کاربرد برج خنک کننده در بیمارستان

به گزارش بازار، در صنعت تهویه یکی از مسائل و مباحثی که شاید بسیار مهم باشد انتخاب دستگاه بابت پروژه های بیمارستانی است، به گونه ای که شاید دور از انتظار نباشد که ساختمان یک بیمارستان بدلیل مسائل مختلف که به آن اشاره می گردد بسیار از ساختمان (ابنیه و تاسیسات) تجاری و اداری و مسکونی و رفاهی و .... مهم تر است.

برج خنک کننده بیمارستان، معمولاً با بدنه ‌ای به رنگ سفید و از جنس کامپوزیت فایبرگلس (فایبرگلاس) ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرند. میزان حجم آبی که برج خنک کننده یا کولینگ تاور قادر است تولید نماید، بیان کننده میزان ظرفیت این سیستم تهویه و برودتی شمرده می شود که از ۱۰۰ تن تبرید تا ۱۰۰۰ تن تبرید قابل تغییر است. با شرح دو سوال کلیدی به ادامه این مقاله خواهیم پرداخت تا بتوانیم با پاسخگویی به سوالات مطرح شده، در روند پیشبرد هدف اصلی این مطلب بپردازیم.

همان طور که در مقالات پیش از این اشاره شده است و بارها در نشریه های متعدد در سطح کشور مورد بررسی قرار گرفته، همیشه در بحث تهویه و تبرید این نکته حائز اهمیت می باشد که این سیستم ها در چه نوع کاربری هایی مورد استفاده قرار می گیرند. مثلاً برای پروژه های مسکونی، سیستم تهویه مطبوع به صورتی انتخاب و مورد بررسی قرار می گیرد و در پروژه ای اداری یا تجاری به گونه ای دیگر مورد بررسی و انتخاب دستگاه صورت می پذیرد، پس این نکته بسیار مهم و قابل توجه است. 

در صنعت تهویه یکی از مسائل و مباحثی که شاید بسیار مهم باشد انتخاب دستگاه بابت پروژه های بیمارستانی است، به گونه ای که شاید دور از انتظار نباشد که ساختمان یک بیمارستان بدلیل مسائل مختلف که به آن اشاره می گردد بسیار از ساختمان (ابنیه و تاسیسات) تجاری و اداری و مسکونی و رفاهی و .... مهم تر است. زیرا تفاوت هایی را دارد که در تمامی بخش های یک سیستم تاثیر مستقیم می گذارد.

سیستم تهویه در ساختمان های بیمارستانی

در یک پروژه بیمارستانی این موضوع که همیشه به سرما، گرما، هوای تازه و تهویه هوا نیاز داریم، بسیار مهم است. به گونه ای که مهندسین محترم که در زمینه ساخت پروژه های بیمارستانی در حال فعالیت می باشند، تخصص و کارشناسی متفاوت خواهند داشت. برای اینکه بیشتر با مبحث سیستم های تهویه بیمارستانی و بخصوص برج های خنک کننده بیمارستانی آشنا شویم به این  نکته که در بالا نیز به آن اشاره شد به صورت تفکیکی می پردازیم.

نیاز به سرما، گرما، هوای تازه و تهویه

• سرما

جالب این است که بدانیم در پروژه های بیمارستانی همیشه سرمایش در کلیه ۴ فصل سال و ۱۲ ماه نیاز است برای درک این موضوع به صورت جزئی اشاره می کنم که ممکن است در یک اتاق از یک پروژه بیمارستانی دمای سیستم تهویه ۱۸ درجه سانتیگراد و در اتاق دیگر دمای سیستم ۳۰ درجه باشد که این خود به تنهایی پیچیده بودن کار مهندسین انتخاب شده در این زمینه را نشان می دهد.

• گرما

زمانی که صحبت از گرما در سیستم های تهویه بیمارستانی می گردد، ناخوداگاه مسئله بوی نامطبوع نیز به فکر می رسد. پس این نکته که تهویه و جابجایی همیشگی هوا در ساختمان نیاز است، بسیار مهم و قابل تامل می باشد. گرما نیز در این نوع تهویه دقیقاً مثل نیاز به سرمایش در جایگاه های مختلف و اتاق های متفاوت مورد نیاز است.

• هوای تازه

هوای تازه یعنی این موضوع که شما همیشه درصدی تعریف شده از تمامی گازهای مفید موجود در هوا را با مخلوط اکسیژن در جو هوا استشمام کنید. به صورتی که همزمان با احساس آرامش در محیط (چه پروژهای خاص و چه پروژه های معمولی تر) نیاز به جبران اکسیژن در مکان های آلوده می باشد، پس هوای تازه یا (Fresh Air) نیاز کاملاً جدا ناشدنی در سیستم به خصوص در پروژه های بیمارستانی است.

• تهویه

تهویه در تعریف کلی به این معنی می باشد که شما همزمان با تولید سرما و یا کاهش دما و همپنین تولید گرما یا افزایش دما، بتوانید هوای تازه (بدون جابجایی در محیط) را وارد مجموعه کرده و از کل حجم موجود کاسته نگردد. پس این موضوع تهویه بسیار مهم است، به صورتی که اگر در انتخاب دستگاه های تهویه و تبرید بیمارستانی درست و اصولی مهندسی گردد، بسیار در مصرف برق (سیستم های تراکمی) و گاز (دیگ یا بویلر و چیلر جذبی) صرفه جویی می شود.

کولینگ تاور بیمارستان

چیلر به عنوان دستگاهی که قلب تاسیسات را (به عنوان تامین سرمایش یا گرمایش {جذبی}) به جریان می اندازد، در انواع مختلف انتخاب می شود که خود این دستگاه با توجه به خنک کاری های ویژه نیاز به برج خنک کننده (کولینگ تاور) خواهد داشت. اما همان طور که در بالا اشاره شد، ساختمان بیمارستانی کاملاً متفاوت است، زیرا هوارسان / ایرواشر / هواسازهای مستقل / داکت های هوا رسان در راهروهای اصلی و کوریدورها (Corridor)، جزو یک سیستم حساب می شوند و بابت برآورد ظرفیت، باید تمامی این بخش ها در محاسبات در نظر گرفته شوند، اما در ساختمان های مسکونی در اکثر مواقع نیاز به ایر واشر نیست و حتی در انتخاب هواساز نیز خیلی مسئله مهمی تلقی نمی شود.

بابت انتخاب برج خنک کننده در پروژه اداری باید ظرفیت مواردی مثل چیلر، هواساز، داکت های کوریدور و... در نظر گرفته شود. اما این نکته که تامین هوای تازه مخصوصاً در مناطق خشک (برای تعیین میزان آبرسانی) در سیستم چه ضریبی خواهد داشت، در انتخاب برج خنک کننده بی تاثیر نیست. اگر یک ساختمان بیمارستانی به مساحت تقریبی ۲۰.۰۰۰ مترمربع نیاز به یک دستگاه چیلر (۸۰۰ تن تبرید)، داشته باشد انتخاب تک تک فن کویل ها در اتاق های بیماران، باید تعیین ظرفیت شوند. اما در میان مهندسان محترم این تفاوت عقیده وجود دارد که انتخاب فن کویل مهم تر است یا انتخاب چیلر؟ به این ترتیب به ازای هر ۳۰۰ متر مکعب هوای گردشی CFM، نیاز به ۱۲۰۰۰ واحد سرما در سیستم انگلیسی می باشد؛ یعنی برای انتخاب همان چیلر که در بالا گفته شد نیاز به ۲۴۰.۰۰۰ CFM است. اما اگر قرار بر آن باشد که شما هوای تازه را به صورت کامل داشته باشید، ظرفیت هواساز افزایش و تواماً نیز ظرفیت چیلر افزایش می یابد، برج خنک کننده (کولینگ تاور) در ساختمان های بیمارستانی بیشتر مواقع به صورت برج خنک کننده مدار باز و برج خنک کننده طرح های ابارایی انتخاب می گردد، زیرا حجم آب مورد نیاز در این سیستم بسیار بیشتر از ساختمان های مسکونی و اداری است و شاید از این حجم آب خنک شده با لوله کشی های خاصی در مصارف خشکشویی بیمارستانی، آشپزخانه بیمارستان و جاهای مختلف استفاده کرد. البته این نوع انتخاب بسته به اعمال نظر مشاور تاسیسات پروژه دارد.

روش کار برج خنک کننده بیمارستان

برج خنک کننده بیمارستان یک سیستم است که برای خنک کردن آب استفاده می شود و در بیمارستان ها برای خنک کردن آبی که برای استفاده در سیستم تهویه مطبوع، سیستم تهویه مطبوع، سیستم تهویه مطبوع و سایر نیازهای ساختمانی استفاده می شود. در ادامه روش کار برج خنک کن بیمارستان توضیح داده می شود.

• جریان آب

ابتدا، آب از منبع خنک کننده (مانند چاه یا رودخانه) جمع آوری می شود و به برج خنک کننده منتقل می شود. این آب به وسیله یک پمپ به بالا می رود و از طریق لوله هایی که در داخل برج قرار دارند، به بالا می رود.

• تماس با هوا

آب به بالای برج رسیده و از بالای برج به صورت متراکم به پایین سقوط می کند. در همین حین، هوا از طریق برج به طور متعادل پخش می شود. این عمل باعث تبادل حرارت بین آب و هوا می شود و حرارت از آب به هوا منتقل می شود.

• تبخیر

هنگامی که آب به پایین سقوط می کند، بخار آب به دست می آید و به هوا تبخیر می شود. این تبخیر باعث خنک شدن آب می شود و آب خنک شده به سیستم تهویه مطبوع یا سیستم های دیگر منتقل می شود.

• بازگشت آب خنک شده

آب خنک شده به برج بازگشت داده می شود و به سیکل برگشتی می پیوندد. این عملیات تا زمانی که حرارت مورد نیاز برای خنک کردن آب تامین شود ادامه می یابد.

• صرفه جویی در مصرف آب

برج خنک کننده بیمارستان می تواند به طور موثری مصرف آب را کاهش دهد. زیرا آبی که برای خنک کردن استفاده می شود، به طور مداوم در سیکل تبخیر و بازگشت به برج استفاده می شود و نیاز به مصرف آب تا حد زیادی کاهش می یابد.

با استفاده از روش کار برج خنک کننده بیمارستان، می توان به طور موثری آب را خنک کرد و مصرف آب را کاهش داد. این روش به عنوان یک راه حل پایدار برای خنک کردن آب در بیمارستان ها استفاده می شود و به کاهش هزینه های انرژی و محیط زیست کمک می کند.

انواع برج خنک کننده بیمارستان

• برج خنک کن مکعبی کانترفلو

برج خنک کننده مدل مکعبی (Cubic cooling tower)، پر کاربردترین نوع برج های خنک کننده بکار رفته در خنک‌ کاری تجهیزات تهویه مطبوع مرکزی بسیار آپارتمان ها است. آپارتمان ‌های بزرگ، آسمان خراش ‌ها، ادارات بزرگ و کوچک و بانک ‌ها و بیمارستان ‌ها مهمترین مصرف کنندگان کولینگ تاور مکعبی جریان مخالف یا کانترفلو می ‌باشند. سیستم پاشش آب در این تیپ به صورت ثابت و تحت فشار بوده و دارای تعداد ۴ دریچه هوا در هر چهار طرف دستگاه می ‌باشد.

• برج خنک کن مخروطی کانترفلو

این تیپ خنک کننده دارای بدنه ای فایبرگلاس به شکل یک استوانه با ارتفاع کم و قطر بالا بوده که وابسته به ظرفیت آن دارای ابعاد مختلفی است. برج های خنک کن مخروطی یا مدور امروزه در بسیاری از پشت بام بیمارستان ها دیده می شود.

• برج خنک کن مستطیلی کراس فلو

این مدل از کولینگ تاور بیشتر توسط برندهای خارجی از کشورهای ژاپن، چین و آمریکا در داخل کشور تهیه می شوند. این تیپ به دلیل عملکرد خاصی که دارند در مناطق شرجی کشور از جمله در مناطق شمالی و جنوبی کشور کاربرد فراوانی پیدا کرده است. برج خنک کننده EBARA و شینوای چین از برترین برندهای معتبر تولید نوع کراس فلو یا جریان متقاطع محسوب می ‌شوند. دریچه های مکش هوا در این تیپ خنک کننده آب در دو طرف دستگاه قابل مشاهده است.

• برج خنک کن مدار بسته هیبریدی

جدیدترین نسل از انواع کولینگ تاور، نوع هیبریدی می باشد که هیچ گونه رسوب گرفتگی در مدار کندانسور چیلر ایجاد نمی کند. علاوه بر موضوع بیان شده، برج خنک کننده هیبریدی مصرف آب چندانی نداشته و در مناطقی که آب و هوای خشکی داشته و تامین آب برایشان دشوار باشد کاربرد بسیاری دارد.

بسیاری از بیمارستان های کشور در مناطق خشک و بدون آب قرار گرفته اند که در این نقاط در گذشته از چیلرهای هواخنک استفاده می شده است. اما امروزه با ابداع و ساخت برج های خنک کن هیبریدی، بیمارستان های این مناطق نیز قادر هستند تا با استفاده از چیلرهای آبی قدم بزرگی را از بابت کاهش هزینه های خرید دستگاه های سیستم سرمایشی بردارند.

مکان نصب برج خنک کننده بیمارستان

محل نصب برج خنک کننده در بیمارستان بالاترین نقطه (Roof To) می باشد و همیشه نیز به دلیل عدم انتقال لرزش و صدا به اسکلت اصلی، شاسی های بزرگ با سایلنسرهای فنری یا لاستیکی استفاده می گردد که این موضوع نیاز به طراحی های خاص دارد که در مقایسه با دیگر ساختمان ها متفاوت است. مثلاً در همان محل نصب برج های خنک کننده، شاید چندین هواساز بزرگ و کوچک به صورت یک زون یا چند زون و هم چنین اتاق های ایر واشرهای کوچک و بزرگ نصب گردد که این تداخل فضایی باید با در نظر گرفته شود. هیچ گاه نباید مسیر مکش (Charge) یا ساکشن هواساز با نصب دستگاه دیگری مسدود گردد. همچنین باید توجه کرد که نباید پروژه در محل نصب برج به صورتی طراحی گردد که فضاهای بدون استفاده و از بین رفته زیادی به وجود آید.

به طور خلاصه مکان نصب برج خنک کننده همواره باید در تماس با میزان هوای زیادی باشد تا بتواند با تماس هوا با آب گرم برگشتی کندانسور چیلر آن را خنک نماید. محیط پشت بام یا پارکینگ در بیمارستان بهترین مکانی است که جهت طراحی جانمایی کولینگ تاور در نظر گرفته می‌ شود و امروزه در اکثر بیمارستان های بخش خصوصی یا دولتی کشور این روش نصب مشاهده می گردد.

مکان نصب علاوه بر قرارگیری در فضای باز و آزاد جهت مکش هوا، نیازمند به رعایت فواصل مشخص شده از سایر دیوارهای احاطه کننده برج است. میزان استاندارد فاصله برج خنک کننده بیمارستان از سایر دستگاه ‌ها، باید حداقل به اندازه ۸۰ سانتی متر ‌باشد. البته عدد اعلام شده حدودی می باشد و وابسته به اندازه و ابعاد برج خنک کن، متفاوت خواهد بود و برج های کوچک غالباً فواصل کمتری را از دیوارهای دیگر و یا ماشین آلات نیازمند هستند.

محاسبه ظرفیت برج خنک کننده بیمارستان

برای محاسبه ظرفیت برج خنک کن بیمارستان، باید به این نکته توجه نمود که که توان برودتی این نوع کولینگ تاور بر اساس ظرفیت کمپرسورهای چیلر محاسبه می شود. در واقع به ازای هر ۱۰۰ تن تبرید چیلر تراکمی آب ۱۲۵ تن تبرید برج خنک کننده در سیستم سرمایشی موتورخانه بیمارستان طراحی می ‌کنند. به عبارت دیگر، ۲۵ درصد علاوه بر ظرفیت چیلرهای تراکمی و یا جذبی امروزه ظرفیت برج خنک کن فایبرگلاس را در نظر می‌گیرند. در یک حالت دیگر برای محاسبه ظرفیت برودتی کولینگ تاور به ازای هر ۳.۵ جی پی ام یا گالن بر دقیقه معادل یک تن تبرید برج خنک کن طراحی می‌ کنند.

تفاوت برج های خنک کننده بیمارستانی با دیگر ابنیه

یکی از مهمترین تفاوت های این نوع ساختمان های خاص بابت طراحی برج، این موضوع است که برج های خنک کننده بیمارستانی قطعاً باید با بیشترین گام در انتخاب پکینگ های آن انتخاب گردد. همچنین پیشرفته ترین سختی گیرهای موجود در بازار در مسیر ورودی به برج تعبیه گردد.

یکی دیگر از مسائل مهمی که در انتخاب برج خنک کننده بیمارستانی باید مورد توجه قرار بگیرد، لوله کشی های برج خنک کننده ویژه با کمترین تلفات دمایی می باشد؛ اما خیلی از مسائل مشترک نیز در انتخاب برج های ساختمان های مختلف می باشد که خیلی تفاوت ایجاد نمی کند. برای مثال ظرفیت متناسب با چیلر و هواساز و همچنین انتخاب نوع برج خنک کننده کاملا یکسان است که تنها تفاوت این موضوع، نوع سیستم و دستگاه های انتخاب شده است،  تنها مشکلی که گاهی در موارد مختلف پیش می آید نداشتن فضای کافی در پشت بام ساختمان است که گاهی بسته به نقشه و پلن تاسیسات و ابنیه در محوطه های دیگری انتخاب می گردد. اما همیشه باید فشار ستونی آب بین چیلر و هواساز و برج خنک کننده حفظ گردد که پرتاب آب از پمپ یا هد پمپ برج خنک کننده (HEAD PUMP)، بیشترین راندمان را داشته باشد. چیلر اگر جذبی یا تراکمی باشد، ظرفیت برج خنک کننده متفاوت است، اما هیچ تاثیری در سرمایش و گرمایش و هوای تازه در دستگاه هواساز ندارد که کاملاً بستگی  به ناظر تاسیساتی دارد.

تولید و ساخت برج خنک کننده بیمارستانی

یکی از تفاوت هایی که در اکثر برج های خنک کننده (کولینگ تاور) بیمارستانی با دیگر ساختمان ها وجود دارد، متریال یا جنس برج خنک کننده است. به این معنی که در پروژه های قدیمی تر که هنوز علم تاسیسات با علم شیمی در تولید مواد خاص بدنه همسو نشده بودند، همیشه کولینگ تاور از جنس استنلس استیل یا همان فولاد زنگ نزن ساخته می شد. حتی هنوز هم بسیاری بر این عقیده هستند که این نوع متریال بسیار از نوع پلی وینیل یا پروپیلن مقاوم تر است و همچنیان در طول زمان دچار خرابی های کمتری می گردد. اما در ظرفیت های بیشتر، بدلیل بالا بودن قیمت ورق و آلیاژ، این نوع از برج های خنک کننده بسیار کاربرد نخواهد داشت و از شکل های مدور و معکبی که اشکال روتین در پروژه های مختلف است استفاده می گردد که در این موضوع نیست جنس ورق فلزی قابلیت ساخت نخواهد داشت. پس چه از نظر قیمتی و چه از نظر نوع کاربری (مسکونی، تجاری، اداری، بیمارستانی و...) تفاوت ها و شباهت هایی خواهند داشت که به آن اشاره شد.

قیمت برج خنک کننده بیمارستانی

خیلی از مواقع، قیمت در نوع دستگاه بسته به عواملی دارد که بدون در نظر گرفتن سود شرکت سازنده، مبلغ نهایی را تعیین می کند. برای مثال ممکن است یک شرکت سازنده و تولید کننده برج خنک کننده بیمارستان، از متریال درجه یک یا درجه دو استفاده کند و حتی در ساختار اصلی برج که خیلی از مواقع قابل تشخیص برای خریدار محترم نیست، مواد درجه یک یا دو استفاده کند، بنابراین موضوع قیمتی بسیار بستگی به این موارد دارد:

• تخصص شرکت یا کارخانه تولیدی در زمینه تولید یا مونتاژ برج خنک کننده
• سابقه شرکت در تولید؛ برای مثال بسیاری از کارخانه های فعال در ایران فقط به صورت تخصصی چیلرهای تراکمی تولید می کنند و یا به صورت ویژه در تولید چیلرهای اتاق های سرور یا سردخانه های بزرگ تخصص دارند. اینکه چه شرکتی به صورت تخصصی چه دستگاهی تولید می کند، بسیار در قیمت و کیفیت محصول نهایی تاثیرگذار است.
• رزومه شرکت نیز از موارد بسیار مهم است؛ مثلاً ممکن است یک شرکت همیشه در ساخت برج های خنک کننده مدور و طرح ابارا موفق بوده باشد، اما در تولید یک سیستم جدید (مدار بسته یا Close Circuit) سابقه کمتری داشته باشد، پس اینکه شرکتی تخصصی چه محصولی تولید می کند، بسیار مهم است.
• تضمین سود شرکت از محصول نهایی، بری مثال ممکن است یک شرکت دارای سبد کالایی بزرگی باشد (مثلاً تولید ۱۰ محصول) یا شرکتی دارای سبد کالایی کوچکی باشد (مثلاً ۴ محصول). پس این موضوع که سود از محصول نهایی برای شرکت چقدر در ابقای آن مجموعه مهم است، بسته به نوع محصول (کیفیت + قیمت) خواهد داشت.

سخن آخر

در این مقاله در مورد کاربرد برج های خنک کننده در بیمارستان پرداخته شد. با امید به اینکه مطالب مفیدی را در این باره خدمت شما ارائه کرده باشیم. شما می توانید برای مشاوره و سفارش برج خنک کننده بیمارستانی با ظرفیت های مختلف و همچنین اطلاع از قیمت به روز این محصول، با شرکت سازنده برج های خنک کننده معتبر تماس حاصل فرمایید.