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 بوده که عملکرد دستگاه به شدت به آن وابسته می باشد.
فن باید سبک بوده تا نیروی گشتاور محرکه کمتری برای به دوران درآوردن آن لازم باشد. همچنین باید دارای مقاومت مناسبی را در برابر تنش و خستگی داشته باشد. به همین منظور فن کولینگ تاور به صورت متداول از جنس استیل، آلومینیوم، فایبرگلاس و یا انواع پلاستک ساخته می شود.
در محاسبه گر زیر می توان میزان دبی هوا، فشار استاتیک، قطر و مشخصات ابعادی فن های کولینگ تاور را بدست آورد.
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 می باشد.
انواع فن برج خنک کن
فن ها معمولاً 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 برج خنک کننده
تعمیر و نگهداری فن می‌تواند بعلت مشکلات دسترسی دشوار باشد. در زمانی که برج خنک کن کار می‌کند، گیربکس را نمی توان دید یا لمس کرد. بنابراین با تنظیم یک شتاب سنج از راه دور بر روی گیربکس، مانیتورینگ معمولی انجام می شود.
از آنجا که کولینگ تاور در واحدهای ساختمانی در تابستان مورد بهره برداری قرار می گیرد، می‌توان با اعمال سرویس های دورهای منظم در فصل زمستان، انتظار عملکرد منظم و مناسبی را در طول فصل تابستان داشت.
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
دلایل لرزش در کولینگ تاور
مشکلات ناشی از لرزش در کولینگ تاور که عمدتاً به پروانه مربوط می باشد، می تواند ناشی از موارد زیر باشد:
به هم خوردن بالانس، به هم خوردن زاویه بلیدها، 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 معمولاً از سیستم های کاهش دور تسمه یا گیربکس برج خنک کننده استفاده می‌کنند که هر دو 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 می‌باشد. ولی استفاده از گیربکس برای سایزهای 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 بلیدها 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
عمکلرد دمایی برج خنک کننده
تعیین عمکلرد دما در برج خنک کننده، به مقدار نرخ جریان جرمی هوایی که از میان پکینگ ها عبور می کند بستگی دارد. البته این هوا بوسیله فن برج خنک کننده به جریان می افتد. مقدار دبی حجمی هوا را با Q نشان می دهند.
محاسبه عملکرد فن کولینگ تاور
مقادیر مورد نیاز در محاسبه عملکرد فن در برج خنک کننده به شرح ذیل می‌باشند.
- 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
فرمول های محاسبه عملکرد فن در برج خنک کننده
- مقدار سرعت متوسط هوا از فرمول زیر بدست می آید.
- مقدار فشار سرعت نیز با رابطه زیر بدست می آید.
- در صورتی که از فن استک با قابلیت بازیابی سرعت استفاده شود، فشار سرعت از رابطه زیر بدست می آید.
- مقدار توان استاتیک اسب بخار فن از رابطه زیر بدست می آید.
- 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.
- مقدار بازدهی کل فن هم از این رابطه بدست می آید.
- باید توجه کرد مقدار توان ورودی پس از انتقال به درایو شفت تقریباً 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 آنها می پردازیم.
- فن پلی آمید کولینگ تاور
معمولاً در کولینگ تاور برای فن هایی با قطر کمتر از یک متر، از پروانه هایی با بلیدهای پلی آمید استفاده می شود که هم بسیار سبک است و هم مناسب دوران در دورهای بالا می باشد. قسمت هاب این پروانه از جنس آلومینیوم یا پلی پروپیلن می باشد.
این نوع پروانه معمولاً به صورت کوپل مستقیم نصب می گردد و در 900 دور در دقیقه یا 700 دور دقیقه راه‌اندازی می شود.
- فن آلومینیومی کولینگ تاور
فن هایی با جنس آلومینیوم هستند، ضمن اینکه استحکام بالایی نیز دارند و بسیار سبک می باشند و همین عوامل باعث می شوند که در صنعت ساخت فن، به صورت گسترده مورد استفاده قرار گیرد. این پروانه ها از بلیدهایی 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 لایه‌ای نازک از اکسید آلومینیوم بروی سطح آن ایجاد می شود، سطح مقطع بلید آلومینیوم که به صورت ایرفویل می باشد نشان داده شده است (تصویر بالا).
قسمت مرکزی فن کولینگ تاور (هاب) از جنس چدن می باشد و شفت‌ها 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 بلیدها موجب افزایش دبی هوا می شود، ولی مقدار بیشتری انرژی مصرف می کند و آمپر بیشتری از موتور می کشد. در هنگام تغییر زاویه تیغه، باید مقدار مصرف آمپر موتور را زیر نظر داشت.
- فن فایبرگلاس کولینگ تاور
این نوع فن از بلیدهایی از جنس فایبرگلاس ساخته شده است. سطح مقطع بلیدها، ایرفویل است و بلیدها 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.
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.
