خرید و انتخاب برج خنک کننده

خرید برج خنک کننده

خرید برج خنک کننده

انتخاب و خرید برج خنک کننده (کولینگ تاور) یک فرآیند حساس و مهم در انتخاب تجهیزات برودتی به شمار می‌آید. برج خنک کننده تأثیر بسیاری در عملکرد سایر تجهیزات برودتی همچون چیلرهای تراکمی و جذبی ، هواساز و فن کویل دارد. انتخاب صحیح و درست در تأسیسات یک ساختمان یا یک کارخانه بزرگ صنعتی باید دارای حساسیت های زیادی باشد. خرید تجهیزات صنعتی و برودتی باید مطابق با اصول استاندارد طراحی صورت پذیرد. خرید یک دستگاه برودتی بزرگ که وظیفه مهمی را برعهده دارد باید طبق ضوابط معین صورت پذیرد.

مشخص کردن قوانین در هنگام فرآیند انتخاب و خرید برج خنک کننده یکی از مهمترین اصول این کار است. خرید و فروش دستگاه های برودتی امروزه توسط شرکتهای بسیاری صورت می پذیرد. کیفیت ظاهری محصولات، رزومه کاری شرکت و رضایتمندی مشتریان از مهمترین ابزار چک کردن نمودار فعالیت یک شرکت می‌باشد. پس از انتخاب چند برند معتبر که ترجیحاً تولیدکننده نیز باشند، باید سراغ مرحله تصمیم نهایی بروید. در مرحله انتخاب نهایی تمامی ابزارهای فنی و کیفی یک شرکت را جهت نهایی کردن این موضوع بکار بگیرید. تصمیم عجولانه در زمینه‌های مشابه با این موضوع می تواند طبعات سنگینی داشته باشد.

ابزار های چک کردن توان یک سازنده در تولید کولینگ تاور

  • داشتن تخصص لازم در زمینه مهندسی سیالات و انتقال حرارت
  • چک کردن رزومه کاری شرکت در پروژه های انجام شده
  • بازدید میدانی از خط تولید و ساخت کولینگ تاور یا هر تجهیز مشابه
  • بررسی دقیق طرح و پروپوزال ارائه شده شرکت و توان فنی مجموعه در نمایش جزئیات فنی
  • تماس های مکرر و چک کردن آیتم های مختلف طراحی و تولید با توجه به شرایط خاص خود

مراحل مختلف خرید و انتخاب برج خنک کننده

مشخص نمودن شرایط کلی طراحی و تعیین دقیق پارامترهای طراحی (دمای ورودی، خروجی و ...)

تعیین ظرفیت برودتی یا سرمایشی با توجه به پارامترهای طراحی

انتخاب نوع و مدل مناسب برج خنک کننده با توجه به شرایط محدود کننده (شرایط محیطی یا طراحی)

مشاوره با طراحان و مهندسین مرتبط که دارای دانش مهندسی کافی باشند.

بررسی مجدد داده‌ها و چک نهایی دیتا شیت ها و نمونه محاسبات

تعیین هزینه‌های اولیه خرید و تخمین هزینه های جانبی نگهداری و سرویس دوره‌ای

امکان سنجی اقتصادی (سنجش توانایی اقتصادی) کلی با توجه به نمودار هزینه های تعیین شده

جانمایی محل نصب برج خنک کن مطابق با اصول نصب و راه اندازی

توضیح مفصل شرح وظایف خریدار در نگهداری کولینگ تاور

اولین گام مهم در خرید برج خنک کننده

اصلی ترین گام در خرید برج خنک‌کن یا کولینگ تاور تهویه مطبوع جدید، تعیین عملکرد یا ظرفیت آن تجهیز است. تعیین کردن ظرفیت کولینگ تاور مثل مشخص کردن حجم یک مخزن آب می‌باشد. ظرفیت برج خنک کننده در واقع همان قدرت و توانایی این دستگاه در سرد کردن آب می‌باشد.

برای مشخص کردن ظرفیت برج خنک کننده مهم باید چهار پارامتر زیر مشخص شوند:

  • میزان جریان آب کندانسور (دبی و حجم آب در چرخش) بر حسب گالن در دقیقه یا متر مکعب در ساعت

  • دمای آب برگشت برج خنک کننده یا ورودی کندانسور بر حسب سانتی گراد یا کلوین

  • دمای آب رفت کولینگ تاور یا خروجی کندانسور بر حسب سانتی گراد یا کلوین

  • دمای مرطوب محیط یا دمای حباب تر (دمای هوای اشباع با رطوبت نسبی 100)

اختلافاتی بین دماهای آب ورودی و خروجی ‌کندانسور و دمای مرطوب محیط یا ورودی وجود دارد. مشخص کردن دماهای ورودی و خروجی استاندارد طراحی و همچنین تعیین دمای مرطوب محیط نیازمند داشتن دانش مهندسی می‌باشد. با توجه به محدوده (تغییرات دما) و میزان جریان آب، مقدار کل بی تی یو در ساعت ظرفیت دفع گرما در برج خنک‌کننده مشخص می‌شود. با داشتن اطلاعات فوق، هر سازنده و طراح سیستم های برودتی می‌تواند ظرفیت برج خنک کننده را تعیین کند. با تعیین این پارامتر گام اصلی در خرید چیلر خنک کننده آب برداشته خواهد شد.

دومین مرحله خرید برج خنک کننده

تخمین ظرفیت و مشخص کردن قدرت کولینگ تاور مهمترین بخش در خرید و انتخاب این محصول به شمار می‌آید. مقدماتی ترین مرحله برای خرید هر تجهیز صنعتی انجام صحیح ظرفیت می‌باشد ولی این موضوع شرط لازم و کافی نیست. گام بعدی در خرید برج خنک کننده تعیین شکل و نوع کولینگ تاور است که باید قابل قبول باشد. برای دانستن این که کدامین نوع برج خنک کننده می‌تواند برای انجام یک خرید اصولی مناسب باشد مستلزم دانستن جزئیات هر یک از انواع کولینگ تاور می‌باشد. در زیر به بررسی کلیات دسته‌بندی انواع سیستم برودتی تبخیری (برج خنک‌کن) می‌پردازیم.

طبقه‌بندی کلی مدل‌های موجود کولینگ‌تاور

  • کولینگ تاور مکشی یا دمشی (دارای پروانه): برج خنک کننده با سیستم جریان دهی هوای اجباری که دارای یک فن دمشی یا مکشی می‌باشد.

  • کولینگ تاور طبیعی (بدون فن یا پروانه): برج خنک کننده با سیستم جابجایی هوای طبیعی (هوای آزاد) که فاقد پروانه می‌باشد.

انواع برج خنک کننده بر حسب نوع مکش فن

  • فن پروانه ای /اجباری: دارای یک پروانه آکسیال با سیستم دهش هوا از پایین به بالا
  • فن سانتریفیوژ /اجباری: شامل سیستم هوادهی مجهز به پروانه حلزونی یا سانتریفوژ
  • فن پروانه ای /القایی: دارای یک پروانه آکسیال با سیستم دهش هوا از بالا به پایین

انتخاب برج خنک کننده بر حسب چیدمان جریان برخورد آب و هوا

  • جریان متقابل یا عمود (جریان متقاطع): برخورد هوا با آب تحت زاویه قائم یا عمود (کراس فلو)
  • جریان معکوس یا ناهمسو (جریان مخالف): تماس آب و هوا به صورت جریانی معکوس (کانتر فلو)

خرید برج خنک کننده بر اساس شیوه مونتاژ

  • مونتاژ کارخانه ای: تولید شده و ساخته شده در کارخانه یا کارگاه تولید کولینگ تاور
  • بر پا کردن میدانی یا مونتاژ محلی: اسمبل نهایی در محلی خارج از کارخانه (مونتاژ در محل نصب)

خرید و انتخاب برج خنک کننده انتخاب با توجه به ساختار بدنه دستگاه

  • بدنه تماماً چوبی
  • بدنه با ورقهای فولاد گالوانیزه
  • ساختار ترکیبی فولاد با تشتک تحتانی فولادی ضد زنگ (وتشتک فوقانی فولادی ضد زنگ برای برج جریان متقابل)
  • ساختار تماماً فولاد ضد زنگ (استنلس استیل)
  • بدنه فایبرگلاس (پلاستیک تقویت شده یا فایبرگلس)
  • استراکچر بتونی /بنایی (به شکل استوانه کمر باریک یا هذلولی)
  • فایبرگلس با تشتک تحتانی بتنی یا سیمانی ( به شکل کولینگ تاورهای مستطیلی بزرگ)

گزینه های ساخت برج خنک کننده

توضیحات جدول 1.1 (انتخاب نوع ساختار بدنه برج خنک کننده)

جدول فوق انواع ساخت قابل دسترسی را برای انواع چیدمان جریان و مکش نشان می‌دهد. همانطور که در مقالات قبلی گفته شد، برج های خنک کننده چوبی و بتونی معمولاً در سیستمهای تهویه مطبوع و صنعتی کوچک به کار نمی‌روند مگر آن که الزامات مستلزم استفاده از ظرفیت بالای این تجهیز را نشان دهد (بیشتر از 2000 تن) یا جنبه زیبایی برج از اهمیت زیادی برخوردار نباشد. وقتی گزینه‌ی قابل قبول خرید و انتخاب کولینگ تاور چیزی جز برج گالوانیزه و فایبرگلاس نیست، توصیه می‌شود از این دو مدل در انتخاب خود قافل نشوید. این انتخابها (بدنه استیل یا فایبرگلاس) از سوی تمامی سازندگان برج خنک کننده توصیه می‌شود. با این همه انتخاب صحیح کولینگ تاور مطابق با بدنه کامپوزیتی یا استیل باعث افزایش ۲۰٪ تا۴۰٪ هزینه ها می‌شود.

عمر مفید برج خنک کننده - جدول 1.2

توضیحات جدول 1.2 (عمر مفید برج خنک کننده)

همان طور که جدول ۱.۲ نشان می دهد، عمر برج خنک کننده در سیستم های فایبرگلاس و استیل نسبت به سایر انتخابها به میزان 20 الی 33 درصد افزایش می یابد. این به معنای یک سرمایه گذاری عالی است.برج های مونتاژ کارخانه ای، نصب راحت تر و سریع تری دارند و ارزان تر هستند. بنابراین، برج های مونتاژ میدانی کمتر برای سیستم تهویه مطبوع به کار می رود، مگر آن که بار سیستم بیشتر از 2000 تن باشد.

برآورد هزینه‌های کلی خرید برج خنک‌کننده

تخمین هزینه‌های اولیه در فرآیند خرید برج خنک کن برای کارف رما از اهمیت بالایی برخوردار است. تخمین و محاسبه میزان هزینه‌های اولیه، یکی از مهمترین آیتم های تعیین بودجه محسوب می گردد. در هنگام راه اندازی یک سیستم  سرمایشی علاوه بر منبع برودتی (چیلر یا کولینگ تاور)، تجهیزات جانبی نیز تاثیر زیادی بر قیمت نهایی پروژه دارد. تجهیزات جانبی سیستم های سرمایشی شامل لوله ، زانو ، کلکتور ، شیر یکطرفه ، پمپ ، مخزن و تجهیزات برقی همانند تابلو کنترل می باشد.  هزینه‌های تجهیزات به طور مستقیم از فروشندگان آنها و هزینه‌های نصب و اجرا از پیمانکاران محلی بدست می‌آید. در برآورد هزینه‌های خرید مالیات بر ارزش افزوده لحاظ می شود که باید توسط فروشندگان در نظر گرفته شود. در بحث اجرا و نصب نهایی تجهیزات برودتی مبلغ بیمه معادل 15 الی 20 درصد نیز باید توسط پیمانکار مورد نظر در نظر گرفته شود.

عوامل تأثیرگذار در تخمین هزینه های نصب و راه اندازی برج خنک کننده

  • فونداسیون محل قرارگیری و سیستم تکیه‌گاه یا سازه نگهدارنده

  • پمپ سیرکولاتور و گردش آب بین مدار کندانسور یا مبدل و کولینگ تاور

  • شیرهای یکطرفه و گیت ولو جهت تنظیم میزان دبی آب گردشی

  • دستگاه تصفیه آب جبرانی یا سختیگیر رزینی جهت کاهش رسوب گیری اجزای داخلی

  • منبع آب جبرانی یا منبع ذخیره آب تزریقی

  • هزینه تخریب و اصلاح سازه یا دستگاه قبلی

  • فراهم کردن برق مورد نیاز ( سه فاز یا تک فاز)

  • تهیه و طراحی تابلو کنترل راه اندازی و محافظتی تجهیزات الکتریکال

  • کنترلرها و تجهیزات کنترلی در تنظیم میزان بلودان یا آب جبرانی و میزان هوادهی

  • تجهیزات لوله کشی از جمله : زانو - کلکتور - شیر یا ولو - فلنچ - ساپورت و عایق

  • تجهیزات راه اندازی الکتریکی: کابل برق - پریز - کلید مینیاتوری - کنتاکتور - بیمنتال و ...

  • اجرت لوله کشی و پایپینگ بین کندانسور یا مبدل حرارتی و کولینگ تاور

  • اجرت برق کشی و کابل کشی تجهیزات برقی به تابلو کنترل و منبع الکتریکی

هزینه های دوره ای یا سالیانه برج خنک کننده

به محض بهره برداری و راه اندازی کولینگ تاور دو هزینه تکرارشونده سالیانه باید در هر دوره عمر خرید برج تأمین شود. هزینه‌های انرژی و هزینه‌های نگهداری مهمترین هزینه‌های دوره‌ای پس از خرید می‌باشد. عمر مفید، چارچوبی زمانی است که برج می‌تواند برای مالک خود سوددهی داشته باشد. بنابراین، اگر هزینه عملکرد و نگهداری قطعه‌ای از تجهیزات بیشتر از خرید آن شود، عمر اقتصادی (مفید) آن به پایان رسیده است. برج خنک کننده در عمر مفید خود از نظر فیزیکی سالم است. عمر مفید (اقتصادی) انواع کولینگ تاور و پمپ‌های کندانسور در جدول 1.2 ارائه شده است.

هزینه انرژی مستلزم شناخت دو کمیت است:

  •  1. مقدار مصرف انرژی الکتریکی برج و پمپ کندانسور
  •  2. هزینه واحد انرژی

در یک ارزیابی دقیق و مقایسه برج‌های خنک کننده جایگزین، لازم است پمپ کندانسور در نظرگرفته شود. از آنجا که برج های مختلف افت فشارهای مختلفی را بر پمپ ها تحمیل می کنند، باید هزینه این اختلاف انرژی در تحلیل هزینه گنجانده شود. برای تعیین انرژی برج و پمپ کندانسور، اولین گام تعیین بار سیستم آب کندانسور برحسب تن تبرید و تابعی از دمای محیط با تغییرات 5 درجه‌ای است. توان ورودی پمپ آب کندانسور و برج خنک کننده باید بر حسب کیلووات محاسبه شود. سپس با ضرب در ساعت مصرفی، مصرف انرژی برق بر حسب کیلووات ساعت (KWh) به دست می‌آید.


هزینه‌های غیرتکراری تعمیر و تعویض قطعات پس از خرید برج خنک کننده

هزینه‌های غیرتکراری، بیانگر هزینه‌های تعمیر و تعویض است که در فواصل طولانی تری از سال رخ می‌دهد. برای مثال، تشتک تحتانی و فوقانی گالوانیزه در برج جریان متقابل مکش القایی، نیازمند تعمیر یا تعویض پس از 10 سال کار است. این نوع هزینه‌ها باید مشخص گردد و سال روی دادن آنها نیز برآورد شود. مقایسه هزینه عملیاتی، نگهداری و انرژی کل برای برج خنک کننده و پمپ کندانسور آن، طی عمر مفید سیستم، بر اساس معادله 1.1 محاسبه می شود.

هزینه دوره ای برج خنک کن ={ (هزینه نگهداری سالیانه +هزینه انرژی سالیانه) x (عمر مفید)} + (مجموع هزینه تعمیر / تعویض) +C

هزینه سرمایه (سرمایه‌ای) = C

ضمانت های اجرایی و گواهینامه های CTI

به جز کولینگ تاورهای مونتاژ میدانی با سیستم های برودتی با طراحی خیلی خاص، برج های خنک کننده تهویه مطبوع باید مطابق با گواهینامه‌های اجرایی موسسه فناوری سرمایش(CTI)و استاندارد 201 آن باشند.  مطابقت طراحی و خرید برج خنک کننده با استانداردهای CTI ، تضمین کننده انتخاب صحیح و عملکرد اصولی کندانسور می‌باشد. گواهینامه های CTI نیازبه تست میدانی برج خنک کننده را برطرف می سازد. این گواهینامه ها در واقع جای هرگونه ضرایب خطا و بروز اشتباه را در فرآیند خرید کولینگ تاور به حداقل ممکن می رساند. فهرست استانداردهای مجاز CTI در جدول 1.3 قابل مشاهده می باشد. اگر به دنبال خرید و انتخاب اصولی هستید حتماً به مطالعه این استانداردها بپردازید و در مباحث مختلف آن تحقیق و تفحص نمایید.

ارزیابی اقتصادی سیستمهای جایگزین برج‌های خنک کننده

برآورد هزینه دوره ی عمر بهترین روش برای مقایسه گزینه های جایگزین برج خنک کننده است که یک روش ثابت را برای تحلیل جنبه های اقتصادی برج فراهم می ‌کند و مقایسه واقعی را ایجاد می کند تا بتوان موثرترین برج را با کمترین  هزینه دوره ی عمر انتخاب کرد این فرآیند اساسا ساده است و فقط نیازمند ارزیابی برج با همان معیار ها است که منجربه مقایسه یک به یک می‌شود.

محاسبات تعیین هزینه دوره ی عمر برج خنک کننده براساس روش محاسبه هزینه کل خرید و نگهداری، ساده است. با این وجود، دقت خرید این تجهیز به دقت اطلاعات بدست آمده بستگی دارد. هر کس می‌تواند هزینه دوره‌ی عمر کاری برج خنک کننده را بر اساس داده‌های بدست آمده ارزیابی کند. از این رو محاسبات دو نفر نسبت به یک ارزیابی و یک طراحی می‌تواند متفاوت باشد. مباحث بعدی اجزای اساسی هزینه دوره عمر برج را مشخص می‌کند. بخش های بعدی، عناصر پایه ای سازنده ی هزینه ی دوره عمر را مشخص می‌کند.

کلید واژه ها: انتخاب کولینگ تاور عمر مفید برج خنک کننده برج خنک کننده استیل برج خنک کننده فولادی ضد زنگ استانداردهای برج خنک کننده