تهران، خیابان خالد اسلامبولی (وزرا)، خیابان 18، پلاک 16
021-88565085
پکینگ برج خنک کننده یا سطوح پرکن یکی از اجزای اصلی برج‌های خنک کننده است. این قطعه نقش بسیار مهمی در بهبود کارایی و عملکرد این تجهیزات دارد. وظیفه اصلی پکینگ یا فیلینگ کولینگ تاور افزایش سطح تماس بین آب و هوا در داخل برج خنک کننده است. در این صورت فرآیند تبخیر آب و انتقال حرارت به بهترین شکل ممکن صورت می‌گیرد. پکینگ برج خنک کننده به توزیع یکنواخت آب در داخل برج کمک می‌کند. این امر باعث افزایش کارایی و کاهش نقاط داغ می‌شود. پکینگ‌ها سرعت جریان آب را کاهش می‌دهند تا زمان کافی برای تبخیر و تبادل حرارت فراهم شود.
کولینگ تاور (Cooling Tower) یا برج خنک کننده برای دفع حرارت اضافی ناشی از فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. عملکرد کولینگ تاور بر اساس اصول تبخیر و انتقال حرارت است. آب گرم از طریق لوله‌ها وارد برج خنک کننده می‌شود. سپس به صورت یکنواخت بر روی پکینگ‌ها (Fillings) پخش می‌شود. پکینگ‌ها سطح تماس آب و هوا را افزایش می‌دهند. سپس هوای تازه از پایین برج به وسیله فن‌ها به بالا جریان می‌یابد و با آب گرم برخورد می‌کند. در این فرآیند، بخشی از آب تبخیر می‌شود.
با این تبخیر، آب گرمای نهان خود را به هوا منتقل می‌کند. آب خنک شده در حوضچه پایین برج جمع آوری می‌شود و دوباره به سیستم باز می‌گردد. راندمان برج خنک کننده به میزان کارایی و توانایی این دستگاه در کاهش دمای آب اشاره دارد. به عبارتی راندمان کولینگ تاور نشان می‌دهد که چقدر برج خنک کننده در تبدیل آب گرم به آب خنک موفق است. راندمان این تجهیزات به عوامل مختلفی همچون نوع قطعات بستگی دارد.
در برج خنک کننده، آب به صورت قطرات ریز تبدیل می‌شود تا حرارت دفع شود. این قطرات ریز ممکن است به همراه جریان هوا از برج خارج شوند. قطره گیر کولینگ تاور این قطرات را جذب کرده و به داخل برج باز می‌گرداند.
پکینگ برج خنک کننده با افزایش سطح تماس بین آب و هوا، میزان تبخیر و انتقال حرارت را به حداکثر می‌رساند. کیفیت و طراحی پکینگ می‌تواند تأثیر مستقیمی بر راندمان داشته باشد.
نازل برج خنک کننده آب را به صورت یکنواخت بر روی پکینگ‌ها پخش می‌کند. طراحی و کیفیت نازل‌ها می‌تواند بر توزیع آب و در نتیجه بر راندمان کلی برج تأثیر بگذارد. نازل‌ها باید آب را به قطرات ریز تقسیم کنند تا سطح تماس آب با هوا بیشتر شود.
در طول سال‌ها طراحی، ساختار و متریال پکینگ به منظور بهبود کارایی و دوام آنها تغییرات زیادی کرده است. در گذشته متریال پکینگ‌های برج خنک کننده عمدتاً از مواد طبیعی و فلزی تولید می‌شد. یکی از رایج‌ترین مواد اولیه برای پرکن برج خنک کننده در گذشته، چوب بود. از مزایای این نوع فیلینگ‌ها می‌توان به دسترسی آسان، قیمت نسبتاً کم و وزن سبک اشاره کرد. این نوع پکینگ‌ها به پوسیدگی، خوردگی، رشد قارچ و باکتری حساس بودند. این مواد با گذر زمان و با پیشرفت فناوری، جای خود را به مواد مصنوعی و پلیمرهای مقاوم‌تر دادند.
پکینگ پلی اتیلن (PE) کولینگ تاور یکی از انواع پکینگ‌های برج خنک کننده است. پلی اتیلن مقاومت خوبی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی از جمله اسیدها، قلیاها و حلال‌های آلی دارد. پلی اتیلن دارای انعطاف پذیری بالایی است که آن را مقاوم در برابر شکست و ترک خوردگی می‌کند. به دلیل مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالا، پکینگ‌های پلی اتیلنی عمر طولانی‌تری دارند.
پکینگ پی وی سی کولینگ تاور نسبت به بسیاری از مواد دیگر وزن کمتری دارد. به همین علت نصب و حمل و نقل این نوع پکینگ برج خنک کننده آسان است. این نوع پکینگ برج خنک کننده مقاومت بالایی در برابر خوردگی و آسیب‌های شیمیایی دارد؛ در نتیجه این فیلینگ‌ها برای استفاده در شرایط سخت و محیط‌های خورنده مناسب هستند.
برخی از پکینگ‌های برج خنک کننده به صورت ورقه‌ها یا بلوک‌هایی از مواد پلی پروپیلن تولید می‌شوند. پکینگ پلی پروپیلن برج خنک کننده در دماهای بالا عملکرد خوبی دارد. این مواد به دلیل مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف و اشعه UV، عمر طولانی دارند. این نوع پکینگ برج خنک کننده به راحتی تمیز می‌شود و نگهداری آنها ساده است.
پکینگ برج خنک کننده همانند سایر قطعات از جمله قطره گیر در انواع و اشکال مختلفی طراحی و تولید می‌شود. در این صورت با نیازهای مختلف و انواع کولینگ تاور سازگار است. در محیط‌هایی که آب دارای ذرات معلق یا رسوب‌های زیاد است، پکینگ‌ها دارای ساختار باز و متخلخل هستند؛ زیرا کمتر دچار گرفتگی و انسداد می‌شوند. پکینگ برج خنک کننده بر اساس نوع ساختار به دو دسته تقسیم می‌شود که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:
پکینگ فیلمی (Film Filling) نوعی فیلینگ کولینگ تاور است که برای بهبود فرآیند انتقال حرارت و تبخیر استفاده می‌شود. این نوع پکینگ برج خنک کننده از ورقه‌های نازکی تشکیل شده است. این ورقه‌ها به صورت موازی یا با الگوهای خاصی چیده می‌شوند. این نوع فیلینگ اغلب در کولینگ تاورهای جریان مخالف و متقاطع به کار می‌رود. بهترین عملکرد پرکن فیلمی یا آبشاری در آب‌های تمیز و بدون آلودگی‌های معلق و رسوبات است. این نوع آب‌ها کمتر باعث گرفتگی و رسوب گذاری بر روی پرکن‌ها می‌شوند.
پکینگ اسپلش (Splash Packing) به منظور افزایش سطح تماس بین آب و هوا طراحی شده است. معمولاً این نوع پرکن‌ها به صورت شبکه‌ای یا مشبک تولید می‌شوند و آب را به صورت قطرات کوچکتر در می‌آورند. این ویژگی باعث بهبود انتقال حرارت و تبخیر آب می‌شود. با توجه به ساختار، پرکن اسپلس کمتر دچار گرفتگی و رسوب گرفتگی می‌شوند. با این حال در شرایطی که آب دارای ذرات معلق و رسوبات است، بسیار مفید است.
پکینگ‌های فیلمی از متریال مختلف همچون پلی اتیلن و پی وی سی تولید می‌شوند. با توجه به دوام بالا و نیاز کم به تعمیر و نگهداری به کاهش هزینه‌های عملیاتی کمک می‌کنند. طراحی خاص این پکینگ‌ها باعث پخش یکنواخت آب و ایجاد لایه‌های نازک آب می‌شود که میزان تبخیر را افزایش می‌دهد. معمولاً ضخامت ورقه‌ها بین 0.2 تا 0.5 میلی‌متر است. این نوع پکینگ برج خنک کننده در اشکال و مدل‌های مختلف موجود است.
همانطور که از نام آن پیداست، این پکینگ دارای ساختاری شبیه به شانه تخم مرغ است. پکینگ فیلمی شانه تخم مرغی شامل خانه‌های شش ضلعی یا مربع شکل به هم پیوسته است. ورق‌های نازک PVC با استفاده از تکنولوژی وکیوم به شکل شانه تخم مرغی در آمده‌اند. طراحی شانه تخم مرغی باعث استحکام بیشتر و مقاومت در برابر فشارهای مکانیکی می‌شود.
پکینگ فیلمی موشکی یکی از انواع فیلینگ‌ها است که به دلیل طراحی خاص خود، به این نام شناخته می‌شود. این نوع پکینگ‌ها به دلیل داشتن کانال‌های عمودی برای ریزش آب، از کارایی بالا برخوردار هستند. همچنین احتمال رسوب گرفتگی آنها بسیار کم است. مواد اولیه پرکن فیلمی موشکی از پلی پروپیلن یا پلی وینیل کلراید است. آنها دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی، مواد شیمیایی و دمای بالا هستند.
پکینگ فیلمی بلوکی یکی از انواع سطوح پرکن فیلمی است. این نوع پکینگ برج خنک کننده به صورت بلوک‌های مجزا و قابل‌حمل طراحی شده است. این پکینگ‌ها به دلیل طراحی بلوکی، نصب و نگهداری آسان‌تری دارند. آنها به صورت بلوک‌های مستطیلی یا مربعی شکل تولید می‌شوند که به راحتی در کنار هم قرار می‌گیرند. معمولاً سطح بلوک‌ها دارای الگوهای موج‌دار، شیارها یا ساختارهای شبکه‌ای است.
طراحی پکینگ‌های اسپلش به گونه‌ای است که آب به صورت قطرات کوچک بر روی سطح پکینگ پخش می‌شود. این ویژگی باعث افزایش سطح تماس بین آب و هوا و بهبود راندمان انتقال حرارت می‌شود. این نوع پکینگ برج خنک کننده سطح مقطع یکپارچه‌ای ندارد و میزان رسوب گیری کمتر است. این ویژگی باعث می‌شود که رسوبات کمتری بر روی پکینگ‌ها تشکیل شود. در ادامه به انواع پکینگ اسپلش اشاره می‌کنیم:
پکینگ نت اسپلش با ساختار منحصر به فرد، انتخابی ایده آل برای انواع کولینگ تاورها است. این نوع پکینگ برج خنک کننده از کارایی و مقاومت بالا در برابر رسوب گرفتگی و مواد شیمیایی برخوردار است. به همین علت در برج‌های خنک کننده صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار شبکه‌ای این پکینگ‌ها باعث افزایش سطح تبخیر و بهبود راندمان خنک کاری آب می‌شود.
پکینگ توربو اسپلش به دلیل ساختار خود، برای آب‌هایی با ذرات معلق و رسوبات بالا مناسب است. طراحی این نوع پکینگ برج خنک کننده به شکل اعداد ۷ و ۸ است. این شکل ظاهر باعث افزایش سطح تماس بین آب و هوا می‌شود. پکینگ تیوب اسپلش بیشتر در کولینگ تاورهای بتنی و طرح EBARA کاربرد دارد. استفاده از این پکینگ برج خنک کننده به دلیل وزن زیاد و مشکلات مربوطه به نگهداری کاهش یافته است. همچنین تولید آن در داخل کشور متوقف شده است.
پکینگ رندوم اسپلش به گونه‌ای طراحی شده است که آب را در جهات مختلف پخش می‌کند. این قطعات با نام‌های دیگری نیز شناخته می‌شود که از جمله آنها می‌توان به رینگ پال اشاره کرد. این طراحی منحصر به فرد باعث افزایش تماس بین آب و هوا ایجاد می‌شود و در نتیجه انتقال حرارت بهبود می‌یابد. به دلیل جریان پراکنده آب، این نوع پکینگ برج خنک کننده مقاومت خوبی در برابر رسوب گرفتگی دارد.
پکینگ‌ها با ایجاد سطوح گسترده برای تماس بین آب و هوا، باعث افزایش انتقال حرارت می‌شوند. آب داغ که از بالای برج خنک کننده به پایین می‌ریزد، با عبور از پکینگ‌ها به قطرات کوچکتری تبدیل می‌شوند؛ در نهایت سطح تماس با هوا افزایش می‌یابد. پکینگ‌ها با توزیع یکنواخت آب، دمای آب را به طور موثرتری کاهش می‌دهند؛ در نتیجه نیاز به تعویض آب و مصرف آن کاهش می‌یابد. پکینگ‌های پی وی سی و پلی اتیلن دارای مقاومت بالا در برابر رسوب گذاری و خوردگی هستند. این ویژگی باعث افزایش عمر مفید پکینگ و کاهش نیاز به تعویض مکرر می‌شود.
پکینگ‌ها با کاهش رسوب گیری و خوردگی، عمر مفید تجهیزات را افزایش می‌دهند.
پکینگ‌ها در انواع و ابعاد مختلفی تولید می‌شوند که می‌توانند برای نیازهای مختلف برج‌های خنک کننده سفارشی سازی شوند.
پکینگ برج خنک کننده با طراحی مناسب می‌تواند از تشکیل باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها در سیستم جلوگیری کند. این امر با بهبود جریان هوا و کاهش نقاط تجمع آب راکد حاصل می‌شود. در نهایت کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های مرتبط با آب، مانند لژیونلا کاهش می‌یابد.
عملکرد پکینگ برج خنک کننده تحت تأثیر چندین عامل قرار می‌گیرد. هر یک از این فاکتورها می‌توانند به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر راندمان کولینگ تاور تأثیر بگذارند. همانطور که اشاره کردیم، پکینگ برج خنک کننده از مواد مختلفی تولید شده است. هر کدام از این مواد ویژگی‌های خاصی مانند مقاومت در برابر حرارت، خوردگی و رسوب گذاری دارند. به طور مثال پی وی سی و پلی اتیلن برای دماهای متوسط تا پایین مناسب هستند. در حالی که پلی پروپیلن مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد. نوع متریال تاثیر فراوانی بر عملکرد و راندمان پکینگ برج خنک کننده دارد.
پکینگ برج خنک کننده به صورت فیلمی، اسپلش و رندوم طراحی می‌شود. هر کدام از این مدل‌ها تاثیرات متفاوتی بر عملکرد انتقال حرارت و مقاومت در برابر رسوبات دارند.
آب‌های دارای سختی بالا می‌توانند باعث ایجاد رسوب در پکینگ‌ها شوند و عملکرد سیستم را کاهش دهند. وجود ذرات معلق و آلودگی‌های موجود در آب می‌تواند به انسداد پکینگ‌ها به ویژه مدل فیلمی منجر شود.
دبی آب تأثیر مستقیم بر عملکرد انتقال حرارت دارد. جریان آب بسیار زیاد یا بسیار کم می‌تواند راندمان پکینگ برج خنک کننده را کاهش دهد. توزیع یکنواخت آب بر روی پکینگ برج خنک کننده برای عملکرد بهینه ضروری است.
سرعت جریان هوا بر میزان تبادل حرارت بین هوا و آب تأثیر می‌گذارد. سرعت هوای بسیار زیاد یا بسیار کم می‌تواند راندمان سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.
استفاده از فن‌ها و دمنده‌ها برای کنترل جریان هوا می‌تواند به بهبود راندمان پکینگ برج خنک کننده کمک کند.
طراحی کولینگ تاور و مشخصات فنی آنها از جمله ارتفاع بر راندمان و کارایی پکینگ برج خنک کننده تاثیر می‌گذارد.
گام پکینگ به فاصله عمودی یا افقی بین لایه‌ها یا عناصر پکینگ برج خنک کننده اشاره دارد. فاصله بین پکینگ‌ها تأثیر مستقیمی بر میزان سطح تماس بین آب و هوا دارد. گام‌های کوچکتر (فاصله کمتر) می‌توانند سطح تماس بیشتری ایجاد کنند؛ در نتیجه راندمان حرارتی را افزایش دهند. معمولاً گام‌های بزرگتر (فاصله بیشتر) مقاومت بیشتری در برابر رسوب گذاری و گرفتگی دارند؛ زیرا فضای بیشتری برای جریان آب و هوا وجود دارد.
عمر مفید پکینگ برج خنک کننده بسته به عوامل مختلفی مانند نوع پکینگ، کیفیت مواد ساخت، شرایط عملیاتی و نگهداری دارد. معمولاً پکینگ‌های فیلمی عمر مفید بین 3 تا 5 سال دارند. این پکینگ‌ها بیشتر در معرض رسوب و آلودگی قرار دارند و باید به صورت منظم تمیز شوند. پکینگ‌های اسپلش به دلیل ساختار مقاوم‌تر و احتمال کم رسوب گیری، می‌توانند عمر مفید بیشتری داشته باشند. عمر این پکینگ‌ها می‌تواند تا 7 سال یا بیشتر باشد.
معمولاً پکینگ‌های پی وی سی مقاوم‌تر در برابر خوردگی و رسوب هستند و عمر مفید طولانی‌تری دارند. نوع پلی اتیلن و پلی پروپیلن نیز دارای مقاومت بالا در برابر شیمیایی‌ها و حرارت هستند؛ در نتیجه ماندگاری آنها مشابه مدل پی وی سی است. دما و فشار عملیاتی نیز می‌تواند بر طول عمر پکینگ برج خنک کننده تأثیر بگذارد. پکینگ‌هایی که در شرایط دمایی و فشاری شدید کار می‌کنند، نیاز به تعویض زودتر دارند.
با انجام منظم نگهداری و تمیزکاری پکینگ‌ها، می‌توان عمر مفید آنها را افزایش داد. بازرسی دوره‌ای پکینگ‌ها برای شناسایی و رفع مشکلات احتمالی می‌تواند به افزایش عمر مفید آنها کمک کند. با توجه به عوامل فوق، پکینگ‌های برج خنک کننده باید بین 3 تا 7 سال تعویض شوند. با این حال بسته به شرایط هر سیستم و نوع پکینگ، این بازه زمانی می‌تواند متفاوت باشد.
برای خرید پکینگ برج خنک کننده، باید به چندین فاکتور و اطلاعات توجه کنید. باید اطمینان حاصل کنید که محصول مورد نظر به خوبی نیازهای شما را برآورده می‌کند و کارایی بالایی دارد. انتخاب جنس پکینگ برج خنک کننده بستگی به شرایط کاری و نیازهای خاص شما دارد. اگر به دنبال یک گزینه مقرون به صرفه و مقاوم در برابر مواد شیمیایی هستید، پی وی سی مناسب است. اگر نیاز به مقاومت بیشتر در برابر دما و ضربه دارید، پلی پروپیلن انتخاب بهتری است. سایر فاکتورها عبارتند از:
با توجه به مدل برج خنک کننده می‌توانید پکینگ مورد نظر را انتخاب کنید. اگر آب ورودی به برج خنک کننده دارای آلودگی و مواد معلق است، مدل اسپلش گزینه مناسبی است.
انتخاب پکینگ با ابعاد مناسب می‌تواند تأثیر زیادی بر کارایی و بهره وری برج خنک کننده داشته باشد.
برای انتخاب پکینگ مناسب برای کولینگ تاور، بررسی مقاومت در برابر حرارت و مواد شیمیایی ضروری است. هر نوع پکینگ دارای حداکثر دمای قابل تحمل مشخصی است که باید با شرایط عملیاتی سیستم شما سازگار باشد. در کولینگ تاورها از مواد شیمیایی مختلفی برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها، رسوبات و خوردگی استفاده می‌شود. بنابراین فیلینگ‌ها باید در برابر این مواد مقاوم باشند.
تراکم و فضای خالی پکینگ نقشی حیاتی در کارایی سیستم ایفا می‌کند. تراکم پکینگ باید به گونه‌ای باشد که تماس بیشتری بین آب و هوا فراهم شود. انتخاب پکینگ با تراکم و فضای خالی مناسب بستگی به شرایط عملیاتی و کیفیت آب دارد.
قیمت پکینگ برج خنک کننده در بازار ثابت نیست و این نوسانات به دلیل عوامل متعددی رخ می‌دهد. بدون شک قیمت آنها بر اساس نوع متریال متغیر است. به طور مثال مدل پی وی سی قیمت ارزان‌تری دارد. مدل اسپلش به دلیل سطح تماس بیشتر و راندمان بالاتر معمولاً قیمت بالاتری دارد. پکینگ‌هایی که مقاومت بیشتری در برابر دما و مواد شیمیایی دارند، معمولاً قیمت بالاتری دارند؛ زیرا از مواد اولیه با کیفیت‌تر برخوردار هستند. سایر عوامل عبارتند از:
