مزایا و معایب فناوری های انتقال نیرو در برج خنک کننده

برج های خنک کننده می توانند از چندین فناوری انتقال نیرو استفاده کنند، از جمله درایو دنده، درایو تسمه، درایو مستقیم و درایو با جابجایی الکترونیکی (EC). هر کدام از این فن آوری ها دارای مزایا و معایبی هستند. انتخاب فناوری مناسب انتفال نیرو، تعادل مناسبی را بین هزینه اولیه در مقابل هزینه های عملیاتی ایجاد خواهد کرد. در این مقاله قصد داریم تا در مورد مزایا و معایب هر یک از فناوری های انتقال نیرو در برج خنک کننده توضیح دهیم.

مزیت ها و معایب تکنولوژی های انتقال نیرو در کولینگ تاورها

• درایوهای دنده: هزینه های اولیه متوسط، هزینه های عملیاتی در طول عمر پایین

درایو دنده، که برای چندین دهه برای انتقال نیرو مورد استفاده قرار گرفته است، متکی به چرخ دنده داخلی است که برای انتقال نیرو مشبک می شود.

در یک برنامه برج خنک کننده، یک درایو دنده قدرت سرعت بالا را از موتور به سرعت کمتر مورد نیاز برای تغذیه فن کولینگ تاور کاهش می دهد. موتور القایی نسبتاً کوچک است، زیرا گیربکس، گشتاور را چند برابر می کند.

درایوهای دنده در تمام سطوح قدرت برج خنک کننده موثر هستند. پوسته‌ های ضخیم و ریخته‌گری شده آنها که دندانه‌ های دنده و حمام روغن را در خود جای می‌ دهند، می ‌توانند در برابر گرما و رطوبت بالا در داخل برج خنک ‌کننده مقاومت کنند. گیربکس ها برای غلبه بر اصطکاک اجزای داخلی و ویسکوزیته روغن نیاز به نیروی اضافی «بدون بار» دارند. راندمان خالص گیربکس در هر کاربرد متفاوت است، اما به طور کلی نزدیک به 96٪ است.

• درایوهای تسمه: هزینه اول کم، هزینه عملیاتی بالاتر

درایوهای تسمه حتی بیشتر از درایوهای دنده وجود داشته اند. آنها برای انتقال حرکت از یک شفت به شفت دیگر با کمک حلقه ای از مواد انعطاف پذیر یا تسمه استفاده می شوند که روی دو نوار (که قرقره نیز نامیده می شود) می گذرد تا محورهای دوار را به هم متصل کند. این فناوری انتقال صاف و مؤثر نیرو را بین شفت های برج خنک کننده حتی اگر در فاصله قابل توجهی قرار داشته باشند ارائه می دهد.

در برج خنک کننده، اندازه شفت ها سرعت را تعیین می کند. تسمه های اندازه های مختلف کاهش سرعت مورد نیاز را فراهم می کنند. کوچکترین فلکه به موتور وصل می شود، در حالی که فلکه فن بزرگتر به شفت فن متصل می شود. نسبت بین آن اندازه ها کاهش سرعت را اعلام می کند. تسمه ها مطابق با مشخصات و طول مورد نیاز شیارها قدرت را انتقال می دهند.

برخلاف چرخ دنده ها، درایوهای تسمه در معرض محیط گرم و مرطوب برج خنک کننده قرار دارند. هزینه اولیه یک درایو تسمه کم است، اما هزینه های نگهداری مداوم در طول زمان افزایش می یابد. قرقره ها و سایر اجزاء دچار خوردگی می شوند. کمربندها کشیده می شوند و کشش را از دست می دهند. با شروع کار با کارایی حدود 95 درصد، درایوهای تسمه می ‌توانند به پایین‌ ترین زمان 90 یا حتی پایین ‌تر با کشش و سایش تسمه کاهش پیدا کنند. تعمیر و نگهداری نیز شامل تعویض منظم تسمه و روغن کاری یاتاقان شفت فن چندین بار در سال است که به هزینه عملیاتی در طول عمر بیشتر کمک می کند.

• موتورهای درایو مستقیم: تعمیر و نگهداری کم، هزینه اولیه بالاتر

چندین گزینه درایو مستقیم وجود دارد که در آنها موتور به طور مستقیم فن برج خنک کننده را به حرکت در می آورد. موتور درایو مستقیم قابلیت اطمینان را با حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری ارائه می دهد. در یک گزینه معمول، درایو مستقیم از موتور آهنربای دائمی استفاده می کند. این یک نوع موتور الکتریکی با آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب است که در روتور گنجانده شده است. استفاده از این فناوری در دهه گذشته رشد کرده است و در حال حاضر به طور گسترده در وسایل نقلیه، هواپیماهای بدون سرنشین، کامپیوترها و کاربردهای متعدد دیگری که به موتورهای قدرتمند اما نسبتاً فشرده نیاز دارند، استفاده می شود.

یکی از معایب گزینه آهنربای دائم هزینه اولیه است – یک درایو مستقیم با موتور آهنربای دائم اغلب بالاترین هزینه در بین تمام گزینه های انتقال قدرت است. برای گشتاور مورد نیاز در کاربردهای برج خنک کننده، موتورهای آهنربای دائم به دلیل حذف درایو دنده، سنگین تر و بلندتر از موتورهای القایی استاندارد می شوند.

اطمینان از عملکرد ایمن یک نگرانی بالقوه است. در سایر گزینه ‌های انتقال نیرو، وقتی موتور قطع می‌ شود، برقی به آن نمی ‌رسد و در نتیجه، سرویس آن را ایمن می ‌سازد. موتور آهنربای دائمی می تواند برق تولید کند حتی زمانی که برق قطع می شود و به طور بالقوه موقعیت خطرناکی را ایجاد می کند. برای مثال، اگر باد، فن و شفت فن را بچرخاند، برق می‌تواند به جایی که تکنسین در حال کار بر روی تجهیزات است منتقل شود. یکی دیگر از نگرانی‌های ایمنی، میدان مغناطیسی تولید شده است که می‌تواند بر هر کسی که از ضربان‌ ساز در نزدیکی موتور کار می‌کند تأثیر بگذارد.

یک درایو مستقیم معمولاً کمترین هزینه تعمیر و نگهداری را در طول عمر خود دارد؛ زیرا نیازی به تعویض روغن نیست، هیچ مهر و موم روغنی که می تواند سایش داشته باشد و نیازی به تراز معمولی نیست. در این مورد، روغن کاری سالیانه توصیه می شود. یابد.

• موتور کموتاسیون الکترونیکی موتور، کنترل کننده و فن را ترکیب می کند

موتور کموتاسیون الکترونیکی با راندمان بالا (EC) یک فناوری جدیدتر است که یک موتور DC کوچک و یک کنترل کننده اینورتر / سرعت را در یک بسته ترکیب می کند. بخش روتور موتور معمولاً از آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب استفاده می کند و کنترل سرعت یکپارچه نیاز به VFD خارجی را از بین می برد. برای کاربردهای برج خنک کننده، فن، پوشش فن، و محافظ فن اغلب برای ارائه یک پکیج کامل درایو مکانیکی تعبیه شده اند. این یک چیدمان ساده و جمع و جور را فراهم می کند که به راحتی در کارخانه نصب می شود و در صورت نیاز در محل جایگزین می شود.

برج های خنک کننده ای که از موتورهای EC استفاده می کنند، معمولاً دارای ظرفیت و ردپای کمتری با حداکثر اندازه کاربرد 10 اسب بخار (اسب بخار) یا قطر فن یک متر هستند. در مقایسه با درایوهای تسمه و سایر موتورهای کم اسب بخار (کمتر از 5 اسب بخار)، موتورهای EC به طور مداوم کارآمدتر هستند. در کاربردهای با اسب بخار کوچک، موتور EC هیچ تلفات انتقال قدرتی را نشان نمی‌دهد، در حالی که سایر موتورها و محرک ‌های تسمه‌ای با اسب بخار پایین می ‌توانند از 5 تا 20 درصد تلفات انتقال نیرو را تجربه کنند.

از آنجایی که موتورهای EC از یاتاقان های مهر و موم شده استفاده می کنند، عملاً هیچ تعمیر و نگهداری وجود ندارد. استفاده از این فناوری برای برج های خنک کن جدید است و در حال حاضر تنها به فن هایی با قدرت کم و قطرهای کوچک کمک می کند.

سخن پایانی: انتخاب گزینه مناسب فناوری انتقال نیرو در برج خنک کننده

هنگام انتخاب از بین فناوری ‌های انتقال نیرو، انتخاب ‌کنندگان برج خنک ‌کننده، پیمانکاران و مالکان باید هزینه‌ ها را در کل چرخه عمر برج خنک‌ کننده ارزیابی کنند. عواملی مانند بهره وری انرژی، سهولت نگهداری، قابلیت اطمینان و عمر سرویس باید در برابر سرمایه گذاری اولیه، هزینه های نصب، پیچیدگی عملیاتی و اثرات زیست محیطی متعادل شوند.