پکینگ برج خنک کننده؛ تجهیزی ضروری برای برج های خنک کننده

چکیده : مهمترین بخش در بین اجزاء داخلی برج خنک کننده، پکینگ است که وظیفه ایجاد سطح مفید برای تبادل حرارت را برعهده دارد. اهمیت بکارگیری پکینگ در برج های خنک کننده زمانی مشخص می‌شود که سیستم دچار گرفتگی و رسوب شود. زیرا هنگامی که در پکینگ های خنک کننده لایه های رسوب ایجاد میگردد، سطح تبادل حرارت کاهش می‌یابد و راندمان سیستم دچار افت می‌شود که این، با افزایش دمای آب سرد خروجی مشهود است.

پکینگ برج خنک کننده که به عنوان رسانه پر کننده کولینگ تاور  نیز شناخته می شود، یک جزء مهم در سیستم برج خنک کننده است. هدف اصلی آن تسهیل انتقال موثر گرما از آب داغ در برج خنک کننده به هوای اطراف از طریق فرآیند تبخیر است. برج های خنک کننده معمولا در فرآیندهای صنعتی و سیستم های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) برای حذف گرمای اضافی تولید شده در طول عملیات مختلف استفاده می شوند.

کاربردهای پکینگ برج خنک کننده

در اینجا نحوه عملکرد پکینگ برج خنک کننده و عملکردهای کلیدی آن آمده است:

1.  انتقال حرارت: آب گرم حاصل از فرآیندهای صنعتی یا سیستم های HVAC بر روی محیط پکینگ برج خنک کن توزیع می شود. محیط پر کننده از مواد مختلفی مانند پی وی سی (پلی وینیل کلرید) یا پلاستیک های دیگر تشکیل شده است که سطح زیادی دارند و مسیری هزارتویی برای عبور آب ایجاد می کنند.
2. افزایش سطح: طراحی پکینگهای پر کننده سطح در معرض هوا را به حداکثر می رساند. این مساحت سطح افزایش یافته امکان انتقال حرارت کارآمدتر بین آب گرم و هوای محیط را فراهم می کند.
3. تبخیر: با جریان یافتن آب داغ بر روی محیط پکینگ، بخشی از آن در اثر تماس با هوا تبخیر می‌شود که انرژی گرمایی را در این فرآیند جذب می‌کند. این اثر خنک کننده تبخیری دمای آب باقیمانده را کاهش می دهد.
4. اثر خنک‌کننده: آب خنک‌شده در پایین برج خنک‌کننده جمع‌آوری می‌شود و می‌تواند برای حذف گرمای بیشتر از فرآیند صنعتی یا سیستم HVAC دوباره گردش کند. این چرخه تا رسیدن به دمای مطلوب ادامه می یابد.

اهمیت بکارگیری پکینگ در برج خنک کننده

مهمترین بخش در بین اجزاء داخلی برج خنک کننده، پکینگ است که وظیفه ایجاد سطح مفید برای تبادل حرارت را برعهده دارد. اهمیت بکارگیری پکینگ در برج های خنک کننده زمانی مشخص می‌شود که سیستم دچار گرفتگی و رسوب شود. زیرا هنگامی که در پکینگ های خنک کننده لایه های رسوب ایجاد میگردد، سطح تبادل حرارت کاهش می‌یابد و راندمان سیستم دچار افت می‌شود که این، با افزایش دمای آب سرد خروجی مشهود است.

انواع پکینگ برج خنک کن

انواع مختلفی از رسانه های پرکننده برج خنک کننده، از جمله splash-fill و film-fill وجود دارد که هر کدام مزایا و کاربردهای خود را دارند. پکینگهای اسپلش متکی به پاشش آب بر روی سطوح پر است، در حالی که پکینگهای های پرکننده فیلم ورقه های نازکی از آب ایجاد می کنند که مساحت سطح را برای تبادل حرارت به حداکثر می رساند.

پکینگ برج خنک کن از نظر مکانیزم به دو نوع کلی “اسپلش” و “فیلمی” تقسیم و در انواع متفاوتی ساخته می‌شوند. پکینگ های اسپلش یا پاششی همانطور که از نامشان پیداست دارای عملکرد پاششی هستند و با تبدیل جریان آب به قطرات ریز تر سبب افزایش سطح تماس میان آب و هوا می گردند. پکینگ های اسپلش نسبت به انواع فیلمی سطح تبادل حرارتی کمتری دارند ولی در عوض رسوب کمتری می‌گیرند و همچنین رسوب زدایی آسان تری نسبت به پکینگ های فیلمی دارند. پکینگ های اسپلش معمولاً به صورت جوشی و یک تکه تولید می‌شوند.
پکینگ فیلمی جریان آب را به صورت لایه ی نازک درآورده و در تماس با جریان هوای پروانه یا فن قرار میدهد و به این ترتیب زمان و سطح تماس بیشتری را ایجاد می‌کند. پکینگ های فیلمی با چسب های مخصوص و به صورت بلوک تولید می‌شوند.

همانطور که گفته شد پکینگ برج خنک کننده در مدل های مختلفی تولید می‌شود که در ادامه چند نمونه از رایج ترین آنها را شرح می‌دهیم.

پکینگ فیلمی یا آبشاری

پکینگ های فیلمی که با نام های دیگری مانند پکینگ آبشاری یا پکینگ لانه زنبوری نیز خوانده می‌شوند، آب را به صورت فیلم (لایه ای نازک) بر روی سطح خود عبور داده و در تماس با هوا قرار می‌دهند. به دلیل شکل شش گوشه آنها، به نام لانه زنبوری معروف شده‌اند و در اکثر برج‌های خنک کننده مدور و مکعبی کاربرد دارند.
پکینگ آبشاری برج خنک کننده از دو متریال پلمیری PVC (پلی وینیل کلراید) و PP (پلی پروپیلن) تولید و عرضه می گردد. امروزه کاربرد پکینگ های PVC برج خنک کننده نسبت به نوع PP به دلیل مقرون به صرفه بودن آن بیشتر می باشد. پکینگ های فیلمی با توجه به نوع گام یا فاصله بین ورق های مورب در چند گرید مختلف دسته بندی می شوند. کاهش گام پکینگ سبب بالا رفتن سطح انتقال حرارت بین آب و هوا می‌گردد و از طرفی باعث رسوب و گرفتگی زیاد پکینگ در دوره‌ی کوتاهی می‌شود. بنابراین انتخاب گام پکینگ در بازه‌ی استاندارد یکی از مهمترین اصول طراحی برج خنک کننده می‌باشد. غالباً در انواع برج های خنک کننده از پکینگ های گام ۱۹ و گام ۱۴ استفاده می شود و گام ۱۲ نیز در شرایط محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد. از پکینگ های گام ۲۳ تا ۳۰ نیز بیشتر جهت رشد باکتری های مفید در سیستم های تصفیه خانه فاضلاب استفاده می‌کنند. مزایای پکینگ آبشاری PP نسبت به pvc به شرح زیر است.

• مقاومت دمایی بالاتر (تا دمای ۹۰ درجه و حتی تا ۱۲۰ درجه سلسیوس) پکینگ پلیمر پلی پروپیلن (PP) نسبت به پلیمر پلی ونیل کلراید (PVC)
• دارای قابلیت اسیدشویی پکینگ های لانه زنبوری PP در هر دوره اورهال برج خنک کننده
• استفاده از فناوری جوش پلاستیک در تولید آن به جای چسب در پکینگ های لانه زنبوری پلی پروپیلن
• دارای طول عمر بیشتر و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دشوار و تعویض سالیانه
• مقاومت در مقابل اشعه uv خورشید و عدم شکننده شدن پکینگ بر اثر آفتاب

انواع پکینگ فیلمی ( لانه زنبوری ) :

انواع پکینگ کولینگ تاور  از نوع لانه زنبوری در مدل های زیر توسط تولید کنندگان برج خنک کننده طراحی و تولید می گردد

•     پکینگ بلوکی
•     پکینگ شانه تخم مرغی
•    پکینگ موشکی
•    پکینگ هات رول

پکینگ بلوکی فیلمی به لحاظ شکل ظاهر بسیار شبیه پکینگ نت اسپلش می‌باشد و این دسته از پکینگ‌ها قابلیت برش‌کاری دارند و ازاین‌رو هیچ دغدغه‌ای برای کارفرمایان ندارد. پکینگ شانه تخم‌مرغی متشکل از چند صفحه پلاستیکی شیاردار است که توسط چسب به یکدیگر متصل شده‌اند و در برج خنک‌کننده کراس فلو (جریان متقاطع) و برج ابارا از آن استفاده می‌شود. پکینگ شانه تخم‌مرغی گام ۲۴ یکی از رایج‌ترین پکینگ لانه‌زنبوری در برج‌های کراس فلو است. پکینگ شانه تخم‌مرغی آذین تهویه تحمل دمایی و شیمیایی بالایی دارد. همچنین این نوع از پکینگ‌های فیلمی قابلیت شستشو و پاک‌سازی را داشته و برای آب‌هایی باکیفیت متوسط و یا با سختی بالا نیز می‌تواند عملکرد مورد انتظار و قابل‌قبول را داشته باشد. این پکینگ‌ها هم به‌صورت ساده و هم به‌صورت پکینگ قطره گیردار تولید می‌شود ابعاد بلوک کالیبره این نوع ۱۰۰*۵۰*۵۰ است. البته به‌صورت سفارشی در ابعاد دلخواه قابل‌تولید است.
پکینگ برج خنک‌کننده موشکی نیز در ضخامت‌های ۴۰۰، ۴۵۰ و ۵۰۰ میکرون با سطح ویژه ۱۵۰ M2/M3 تولید می‌گردد که میزان رسوب‌پذیری کمتری داشته و به پکینگ آلمانی یا پکینگ عمودی در بازار معروف است. البته در سال‌های اخیر کمتر تولید می‌شود و مصرف چندانی ندارند.
پکینگ‌های هات رول نیز در قطرهای مختلف از طریق پیچش ورقه‌ای پی‌وی‌سی تولید می‌شوند. این نوع از پکینگ‌ها نیز با ارتفاع ۲۰ و ۳۰ سانت قابل سفارش هستند و باتوجه‌به ظرفیت برج از قطر ۸۰ تا ۲۰۰ سانتی‌متر به‌صورت یکپارچه تولید می‌گردد.

پکینگ نت اسپلش : 

پکینگ نت اسپلش به سبب ریزتر کردن قطرات آب نسبت به مدل‌های دیگر اسپلش تقریباً از لحاظ راندمان حرارتی بالاتر و شبیه به پکینگ فیلمی بلوکی عمل می‌کند. پکینگ نت اسپلش آذین تهویه در بلوک‌های به ابعاد ۱۲۰*۳۰*۳۰ سانتی‌متر و ۱۰۰**۳۰*۳۰ سانتی‌متر تولید می‌گردد. پکینگ نت اسپلش تحمل دمایی ۹۰ درجه سانتیگراد را دارد و از متریال پلی‌پروپیلن ساخته می‌شود. در اتصال صفحات این مدل پکینگ از چسب استفاده نمی‌شود و قطعات آن به‌صورت دکمه‌ای (پین‌های نر و ماده) داخل هم محکم می‌شوند. البته در بعضی موارد سفارش مشتری برای استحکام بالاتر از دو تسمه در طول و عرض بلوک برای استحکام بالاتر و نگهداری صفحات در کنار هم استفاده می‌گردد. نکته مهم این نوع پکینگ‌ها قابلیت اسید شوی آن است.

انتخاب رسانه پرکننده برج خنک کننده به عواملی مانند طراحی برج خنک کننده، ظرفیت و الزامات خاص فرآیند خنک کننده بستگی دارد. نگهداری مناسب از رسانه پر برای اطمینان از انتقال حرارت کارآمد و عملکرد طولانی مدت برج خنک کننده ضروری است. با گذشت زمان، پوسته پوسته شدن، رسوب یا آسیب به محیط پرکننده می تواند اثربخشی آن را کاهش دهد، بنابراین بازرسی و تمیز کردن منظم برای حفظ عملکرد بهینه برج خنک کننده ضروری است.

قیمت پکینگ برج خنک کننده

به طور کلی بر اساس دو واحد شمارش تعیین می شود. در حالت اول قیمت پکینگ کولینگ تاور بر اساس هر بلوک محاسبه و بیان می شود و در حالت دوم بر اساس متر مکعب قیمت پکینگ تعیین می شود. اگر قیمت “پکینگ کولینگ تاور” بر اساس بلوک تعیین شود ، باید توجه داشت که ابعاد بلوک پکینگ کولینگ تاور در حالت استاندارد و معمولا بیش تر در انواع تولیدی در قالب ۳۰ * ۳۰ * ۱۲۰ سانتی متر تولید می شود.
حال اگر سایر ابعاد در صورت لزوم در نظر گرفته شود ، پکینگ از قالب فوق برش داده می شود و بنابراین قسمت مازاد یا پرتی بلوک مورد نظر بر روی قیمت پکینگ برج خنک کننده به همان روش محاسبه می شود. مسلماً اگر بلوک ها نسبت به یک بلوک دارای ابعاد و تقسیم پذیری میزانی باشند ، این پرتی هدر رفتن، به حداقل می رسد. شرکت مهندسی فراب زیست فراز یکی از معتبرترین تامین کنندگان انواع پکینگ برج خنک کننده در ایران محسوب میشود.