कूलिंग टॉवर चयन गाइड: सिद्धांतों से अभ्यास करने के लिए एक व्यापक विश्लेषण

कूलिंग टावर्स औद्योगिक उत्पादन और निर्माण एयर कंडीशनिंग सिस्टम में महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में काम करते हैं, उनके चयन के साथ सीधे सिस्टम ऊर्जा दक्षता, परिचालन स्थिरता और दीर्घकालिक अर्थव्यवस्था को प्रभावित करता है। यह लेख कूलिंग टॉवर चयन के मुख्य तत्वों को व्यवस्थित रूप से पेश करता है, जिसमें कूलिंग टॉवर प्रकारों की तुलना, थर्मल गणना के प्रमुख बिंदु, पर्यावरणीय कारकों के लिए विचार, सामग्री चयन मानदंड, और आर्थिक मूल्यांकन विधियों की तुलना, वैज्ञानिक और तर्कसंगत चयन निर्णय लेने में इंजीनियरिंग तकनीशियनों की सहायता शामिल है।

I. कूलिंग टॉवर प्रकार और अनुप्रयोग परिदृश्यों का विश्लेषण

कूलिंग टावरों के चयन में पहले विभिन्न प्रकारों की विशेषताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों की समझ की आवश्यकता होती है। बाजार पर मुख्यधारा के कूलिंग टावरों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: काउंटर-फ्लो, क्रॉस-फ्लो, और क्लोज-सर्किट कूलिंग टावर्स, प्रत्येक संरचनात्मक सिद्धांतों, ऊर्जा दक्षता प्रदर्शन और रखरखाव की आवश्यकताओं में अलग-अलग विशेषताएं।

1. COUNTER-FLOW COULING TOWERS

काउंटर करंट कूलिंग टॉवर विपरीत दिशाओं में बहने वाली हवा और पानी के डिजाइन को अपनाता है, जिसमें उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और छोटे पदचिह्न के फायदे हैं। इसकी विशिष्ट संरचना में एक निचला हवा इनलेट, एक मध्य पैकिंग परत, एक शीर्ष प्रशंसक और एक जल वितरण प्रणाली शामिल है। गर्म हवा स्वाभाविक रूप से बढ़ती है और पूरी तरह से पानी की बूंदों के साथ संपर्क करती है, कुशल गर्मी विनिमय प्राप्त करती है। इस प्रकार का कूलिंग टॉवर सीमित स्थान के साथ औद्योगिक साइटों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है, जैसे कि पेट्रोकेमिकल पौधे, बिजली स्टेशन, आदि, एक प्रसंस्करण क्षमता के साथ आमतौर पर 100-4000m ⊃3;/h से लेकर। एक काउंटरफ्लो कूलिंग टॉवर का नुकसान यह है कि जल वितरण प्रणाली अपेक्षाकृत जटिल है, जिसमें उच्च पानी की गुणवत्ता की आवश्यकता होती है, और प्रशंसक टॉवर के शीर्ष पर स्थित है, जिससे रखरखाव अपेक्षाकृत असुविधाजनक है।

2.Cross-Flow कूलिंग टावर्स

लंबवत रूप से गिरने वाली पानी की फिल्मों में क्षैतिज रूप से हवा के प्रवाह की विशेषता, क्रॉस-फ्लो कूलिंग टावर्स पानी के वितरण के लिए गुरुत्वाकर्षण पर भरोसा करते हैं, जिससे दबाव वाले नलिका की आवश्यकता को समाप्त कर दिया जाता है। यह संरचना एक समान जल वितरण, कम प्रणाली प्रतिरोध और कम परिचालन शोर सुनिश्चित करती है, जिससे यह होटल, अस्पताल और कार्यालय भवनों जैसे शोर-संवेदनशील शहरी वाणिज्यिक भवनों के लिए आदर्श है। क्रॉस-फ्लो टावरों की विशिष्ट प्रसंस्करण क्षमता 50-2000 m³/h है। उनकी खुली संरचना रखरखाव और निरीक्षण की सुविधा प्रदान करती है, लेकिन वे आम तौर पर एक ही क्षमता के काउंटर-फ्लो टावरों की तुलना में 20-30% अधिक मंजिल की जगह पर कब्जा कर लेते हैं, कम हवा से पानी के संपर्क समय के कारण थोड़ी कम गर्मी विनिमय दक्षता के साथ।

3. क्लोज्ड-सर्किट कूलिंग टावर्स (वाष्पीकरणीय कंडेनसर)

कॉइल के माध्यम से ठंडा पानी से प्रक्रिया तरल पदार्थों को अलग करके, बंद-सर्किट कूलिंग टावर्स पूरी तरह से पानी की गुणवत्ता के क्रॉस-संदूषण से बचते हैं। यह डिज़ाइन उन्हें सटीक उद्योगों (जैसे अर्धचालक और फार्मास्यूटिकल्स) और स्वच्छ एयर कंडीशनिंग सिस्टम के लिए आदर्श बनाता है। हालांकि बंद-सर्किट टावरों में उच्च प्रारंभिक निवेश (खुले टावरों की तुलना में 40-60% अधिक महंगा) उच्च है, वे जल उपचार लागत और रखरखाव की आवृत्ति को काफी कम कर देते हैं, बकाया दीर्घकालिक परिचालन अर्थव्यवस्था का प्रदर्शन करते हैं। विशिष्ट अनुप्रयोगों में लेजर उपकरण कूलिंग और डेटा सेंटर बैकअप कूलिंग सिस्टम शामिल हैं।

4. अद्वितीय परिदृश्यों के लिए विशिष्ट डिजाइन वेरिएंट:

• फ़्रीक्वेंसी रूपांतरण कूलिंग टावर्स: लोड परिवर्तनों से मिलान करने के लिए प्रशंसक गति को समायोजित करें, महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत (30%तक) के साथ, उतार -चढ़ाव वाले लोड के साथ सिस्टम के लिए उपयुक्त।

• साइलेंट कूलिंग टावर्स: कम गति वाले प्रशंसकों और विशेष साउंडप्रूफ डिजाइनों को अपनाएं, 60DB (ए) से नीचे शोर को नियंत्रित करना, आवासीय क्षेत्रों के लिए उपयुक्त।

• एंटी-फ्रीज कूलिंग टावर्स: इलेक्ट्रिक हीटर और एंटी-फ्रीज सर्कुलेशन सिस्टम से लैस, ठंडे उत्तरी क्षेत्रों में सर्दियों के संचालन के लिए उपयुक्त।

  
  

Ii। थर्मल गणना और क्षमता निर्धारण विधियाँ

कूलिंग टॉवर चयन का मूल आवश्यक शीतलन क्षमता की सटीक गणना में निहित है, जो व्यवस्थित थर्मल गणना के माध्यम से पूरा होता है। कूलिंग क्षमता आमतौर पर 'रेफ्रिजरेशन टन ' (आरटी) में व्यक्त की जाती है, जहां 1RT 3.517kW प्रशीतन क्षमता के बराबर होता है। गणना प्रक्रिया तीन प्रमुख तत्वों को एकीकृत करती है: सिस्टम हीट लोड, डिज़ाइन तापमान अंतर और स्थानीय मौसम संबंधी मापदंडों।

1। गर्मी लोड का निर्धारण

गणना की नींव अनुप्रयोग परिदृश्य द्वारा भिन्न होती है:

• एयर कंडीशनिंग सिस्टम: q = g × ρ × cp × × t

।

2. एयर कंडीशनिंग सिस्टम के लिए तापमान तापमान अंतर 5 ℃ है, जबकि औद्योगिक प्रणालियों को प्रक्रिया आवश्यकताओं के आधार पर 8-15 ℃ की आवश्यकता हो सकती है।

• औद्योगिक उपकरण: उपकरण के रेटेड गर्मी अपव्यय को देखें या वास्तविक माप के माध्यम से प्राप्त करें।

• बिजली उद्योग: आमतौर पर टरबाइन निकास मात्रा के 1.5-2% के रूप में शीतलन मांग का अनुमान लगाते हैं।

3.Design स्थिति पैरामीटर

प्रमुख पैरामीटर काफी प्रभावित गणना परिणाम:

• वेट बल्ब का तापमान: स्थानीय ग्रीष्मकालीन एयर कंडीशनिंग डिजाइन वेट बल्ब तापमान को अपनाएं, जो प्रमुख चीनी शहरों में 24-28 से लेकर है।

• इनलेट/आउटलेट पानी का तापमान: एयर कंडीशनिंग सिस्टम के लिए 37/32 ℃, और संभवतः औद्योगिक प्रणालियों के लिए 40/30 ℃।

• दृष्टिकोण (ठंडे पानी के तापमान और गीले बल्ब तापमान के बीच अंतर): आम तौर पर 2.5-3 से कम नहीं; उच्च आवश्यकताओं से बड़े उपकरण होते हैं।

4.PRACTICAL केस गणना

शेन्ज़ेन में एक डेटा सेंटर को 35/30 ℃ की डिजाइन स्थितियों के तहत 500kW हीट लोड को ठंडा करने की आवश्यकता होती है, जिसमें 27 ℃ का एक स्थानीय डिजाइन गीला बल्ब तापमान होता है।

（1） पानी की मात्रा की गणना: g = q/(ρ × cp ×) t) = 500/(1 × 4.18 × 5) = 23.9m³/h

（2 （प्रशीतन टन के लिए रूपांतरण: 500/3.517 = 142RT

（3 （ गीले बल्ब तापमान 27 ℃ और दृष्टिकोण 3 ℃ (30-27) के आधार पर प्रदर्शन घटता का संदर्भ लें, एक 160RT कूलिंग टॉवर का निर्धारण करना आवश्यक है (10-15% मार्जिन पर विचार करते हुए)।

5. क्षमता सुधार कारक

（1） ऊँचाई सुधार: कूलिंग की क्षमता ऊंचाई में प्रत्येक 300 मीटर की वृद्धि के लिए लगभग 3% कम हो जाती है।

（2 （ गैर-मानक स्थिति सुधार: वास्तविक ऑपरेटिंग पैरामीटर डिजाइन से भिन्न होने पर निर्माताओं द्वारा प्रदान किए गए सुधार कारकों के साथ समायोजित करें।

（3 （ भविष्य के विस्तार विचार: आमतौर पर 10-20% क्षमता मार्जिन आरक्षित करते हैं।

Iii। पर्यावरणीय कारकों और स्थापना स्थितियों का मूल्यांकन

कूलिंग टॉवर प्रदर्शन स्थापना वातावरण से निकटता से संबंधित है, और वैज्ञानिक साइट मूल्यांकन परिचालन मुद्दों से बच सकता है। पर्यावरणीय विचारों में मौसम संबंधी स्थिति, अंतरिक्ष सीमाएं और आसपास के संवेदनशील बिंदु शामिल होने चाहिए।

1। मौसम संबंधी पैरामीटर

• वेट बल्ब तापमान: शीतलन सीमा निर्धारित करता है, कम से कम 10 साल की वापसी अवधि के साथ चरम मूल्यों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

• सूखा बल्ब तापमान: वाष्पीकरण को प्रभावित करता है, उच्च तापमान वाले वातावरण में पानी के प्रवाह या गर्मी अपव्यय क्षेत्र में वृद्धि की आवश्यकता होती है।

• पवन गुलाब आरेख: शॉर्ट-सर्किट परिसंचरण से बचने के लिए एयर इनलेट ओरिएंटेशन के चयन का मार्गदर्शन करता है।

• चरम सर्दियों के कम तापमान: -5 से नीचे के तापमान वाले क्षेत्रों में एंटी -फ्रीज डिजाइनों की आवश्यकता होती है, जैसे कि इलेक्ट्रिक ट्रेसिंग।

2। अंतरिक्ष लेआउट

• फ्लोर स्पेस: क्रॉस-फ्लो टावरों को अधिक प्लानर स्पेस की आवश्यकता होती है, जबकि काउंटर-फ्लो टावर्स ऊंचाई का उपयोग कर सकते हैं।

• स्थापना रिक्ति: टावरों के बीच टॉवर की चौड़ाई कम से कम 1 गुना और दीवारों से 2 मीटर से कम नहीं।

• वेंटिलेशन की स्थिति: स्थिर वायु क्षेत्रों से बचें, और शीर्ष निकास को सीधे इमारतों या बाधाओं का सामना नहीं करना चाहिए।

• लोड-असर क्षमता: छत की स्थापना के लिए संरचनात्मक लोड सत्यापन की आवश्यकता होती है, जिसमें पूर्ण पानी का वजन 1.5-2 टन/m⊃2 तक पहुंच जाता है;

3। पर्यावरणीय संवेदनशीलता

• शोर सीमा: आवासीय क्षेत्रों में आम तौर पर रात में (55DB (ए) की आवश्यकता होती है, कम गति वाले प्रशंसकों या मफलर की आवश्यकता होती है।

• बहाव नियंत्रण: संवेदनशील क्षेत्रों को उच्च दक्षता वाले बहाव एलिमिनेटर की मांग के लिए एक बहाव दर <0.001%की आवश्यकता होती है।

• उपस्थिति आवश्यकताएं: वाणिज्यिक भवन वास्तु शैलियों के साथ समन्वय करने के लिए रंगों या आकृतियों को निर्दिष्ट कर सकते हैं।

4। पानी की गुणवत्ता की स्थिति

• पानी की कठोरता: उच्च कठोरता का पानी (> 300mg/l) स्केलिंग के लिए प्रवण होता है, जिसमें बढ़ते हुए झटका या नरम उपचार की आवश्यकता होती है।

• क्लोराइड सामग्री: कार्बन स्टील के जंग से बचने के लिए स्टेनलेस स्टील या एफआरपी सामग्री का चयन करें जब> 200ppm।

• निलंबित ठोस: पैकिंग रुकावट को रोकने के लिए रेतीले क्षेत्रों को फिल्टर की आवश्यकता होती है।

Iv। प्रमुख घटक और सामग्री चयन मानदंड

कूलिंग टावरों का सामग्री विन्यास सीधे उपकरण जीवनकाल और रखरखाव की आवृत्ति को प्रभावित करता है। चयन को बजट, पानी की गुणवत्ता और अपेक्षित सेवा जीवन को संतुलित करना चाहिए। आधुनिक शीतलन टॉवर घटकों में शेल, पैकिंग, संरचनात्मक भाग और पानी के पैन शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक अलग -अलग सामग्री विकल्प हैं।

1। शेल सामग्री

• फाइबरग्लास प्रबलित प्लास्टिक (एफआरपी): मुख्यधारा की पसंद, संक्षारण प्रतिरोधी, हल्के और मॉडलिंग में लचीला, 10-15 वर्षों के सेवा जीवन के साथ।

• जस्ती स्टील प्लेट: कम लागत लेकिन मध्यम संक्षारण प्रतिरोध, नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है, शुष्क क्षेत्रों के लिए उपयुक्त।

• स्टेनलेस स्टील: एक प्रीमियम विकल्प, विशेष रूप से तटीय उच्च नमक वातावरण के लिए, लेकिन एफआरपी की कीमत का 2-3 गुना।

• कंक्रीट: उच्च प्रारंभिक लागत के साथ अल्ट्रा-बड़े औद्योगिक शीतलन टावरों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन 30 साल तक का जीवनकाल।

2। पैकिंग चयन

• पीवीसी फिल्म भराव: सबसे आम, एक बड़े हीट एक्सचेंज क्षेत्र (250-350 मीटर ⊃2;/एम ⊃3;) के साथ, कम कीमत लेकिन उच्च तापमान प्रतिरोध नहीं () 60 ℃)

• पीपी हनीकॉम्ब पैकिंग: पीवीसी की तुलना में बेहतर एंटी-एजिंग गुणों के साथ बेहतर तापमान प्रतिरोध (80 ℃ तक)।

• लकड़ी की पैकिंग: एक पारंपरिक विकल्प, स्वाभाविक रूप से संक्षारण-प्रतिरोधी लेकिन माइक्रोबियल विकास के लिए प्रवण, उच्च रखरखाव की आवश्यकता होती है।

• स्टेनलेस स्टील पैकिंग: उच्च तापमान (> 80 ℃) या संक्षारक वातावरण में उपयोग किया जाता है, पीवीसी की लागत का 5-8 गुना।

3। संरचनात्मक घटक सामग्री

• फैन: एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्लेड + कार्बन स्टील हब एक किफायती विकल्प है; स्टेनलेस स्टील इंटीग्रल कास्टिंग संक्षारक वातावरण को सूट करता है।

• ट्रांसमिशन सिस्टम: गियर रिड्यूसर में बेल्ट ड्राइव की तुलना में लंबे समय तक रखरखाव अंतराल होता है लेकिन इसकी लागत 30-40% अधिक होती है।

• वाटर पैन: एफआरपी वन-पीस मोल्डिंग अच्छी रिसाव की रोकथाम प्रदान करता है, जबकि स्टेनलेस स्टील सफाई की सुविधा देता है लेकिन अधिक लागत।

• फास्टनर्स: 304 स्टेनलेस स्टील मानक है, जिसमें तटीय क्षेत्रों के लिए 316 स्टेनलेस स्टील है।

4। एंटी-कोरियन डिज़ाइन

• जस्ती परत की मोटाई: संरचनात्मक भागों के लिए हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग ≥80μm होना चाहिए।

• वेल्ड उपचार: सभी वेल्डेड भागों को माध्यमिक विरोधी-जंग उपचार की आवश्यकता होती है।

• बोल्ट सुरक्षा: नायलॉन लॉक नट का उपयोग करें या एंटी-रस्ट ग्रीस लागू करें।

• फाउंडेशन अलगाव: इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण को रोकने के लिए टॉवर और कंक्रीट फाउंडेशन के बीच रबर पैड स्थापित करें।

• वार्षिक बचत: (50-40) × 6000 × 0.8 = 48,000 युआन

• मूल्य अंतर के लिए पेबैक अवधि: (30-25)/4.8) 1.04 वर्ष

• कुल बचत 10 वर्ष से अधिक: 4.8 × 10- (30-25) = 430,000 युआन

वी। चयन प्रक्रिया और कार्यान्वयन चरणों के लिए सुझाव

वैज्ञानिक शीतलन टावरों के चयन को एक व्यवस्थित निर्णय लेने की प्रक्रिया का पालन करना चाहिए, जिसमें आम तौर पर आवश्यकता विश्लेषण से लेकर अंतिम खरीद तक ​​छह प्रमुख कदम शामिल होते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि महत्वपूर्ण विचारों की अनदेखी नहीं की जाती है। निम्नलिखित एक अनुशंसित मानकीकृत चयन प्रक्रिया और कार्यान्वयन बिंदु है।

चरण 1: बुनियादी डेटा संग्रह

· स्पष्ट रूप से शीतलन लक्ष्यों की पहचान करें: एयर कंडीशनिंग सिस्टम, औद्योगिक उपकरण, या जनरेटर सेट

· गर्मी लोड निर्धारित करें: गणना या उपकरण मापदंडों के माध्यम से सटीक मान प्राप्त करें

· मौसम संबंधी डेटा एकत्र करें: डिजाइन गीला बल्ब तापमान, चरम तापमान, आदि

· साइट माप: उपलब्ध अंतरिक्ष आयाम, लोड-असर सीमाएं, आदि

· पानी की गुणवत्ता की रिपोर्ट: पीएच मूल्य, कठोरता, क्लोराइड आयन सामग्री, आदि

चरण 2: प्रकारों की प्रारंभिक स्क्रीनिंग

· अंतरिक्ष बाधाओं के आधार पर काउंटरफ्लो या क्रॉसफ्लो चुनें

· पानी की गुणवत्ता की आवश्यकताओं के अनुसार खुले या बंद पर विचार करें

· शोर प्रतिबंधों के आधार पर मूक डिजाइन की आवश्यकता का आकलन करें

· रखरखाव क्षमता के आधार पर ट्रांसमिशन सिस्टम का प्रकार निर्धारित करें

चरण 3: तकनीकी पैरामीटर गणना

· आवश्यक शीतलन क्षमता की गणना करें (टन में)

· डिजाइन की स्थिति निर्धारित करें (इनलेट और आउटलेट पानी का तापमान, निकटता)

· ऊंचाई और तापमान सुधार करें

· एक उपयुक्त सुरक्षा मार्जिन (10-15%) पर विचार करें

चरण 4: निर्माता के समाधानों की तुलना करें

· कम से कम 3 योग्य आपूर्तिकर्ताओं से प्रस्ताव प्राप्त करें

· मुख्य मापदंडों की तुलना करें: हवा की मात्रा, शक्ति, शोर, आदि

· सत्यापित करें कि प्रदर्शन परीक्षण डेटा मानक को पूरा करता है या नहीं

· मूल्यांकन करें कि क्या विशेष डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है

चरण 5: आर्थिक मूल्यांकन

· प्रारंभिक कुल निवेश की गणना करें

· वार्षिक परिचालन ऊर्जा खपत लागत का अनुमान लगाएं

· प्रतिस्थापन चक्र और प्रमुख घटकों की लागत की भविष्यवाणी करें

· निवेश पेबैक अवधि विश्लेषण का संचालन करें

चरण 6: अंतिम निर्णय और खरीद

· व्यापक तकनीकी और आर्थिक विश्लेषण परिणाम

· बिक्री के बाद सेवा शर्तों की पुष्टि करें

· स्पष्ट रूप से स्वीकृति मानदंड और प्रदर्शन परीक्षण विधियों को परिभाषित करें

· एक औपचारिक अनुबंध पर हस्ताक्षर करें जिसमें एक वारंटी अवधि शामिल है