرعت متوسط هوا از فرمول زیر بدست می آید:

قوانین-فن-سرعت-متوسط

مقدار فشار سرعت نیز با رابطه زیر بدست می آید:

قوانین-فن-فشار-سرعت

در صورتیکه از فن استک با قابلیت بازیابی سرعت استفاده شود ، فشار سرعت از رابطه زیر بدست می آید:

قوانین-فن-فشار-سرعت-سیلندر

مقدار توان استاتیک اسب بخار فن از رابطه زیر بدست می آید:

قوانین-فن-توان-استاتیک

در این رابطه اگر مقدار فشار کل قرار گیرد توان کل بدست خواهد آمد. بنابراین می توان بازدهی استاتیک را از رابطه زیر بدست آورد:

قوانین-فن-بازدهی-استاتیک

مقدار بازدهی کل فن هم از این رابطه بدست می آید:

قوانین-فن-بازدهی-کل

باید توجه کرد مقدار توان ورودی پس از انتقال به درایو شفت تقریبا معادل 95 درصد توان الکتروموتور می باشد.

انواع فن برج خنک کن

فن محوری برج خنک کننده دارای انواع مختلفی می باشد که در ادامه به بررسی هر یک از آن ها می پردازیم:

فن پلی آمید کولینگ تاور

معمولا در کولینگ تاور برای فن هایی با قطر کمتر از یک متر، از پروانه هایی با بلید های پلی آمید استفاده می شود که هم بسیار سبک است و هم مناسب دوران در دور های بالا می باشد. قسمت هاب این پروانه از جنس آلومینیوم یا پلی پروپیلن می باشد.

فن-پلی-آمید-برج-خنک-کننده
فن-پلی-آمید-برج-خنک-کننده

این نوع پروانه معمولا به صورت کوپل مستقیم نصب می گردد و در 900 دور در دقیقه یا 700 دور دقیقه راه اندازی می شود.

پروانه-برج-خنک-کننده
پروانه-برج-خنک-کننده

فن آلومینیومی کولینگ تاور

فن هایی با جنس آلومینیوم ضمن اینکه استحکام بالایی دارد بسیار سبک است و همین باعث می شود که در صنعت فن سازی به صورت گسترده مورد استفاده قرار گیرد. این پروانه ها از بلید هایی آلومینیوم اکسترود شده ساخته شده اند که بالانس فن کولینگ تاور را به راحتی میسر می نماید. آلومینیوم در محیط مرطوب زنگ نمی زند و تنها لایه ای نازک از اکسید آلومینیوم بروی سطح آن ایجاد می شود، در تصویر سطح مقطع بلید آلومینیوم که به صورت ایرفویل می باشد نشان داده شده است.

بلید-آلومینیوم
بلید-آلومینیوم

قسمت مرکزی فن کولینگ تاور ( هاب ) از جنس چدن می باشد و شفت ها از فولاد گالوانیزه هستند، بر حسب نیاز می توان متریال هاب و شفت ها را از استنلس استیل ساخت که برای موارد خاص استفاده می گردد. زاویه فن برج خنک کننده به راحتی قابل تغییر است ، افزایش زاویه بلید ها موجب افزایش دبی هوا می شود ولی مقدار بیشتری انرژی مصرف می کند و آمپر بیشتری از موتور می کشد، هنگام تغییر زاویه تیغه مقدار مصرف آمپر موتور را زیر نظر داشت.

پروانه-آلومینیومی-برج-خنک-کننده
پروانه-آلومینیومی-برج-خنک-کننده

فن فایبرگلاس کولینگ تاور

این نوع فن از بلید هایی از جنس فایبرگلاس ساخته شده است، سطح مقطع بلید ها ایرفویل است و بلید ها تو خالی ( Hollow blade ) می باشند به همین جهت از نظر وزن سبک است. فایبرگلاس در مقابل رطوبت بسیار مقاوم است بنابراین از این نوع پروانه در کولینگ تاور استفاده می شود. این نوع پروانه فن برج خنک کننده سنگین تر از نوع آلومینیومی می باشد ولی مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد.

پروانه-فایبرگلاس-برج-خنک-کننده
پروانه-فایبرگلاس-برج-خنک-کننده

فن در برج خنک کننده دارای اهمیت بالایی می باشد زیرا هوا را به صورت مکانیکی درون دستگاه به جریان می اندازد، پروانه باید بتواند بر فشار استاتیکی سیستم غلبه کند و مقدار دبی مورد نظر را تامین نماید. با استفاده از سیستم کنترل هوشمند اینورتر می توان سرعت دوران پروانه را بر مبنای دمای آب خروجی متغیر کرد، که این سیستم باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف آب می گردد. در غیر اینصورت می توان از ترموستات فن برج خنک کننده استفاده نمود که تنها فرمان روشن یا خاموش را به الکتروموتور ارسال می نماید. جهت اطلاعات بیشتر در مورد پروانه فن کولینگ تاور و قیمت فن برج خنک کننده با شرکت بادران تهویه صنعت تماس حاصل فرمایید.