برج خنک کن هیبرید سازه بتنی سری RC-H

پایداری منابع آب در مقیاس صنعتی عظیم
برج خنک کن هیبرید بتنی سری RC-H به عنوان راهحل استراتژیک آریا بنیز برای مدیریت چالشهای کمآبی در صنایع کلیدی و پروژههای عظیم طراحی و تولید شده است. موقعیت جغرافیایی ایران که آن را در منطقه خشک جهانی قرار داده، نیاز به رویکردهای مدیریت پایدار آب در بخش صنعت را ضروری میسازد. سری RC-H یک سیستم ساخت در محل است که با ترکیب نهایی استحکام سازه بتنی (برای دوام و عمر طولانی) و تکنولوژی هیبریدی (برای بهینهسازی مصرف آب)، بالاترین سطح پایداری و دوام را ارائه میدهد. این برجها با استفاده از مکانیسم دوگانه (خشک و تبخیری)، قابلیت کاهش چشمگیر مصرف سالانه آب را دارند، به ویژه در ماههای سرد سال و شرایطی که امکان انتقال حرارت آشکار فراهم است. این ساختار به صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و فولاد اجازه میدهد تا ضمن حفظ تولید و راندمان حرارتی فوق سنگین، مسئولیتهای زیستمحیطی خود را نیز به بهترین شکل اجرا کنند.
سابقه تخصصی و رویکرد مهندسی سفارشی
آریا بنیز با سابقه همکاری مستمر با شرکتهای اروپایی از سال 2006 در زمینه طراحی برج خنک کننده هیبریدی و همچنین تمرکز بر مهندسی و طراحی مستقل این تکنولوژی از سال ۱۳92، تخصص و پیشگامی خود را در این حوزه اثبات کرده است. این سابقه منجر به همکاری در زمینه طراحی و ساخت اولین برج خنک کن هیبرید صنعتی در ایران شده است. طراحی برج خنک کنRC-H بر اساس محاسبات نقطه به نقطه و بر مبنای شرایط آب و هوایی گزارش شده در ۳ سال گذشته و در ساعات مختلف شبانهروز انجام میگیرد. این رویکرد تضمین میکند که ساختار بتنی و سیستم هیبریدی کاملاً سفارشی و بهینه، بر اساس محدودیتهای مصرف آب و انرژی کارفرما، اجرا شود تا بازگشت سرمایه (که بسته به شرایط پروژه بین یک تا شش سال متغیر است) در کوتاهترین زمان ممکن محقق گردد.
مزایای کلیدی




عملکرد برج خنک کن سری RC-H بر اساس مکانیسم دوگانه هیبریدی استوار است که سرمایش به روش خشک و تبخیری را به صورت همزمان یا مجزا مورد بهرهبرداری قرار میدهد. این ترکیب هوشمندانه، هدر رفت سالانه آب را به طور چشمگیری کاهش میدهد.
مکانیسم دوگانه و تنظیم عملکرد
حالت خشک (Dry Cooling): در ماههای سرد سال یا در ساعاتی از شبانهروز که دمای محیط مناسب است، سیستم میتواند با انتقال حرارت آشکار میان سیال در گردش و هوای عبوری از کویلهای مدار بسته، عمل کند. در این شرایط، پدیده سرمایش تبخیری حذف شده و هدر رفت آب به حداقل میرسد.
حالت تبخیری (Wet Cooling): در فصول گرم یا هنگام نیاز به راندمان حرارتی حداکثری، بخش تبخیری سیستم فعال شده و از خنککاری تبخیری برای دفع حرارت استفاده میکند. این کار تضمین میکند که سیستم حتی در اوج گرما، دمای مورد نیاز فرآیند را حفظ کند.
ساختار جریان و آرایش برج
برجهای هیبرید سری RC-H میتوانند در آرایشهای متفاوت و ساختارهای متفاوت طراحی و مورد بهرهبرداری قرار گیرند. دو دستهبندی اصلی در آرایش برجهای هیبرید شامل نوع موازی (Parallel) و سری (Series) است.
آرایش سری: در این ساختار، جریان سیال در گردش به صورت سری از بخش خشک به بخش تر برج خنککن عبور میکند.
آرایش موازی: در این ساختار، حالت خشک و حالت تر به صورت موازی مورد بهرهبرداری قرار میگیرد و جریان هوا در بخش خشک و تر نیز به صورت موازی صورت میگیرد. بخش تر در هر یک از این ساختارها نیز میتواند به صورت مدار باز یا مدار بسته باشد. محاسبه و طراحی ساختار هیبرید RC-H بر اساس طراحی نقطه به نقطه، بر مبنای شرایط آب و هوایی گزارش شده در ۳ سال گذشته و محدودیتهای مصرف انرژی و آب کارفرما، انجام خواهد گرفت.
برجهای خنک کن سری RC-H (سازه بتنی) به عنوان سیستمهای Field-Erected با هدف تضمین حداکثر استحکام و طول عمر طراحی شدهاند.
۱. ساختار اصلی و پایداری سازهای (استاندارد)
سازه اصلی (ستونها و تیرها): اسکلت، ستونها و تیرهای اصلی و فرعی برج، همگی از بتون مسلح آببندیشده ساخته میشوند.
حوضچه ذخیره آب: حوضچه ذخیره آب سرد نیز از جنس بتون مسلح آببندیشده اجرا میگردد.
هدف: این ساختار بتنی، دوام و مقاومت فوقالعادهای در برابر لرزش، باد و عوامل محیطی تهاجمی ارائه میدهد و سازه اصلی را دائمی میسازد.
۲. پنلهای بدنه و فن استک (انتخاب آپشنال)
بدنه استاندارد: در شرایط استاندارد طراحی، بدنه برج خنک کن مشابه سازه و حوضچه، از جنس بتون مسلح آببندیشده ساخته میشود.
بدنه آپشنال (FRP): به عنوان یک آپشن و بنا به درخواست خریدار، بدنه برج میتواند از ورقهای لمینیت شده فایبرگلاس (FRP) ساخته شود. این پنلها خاصیت مقاومت در برابر خوردگی، UV خورشید و نفوذ آب را دارند و به عنوان پوشش حفاظتی و سبک بر روی سازه اصلی نصب میشوند.
فن استک: فن استک در شرایط استاندارد طراحی از جنس فایبرگلاس در نظر گرفته میشود. اما در صورتی که خریدار مایل باشد، طراحی آن بر اساس اجرای بتون مسلح نیز صورت میگیرد.
۳. اجزای داخلی و اتصالی
نردبانها، راهروها و پلتفرمهای داخلی جهت دسترسی به قطعات، بر اساس سفارش از جنس گالوانیزه گرم و یا پروفیلهای پولتروژن فایبرگلاس ساخته میشوند. کلیه اتصالات فلزی و پیچ و مهرههای مورد استفاده نیز بر حسب سفارش از جنس گالوانیزه گرم، استیل ضد زنگ 304 و یا 316 انتخاب میشوند
- موتور
- گیربکس
- پمپ
- فن
- قطره گیر
- لوور
- نازل
- لوله
- کویل حرارتی
- شیر یا دمپر سوییچ جریان
- فن استک
- درایو شفت
در شرایط محیطهای پرخطر (Hazardous Area)، تمامی قطعات ماشینری برج خنک کن بر اساس استاندارد اروپایی ATEX طراحی و ارائه میگردند.
این تجهیزات تخصصی شامل الکتروموتور ضد انفجار (Ex)، گیربکس، درایو شافت و فن محوری میشوند تا از بروز هرگونه جرقه و احتراق در محیطهای مستعد انفجار (مانند پالایشگاهها) جلوگیری شود.
در شرایط استاندارد از موتورهای ۴ قطبی (4 Pole) استفاده میشود. موتورهای دو سرعته مورد استفاده، موتورهای ۴ به ۸ قطبی (4-8 Pole) هستند که توسط یک ترموستات مجزا بین دو سرعت (دور تند/کند) سوییچ میشوند. این قابلیت، کنترل دقیقتر دمای آب خروجی و صرفهجویی در مصرف انرژی را فراهم میکند.
این فنها از جنس فایبرگلاس با مقطع آیرودینامیک (Airfoil) و دارای پرههای قابل تنظیم هستند. این سیستم با صدای کارکرد بسیار کم، مناسب جهت پروژههایی است که آلودگی صوتی باید در حد بسیار پایینی باشد (مانند مراکز داده، بیمارستانها یا مناطق مسکونی مجاور سایت).
از آنجاییکه برخی از قطعات پلیمری برج خنک کن سری RF مستعد آتشسوزی هستند، میتوان در ترکیب مواد اولیه آنها از مواد خاصی با ویژگی "به تعویق اندازنده آتش" استفاده کرد. این مواد، کل مجموعه را در برابر حریق ایمن ساخته و تأخیر قابل توجهی در گسترش آتش ایجاد میکنند. این آپشن شامل سازه برج، پنلهای بدنه، لوورها، پکینگ، قطرهگیر، نازل، سیستم توزیع آب، درایو شافت و فن محوری میشود.
فنهای فایبرگلاس با مقطع Airfoil و پرههای قابل تنظیم، صدای کارکرد را به شدت کاهش میدهند و برای نصب در ساختمانهای مسکونی، هتلها و بیمارستانها ایدهآل هستند.
در شرایطی که خورندگی آب بالا باشد یا برج در معرض محیطهای تهاجمی قرار گیرد، جهت محافظت بیشتر، پوشش اپوکسی براق بر روی قطعات ماشینری شامل گیربکس، فن و الکتروموتور اعمال میگردد.
بر روی فن استک نصب میگردد و جهت کاهش صدای قطعات ماشینری برج خنک کن شامل فن، درایو شافت و گیربکس استفاده میشود.
بر روی لوورهای ورودی هوا نصب میگردد، جهت کاهش صدای ریزش آب و همچنین صدای هوای ورودی به برج خنک کن.
از جنس مواد پلیمری بوده و بر روی حوضچه برج خنک کن نصب میگردد تا صدای ناشی از سقوط آب به داخل حوضچه را جذب و کاهش دهد.
نصب شده بر روی لوورهای ورودی هوا، جهت حذف غبارات و ذرات معلق که به درون برج خنک کن وارد میشوند.
جهت جلوگیری و یا حذف یخ که در زمستان بر روی لوورهای ورودی هوا نصب میگردد تا پایداری عملکرد برج در دماهای پایین تضمین شود.
شامل گریتینگهای گالوانیزه گرم و نردههای محافظ است تا دسترسی راحت به دک فن و همچنین اتصال ایمن به سایر برجهای خنک کن در صورت وجود آرایه سلولی ممکن گردد.
این مجموعه شامل نردبان با نرده کناری و گریتینگهای فلزی است که جهت دسترسی آسان به قطعات مکانیکی (موتور و گیربکس) برای بازرسی و تعمیرات کاربرد دارد.
این نردبان با ارتفاع بیشتر، نرده کناری و گریتینگهای فلزی، جهت دسترسی آسان به بالای فن استک برای بازرسی نصب میشود.
این قطعات شامل گریتینگهای گالوانیزه گرم و نردههای محافظ هستند تا دسترسی ایمن و راحت به حوضچه در شاسیهایی با ارتفاع بالاتر از یک متر فراهم آید.
این تابلو برق با بدنه فلزی، شامل مدار فرمان کلیه تجهیزات کنترلی است و محل نصب تجهیزات جانبی مربوطه را در خود جای میدهد.
شامل سوئیچ قطع کن جریان برق الکتروموتور است که بر روی فن دک نصب میگردد تا ایمنی پرسنل تعمیر و نگهداری هنگام کار بر روی قطعات الکتریکی و مکانیکی تضمین شود.
این قطعه بر روی فن دک نصب میگردد تا در شرایط تاریکی، قابلیت دید فن، موتور و گیربکس هنگام تعمیرات وجود داشته باشد.
از اینورتر جهت کنترل دور فن بر اساس دمای آب سرد خروجی از برج خنک کن استفاده میشود. در صورت استفاده از اینورتر، به الکتروموتور با ۱۰ درصد توان مصرفی بالاتر نیاز پیدا خواهیم کرد. اینورترهای مورد استفاده، ویژه فن برج خنک کن بوده و نیازی به کنترلر جداگانه ندارند.
برای اندازهگیری دمای آب سرد خروجی و یا گرم ورودی برج خنک کن و ارسال فرمان به اینورتر، هیتر و یا PLC (کنترلر هوشمند)، از سنسور دما به جای ترموستات استفاده میگردد.
ترموستات تک مرحلهای جهت فرمان خاموش-روشن فن بر اساس دمای آب سرد خروجی از برج خنک کن به کار میرود. در صورت دوسرعته بودن موتور، ترموستات دو مرحلهای جهت فرمان خاموش، دور کند یا دور تند فن، بر اساس دمای آب سرد خروجی از برج خنک کن فرمان میدهد.
این ترموستات تک مرحلهای جهت فرمان خاموش-روشن هیتر حوضچه، بر اساس دمای آب درون حوضچه برج خنک کن بهره برده میشود.
این پنل شامل PLC برنامهریزی شده هوشمند با صفحه نمایش لمسی است که جهت کنترل کامل سیستم دمایی، هیترها، سنسورها و سایر تجهیزات کنترلی استفاده میشود.
این قطعه بر روی موتور برج خنک کن نصب میشود و در صورتی که ارتعاش فن از حد مجاز عبور کند، به تابلوی برق فرمان خاموش شدن صادر میکند.
این سیستم جهت اندازهگیری لحظهای و پایش مداوم ارتعاشات غیرمجاز در قطعات ماشینری برج خنک کن شامل فن، موتور و گیربکس به کار میرود. در صورت عبور ارتعاش از حد مجاز، کنترلر به تابلوی برق فرمان خاموش شدن اضطراری را صادر میکند تا از آسیب جدی به تجهیزات جلوگیری نماید.
این سنسور دقیق جهت اندازهگیری و نظارت مستمر بر دمای روغن گیربکس هنگام کارکرد نصب میشود. کنترل دمای روغن برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد (Overheating) و تضمین طول عمر گیربکس، امری حیاتی است.
این نشانگر جهت اندازهگیری و کنترل دقیق سطح روغن درون گیربکس استفاده میگردد. حفظ سطح صحیح روغن برای روانکاری مناسب و جلوگیری از سایش قطعات گیربکس ضروری است.
برای کنترل دمای الکتروموتور و قابلیت گرفتن فرمان خاموش شدن به هنگام گرمای بیش از حد، از مقاومت PTC استفاده میشود.
این هیتر بر روی سیمپیچی موتور نصب میگردد تا در شرایط زمستان، از کندانس شدن و نشستن بخارات درون موتور جلوگیری کند.
این تابلو برق با بدنه فلزی، شامل مدار فرمان کلیه تجهیزات کنترلی است و محل نصب تجهیزات جانبی مربوطه را در خود جای میدهد.
این سیستم جهت اندازهگیری و کنترل TDS (کل جامدات محلول) آب گردشی بوده و به شیر تخلیه برج خنک کن فرمان میدهد تا عملیات Blow Down خودکار را انجام دهد.
این سوئیچ در داخل حوضچه آب سرد برج خنک کن نصب میشود. با تعریف حد حداقل و حداکثر سطح آب، سوئیچ فرمان باز و بسته شدن شیر برقی آب جبرانی (Make-up) را صادر میکند تا سطح آب همواره در محدوده مجاز حفظ شود.
این پکیج شامل تجهیزات پیشرفتهای مانند دستگاه RO (اسمز معکوس) جهت تأمین آب جبرانی، فیلتر دیسکی و فیلتر شنی، جداکننده سیکلونی، انواع سختیگیر، چربیگیر و پمپها و اتصالات مربوطه است.
شیر برقی On/Off است که با توجه به استفاده از قطعات کنترلی مربوطه، جهت کنترل خودکار آب جبرانی (Make-up) و یا تخلیه (Blow Down) برج خنک کن به کار میرود.
این عملیات شامل اجرای خدمات عمرانی مورد نیاز پروژه، نظیر آجرچینی، آمادهسازی فونداسیون، نصب شاسی فلزی، اجرای حوضچه بتونی و نقاشی سازه میگردد.
نصب نهایی برج خنک کن بر روی فونداسیون و شاسی آماده شده انجام میشود.
فرآیند لولهکشی و اتصال کامل لولههای آب گرم، آب سرد، آب جبرانی (Make-up)، سرریز و تخلیه به برج خنک کن اجرا میگردد.
تهیه پمپهای اصلی و سایر اتصالات شیر و لولهای مورد نیاز سیستم خنککاری فراهم میشود.
کابلکشی و نصب قطعات الکتریکی، شامل موتورها و سنسورها در محل پروژه صورت میپذیرد.
تست و راهاندازی سیستمهای کنترلی هوشمند و تابلو برق در محل پروژه انجام میشود.
برای کنترل دمای الکتروموتور و قابلیت گرفتن فرمان خاموش شدن به هنگام گرمای بیش از حد، از مقاومت PTC استفاده میشود.
تحویل نهایی برج خنک کن پس از انجام تستهای عملکردی سیستم در محل پروژه و تأیید کارایی، صورت میگیرد.
| Model/Design | Nominal TR | Total Length (mm) | Total Width (mm) | Total Height (mm) | Inlet Flange | Outlet Flange | Motor Power (kW) | Fan Diameter (mm) | Speed Reduction | Empty Weight (kg) | Operating Weight (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CM-050/A-Z | 10 | 880 | 880 | 2290 | 1 x DN 40 | 1 x DN 40 | 0.25 | 700 | Motor | 55 | 110 |
| CM-050/B-Z | 12 | 880 | 880 | 2290 | 1 x DN 40 | 1 x DN 40 | 0.37 | 700 | Motor | 60 | 120 |
| CM-050/C-Z | 15 | 880 | 880 | 2290 | 1 x DN 40 | 1 x DN 40 | 0.37 | 700 | Motor | 65 | 130 |
| CM-085S/D-Z | 20 | 1120 | 1120 | 2340 | 1 x DN 80 | 1 x DN 65 | 0.37 | 700 | Motor | 90 | 200 |
| CM-085S/E-Z | 25 | 1120 | 1120 | 2340 | 1 x DN 80 | 1 x DN 65 | 0.55 | 700 | Motor | 100 | 220 |
| CM-085S/B-Z | 30 | 1120 | 1120 | 2340 | 1 x DN 80 | 1 x DN 65 | 0.55 | 700 | Motor | 120 | 245 |
| CM-085/C-Z | 35 | 1120 | 1120 | 2640 | 1 x DN 80 | 1 x DN 65 | 0.75 | 700 | Motor | 130 | 270 |
| CM-150S/A-Z | 45 | 1420 | 1420 | 2890 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 0.75 | 900 | Motor | 220 | 510 |
| CM-150S/D-Z | 50 | 1420 | 1420 | 2890 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.1 | 900 | Motor | 240 | 550 |
| CM-150S/B-Z | 65 | 1420 | 1420 | 2890 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.1 | 900 | Motor | 260 | 590 |
| CM-150/ZY | 70 | 1420 | 1420 | 3270 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.5 | 900 | Motor | 300 | 660 |
| CM-250S/A-Z | 85 | 1780 | 1780 | 3170 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.5 | 1100 | Motor | 310 | 1000 |
| CM-250S/D-Z | 100 | 1780 | 1780 | 3170 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.5 | 1100 | Motor | 330 | 1100 |
| CM-250S/B-Z | 110 | 1780 | 1780 | 3170 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 1.5 | 1100 | Motor | 360 | 1200 |
| CM-250/A-Z | 120 | 1780 | 1780 | 3410 | 1 x DN 100 | 1 x DN 100 | 2.2 | 1100 | Motor | 430 | 1400 |
| CM-330/D-Z | 120 | 2020 | 2020 | 3480 | 2 x DN 100 | 2 x DN 100 | 2.2 | 1200 | Motor | 590 | 1400 |
| CM-330/E-Z | 130 | 2020 | 2020 | 3480 | 2 x DN 100 | 2 x DN 100 | 2.2 | 1200 | Motor | 625 | 1440 |
| CM-330/B-Z | 150 | 2020 | 2020 | 3480 | 2 x DN 100 | 2 x DN 100 | 2.2 | 1200 | Motor | 650 | 1500 |
| CM-500/A-Z | 165 | 2020 | 2020 | 3480 | 2 x DN 100 | 2 x DN 100 | 3 | 1200 | Motor | 680 | 1600 |
| CM-500/C-Z | 180 | 2430 | 2430 | 4010 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 3 | 1600 | Motor | 850 | 2700 |
| CM-500/B-Z | 230 | 2430 | 2430 | 4010 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 4 | 1600 | Motor | 890 | 2900 |
| CM-500/E-Z | 250 | 2430 | 2430 | 4010 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 4 | 1600 | Motor | 920 | 3000 |
| CM-500/C-Z | 250 | 2430 | 2430 | 4010 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 5.5 | 1600 | Motor | 1000 | 3200 |
| CM-720/D-Z | 260 | 3430 | 3430 | 4230 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 5.5 | 1800 | Gear/Motor | 1400 | 4600 |
| CM-720/B-Z | 300 | 3430 | 3430 | 4230 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 7.5 | 1800 | Gear/Motor | 1450 | 4700 |
| CM-720/C-Z | 350 | 3430 | 3430 | 4230 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 7.5 | 1800 | Gear/Motor | 1500 | 4800 |
| CM-720/E-Z | 380 | 3430 | 3430 | 4230 | 2 x DN 100 | 2 x DN 150 | 11 | 1800 | Gear/Motor | 1600 | 5000 |
| CM-1000/A-Z | 350 | 3430 | 3430 | 4530 | 3 x DN 100 | 2 x DN 150 | 5.5 | 1800 | Gear/Motor | 1600 | 5600 |
| CM-1000/D-Z | 400 | 3430 | 3430 | 4530 | 3 x DN 100 | 2 x DN 150 | 7.5 | 1800 | Gear/Motor | 1700 | 5800 |
| CM-1000/B-Z | 450 | 3430 | 3430 | 4530 | 3 x DN 100 | 2 x DN 150 | 7.5 | 1800 | Gear/Motor | 1800 | 6000 |
| CM-1000/C-Z | 500 | 3430 | 3430 | 4530 | 3 x DN 100 | 2 x DN 150 | 11 | 1800 | Gear/Motor | 1900 | 6200 |
| CM-1000/E-Z | 560 | 3430 | 3430 | 4850 | 3 x DN 100 | 2 x DN 150 | 11 | 2200 | Gear | 2000 | 6400 |
| CM-1400S/D-ZY | 560 | 4580 | 3430 | 4850 | 4 x DN 100 | 3 x DN 150 | 7.5 | 2200 | Gear | 2300 | 8500 |
| CM-1400/D-ZY | 580 | 4580 | 3430 | 4850 | 4 x DN 100 | 3 x DN 150 | 11 | 2200 | Gear | 2400 | 8700 |
| CM-1400/B-Z | 600 | 4580 | 3430 | 4850 | 4 x DN 100 | 3 x DN 150 | 11 | 2200 | Gear | 2500 | 8800 |
| CM-1400/C-ZY | 650 | 4580 | 3430 | 4850 | 4 x DN 100 | 3 x DN 150 | 15 | 2200 | Gear | 2600 | 9000 |
| CM-1900/D-ZY | 700 | 4580 | 4580 | 4840 | 4 x DN 100 | 2 x DN 150 | 15 | 2750 | Gear | 3500 | 11800 |
| CM-1900/A-Z | 750 | 4580 | 4580 | 4840 | 4 x DN 100 | 2 x DN 150 | 15 | 2750 | Gear | 3650 | 12100 |
| CM-1900/C-ZY | 800 | 4580 | 4580 | 4840 | 4 x DN 100 | 2 x DN 150 | 18.5 | 2750 | Gear | 3800 | 12300 |
| CM-1900/E-Z | 850 | 4580 | 4580 | 4840 | 4 x DN 100 | 2 x DN 150 | 22 | 2750 | Gear | 3900 | 12500 |