ظروف الرطوبة والتركيب في المحرك الكهربائي لمروحة برج التبريد

برج التبريد مبادل حراري يبرّد مياه العمليات أو مياه مكثفات التكييف بجعلها تتلامس مع الهواء. والمروحة الموجودة أعلى البرج أو بجانبه تطرد الهواء الرطب الساخن باستمرار. لذلك يعمل المحرك الكهربائي الذي يدير مروحة البرج في واحدة من أكثر بيئات التشغيل رطوبة في الصناعة: إذ يمكن أن تجتمع قطرات الماء المتطايرة والتكثف والهواء الطلق والشمس والتجمد خلال عمر المحرك نفسه. نشرح في هذه المقالة بوضوح ما يجب مراعاته من حيث الرطوبة والتركيب عند اختيار محرك مروحة برج التبريد واستبداله، وما الذي يلبيه المحرك القياسي وما لا يلبيه.

ترتيبات دفع مروحة البرج: أين يقع المحرك؟

في أبراج التبريد يُنشأ الربط بين المروحة والمحرك بعدة أشكال مختلفة. وتعتمد كمية الرطوبة التي سيتعرض لها المحرك إلى حد كبير على هذا الترتيب.

• الدفع بمخفض سرعة (بعمود وسيط): في الأبراج الكبيرة تُوصَل المروحة بمخفض سرعة زاوي بطيء الدوران. ويقع المحرك غالبًا خارج مدخنة المروحة وينقل القدرة إلى مخفض السرعة بعمود وسيط طويل. والغاية من هذا الترتيب إبعاد المحرك عن تيار الهواء الرطب.
• الدفع بالسير والبكرة: في الأبراج المتوسطة الحجم يُوصَل المحرك بعمود المروحة بالسير. ويُوضع المحرك بجانب جسم البرج أو على منصة قريبة من منطقة دخول الهواء؛ وقد يتعرض حسب موضعه لرذاذ الماء مباشرة.
• الدفع المباشر بالاقتران: في الأبراج الصغيرة والمجمّعة تُركَّب مروحة الدفع مباشرة على عمود المحرك. ويعمل المحرك غالبًا في وضع رأسي، أسفل المروحة أو فوقها مباشرة، وداخل تيار الهواء الرطب.

إذا كان المحرك داخل تيار الهواء فإنه يُبرَّد باستمرار بهواء رطب ويكون خطر التكثف في أعلى مستوياته. وإذا كان خارج التيار فإنه لا يواجه سوى ظروف الهواء الطلق. سجّلوا قبل الاستبدال في أيّ من هذه الترتيبات الثلاثة يقع المحرك.

ماذا يلبي IP55 وماذا لا يلبي؟

جميع طرازاتنا المعروضة للبيع بدرجة حماية IP55. ومعرفة معنى هذه الدرجة بشكل صحيح تمنع التوقعات الخاطئة في برج التبريد.

• الرقم الأول (5): محمي من الغبار. فدخول الغبار لا يُمنع تمامًا، لكنه لا يدخل بكمية تُخل بعمل المحرك.
• الرقم الثاني (5): محمي من نفثات الماء منخفضة الضغط القادمة من كل اتجاه. ويدخل في هذا النطاق المطر والقطرات المتطايرة وتوجيه الخرطوم لفترة قصيرة.

والحالات التي لا يلبيها IP55 واضحة أيضًا:

• عمل المحرك باستمرار داخل ستارة الماء، أو الماء المتسرب من مانع الانجراف، أو بخار الماء الكثيف.
• ماء التكثف المتراكم داخل الهيكل. فدرجة IP تعرّف الحماية من الماء القادم من الخارج؛ ولا تمنع تبرّد الهواء داخل المحرك وتكثفه.
• غمر المحرك في الماء أو الغسيل بالضغط العالي.
• تأثير بخار الماء المضاف إليه مواد كيميائية أو البيئة المالحة أو الأجواء العدوانية على الطلاء والأسطح المعدنية.

لذلك فإن IP55 بداية كافية لكثير من أوضاع التركيب في البرج؛ لكنه قد لا يكفي وحده إذا كان المحرك داخل تيار الهواء الرطب مباشرة أو معرضًا للرذاذ باستمرار. والاحتياجات الإضافية مثل ثقب تصريف التكثف، أو السخان أثناء التوقف، أو حماية سطحية إضافية، أو درجة حماية أعلى، يُبلَّغ عنها عند الطلب وتُقيَّم ملاءمتها معًا. ولا يجب افتراض أنها جزء من الطراز القياسي.

التكثف: الخطر الصامت لمحرك البرج

تعمل مراوح الأبراج غالبًا بشكل متقطع: فعندما تنخفض حرارة الماء تتوقف المروحة، وعندما ترتفع تقلع من جديد. فيسخن المحرك أثناء التشغيل ويبرد عند التوقف. ويتكثف الهواء الرطب داخل الهيكل المتبرد، وتستقر قطرات الماء على الملفات والمحامل وصندوق الأطراف. وقد تُخفض هذه الدورة مقاومة العزل خلال أسابيع.

ممارسات تقلل التكثف

• خطّطوا وضع المحرك بحيث يتجمع ماء التكثف في أدنى نقطة. وفي التركيب الرأسي يجب مناقشة الغطاء الذي سيكون فيه التصريف عند الطلب.
• بعد التوقفات الطويلة، ولا سيما بعد فصل الشتاء، قيسوا مقاومة عزل الملفات قبل التشغيل الأول.
• افحصوا حشية غطاء صندوق الأطراف وجلبة الكابل في كل صيانة؛ وضعوا مدخل الكابل متجهًا إلى الأسفل حتى لا يسيل الماء على امتداد الكابل إلى الصندوق.
• إذا كانت المروحة ستتوقف طويلًا في أشهر الشتاء فقيّموا ما إذا كان يلزم إجراء يحافظ على جفاف المحرك، واذكروا هذه الحاجة في الطلب.

طريقة التركيب: الترتيبات الأفقية والرأسية

في الأبراج المزودة بمخفض سرعة أو بالسير يكون المحرك عادةً أفقيًا على الأرجل (B3)؛ ففي ترتيب السير يكون على مزلقة، وفي ترتيب مخفض السرعة يُوصَل بالعمود الوسيط بقارنة. أما في الأبراج المجمّعة ذات الاقتران المباشر فيعمل المحرك في وضع رأسي: إذا كانت المروحة فوق المحرك يتجه العمود إلى الأعلى، وإذا كانت أسفله يتجه العمود إلى الأسفل.

تُقدَّم طرق التركيب حسب الهيكل: تتوفر خيارات B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والرأسية V1/V3/V5/V6/V15؛ ويُؤكَّد مقاس الشفة عند الطلب. وفي التشغيل الرأسي تكون نقطتان مهمتين بشكل خاص:

• الحمل المحوري: وزن المروحة والدفع الذي تولّده يُحمّلان محامل المحرك حملًا محوريًا. ويجب ذكر وزن المروحة واتجاه دفعها عند الطلب.
• الماء في الترتيب ذي العمود المتجه إلى الأعلى: في المحرك الرأسي ذي العمود المتجه إلى الأعلى قد يتجمع ماء المطر والقطرات حول العمود باتجاه الغطاء الأمامي. وفي هذا الترتيب تُناقش الحماية العلوية وإحكام العمود بشكل منفصل.

للأبعاد وخيارات الشفة يمكنكم الاطلاع على الرسومات الفنية وسؤال طرق التركيب.

السرعة والإقلاع وعاكس التردد

مراوح الأبراج مراوح كبيرة القطر بطيئة الدوران. وفي ترتيب مخفض السرعة تُختار سرعة المحرك وفق نسبة مخفض السرعة، لذلك يجب الحفاظ على عدد الأقطاب نفسه للمحرك القديم؛ وإلا تتغير السرعة الطرفية للمروحة وقد يختل توازنها. والقاعدة نفسها سارية في الأبراج المجمّعة ذات الاقتران المباشر.

المراوح الكبيرة ذات قصور ذاتي عالٍ ويطول إقلاعها. كما أن المروحة المتوقفة في الطقس العاصف قد تبدأ بالدوران في الاتجاه المعاكس؛ فإذا أُعطي المحرك الطاقة في هذه الحالة فإنه يضطر أولًا إلى إيقاف المروحة ثم تسريعها، فيصبح الإقلاع أثقل. وتؤخذ هذه الحالة في الحسبان عند اختيار طريقة الإقلاع.

تستخدم كثير من الأبراج مشغّلًا لضبط سرعة المروحة وفق حرارة الماء. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل وسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلًا فيُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب. وفي الأبراج يكون المشغّل عادةً في غرفة اللوحات وقد يكون الكابل إلى المحرك طويلًا؛ ويجب حتمًا مشاركة هذه المعلومة عند الطلب. وللتفاصيل اطّلعوا على سؤال الاستخدام مع الإنفرتر.

أمثلة على الطرازات: لدفع الأبراج بمخفض السرعة وبالسير

الطرازات أدناه أمثلة على القدرات والسرعات التي قد تُصادف في مراوح الأبراج المزودة بمخفض سرعة أو بالسير. وتحدد بياناتُ صانع البرج ولوحةُ بيانات المحرك الحالي قدرةَ مروحة برجكم.

عند القدرة نفسها 15 kW يكون الطراز سداسي الأقطاب 180L-6 والطراز رباعي الأقطاب 160L-4 في هيكلين مختلفين؛ ويجب مقارنة عدد أقطاب المحرك البديل ورمز هيكله معًا بالمحرك القديم. والهيكل من حديد الزهر هو البنية المفضلة في منصات الأبراج المكشوفة والمعرضة للاهتزاز. والطرازات الثلاثة بحماية IP55 وعزل من الفئة F. والسعر الحالي في صفحات المنتجات.

مثال افتراضي: تجديد المحرك في برج يعمل بالسير

الحالة الموصوفة مثال افتراضي ولا تعود لعميل حقيقي. لنفترض أن مقاومة عزل المحرك في برج تبريد يعمل بالسير على سطح مصنع تُقاس منخفضة كل ربيع، وأنه تقرر في النهاية تجديد المحرك. ويُقرأ على لوحة البيانات 15 kW و1465 دورة/دقيقة.

• حافظوا على الأقطاب والهيكل: تشير 15 kW و4 أقطاب إلى الطراز برمز 160L-4؛ وإذا كان رمز الهيكل القديم أيضًا 160L فإن المزلقة ومحاذاة البكرة تبقيان كما هما.
• راجعوا الموضع: إذا كان المحرك مباشرة أمام شيش مدخل الهواء فإنه يتعرض للرذاذ مباشرة. ويُخطط إن أمكن لإبعاد المحرك قليلًا أو حمايته من الأعلى والجانب.
• أبلغوا عن التكثف: لأن المروحة تتوقف طويلًا في الشتاء تُذكر في الطلب الحاجة إلى تصريف التكثف والحفاظ على الجفاف أثناء التوقف.
• افحصوا الكابل: يُناقش اتجاه صندوق الأطراف بحيث يتجه مدخل الكابل إلى الأسفل، وتُجدَّد الجلبة والحشية.
• سجّلوا المشغّل: إذا كانت المروحة تعمل بمشغّل فيُذكر طول الكابل بين المشغّل والمحرك عند الطلب.

الخلاصة وما يجب إرساله قبل الطلب

في محرك مروحة برج التبريد تكون المسألة الأساسية بيئة التشغيل أكثر من القدرة. فـ IP55 يوفر أساسًا جيدًا ضد الرذاذ والمطر؛ لكن إذا كان المحرك باستمرار داخل تيار الهواء الرطب، أو يعيش دورة تكثف، أو يعمل رأسيًا والعمود متجه إلى الأعلى، فتلزم إجراءات إضافية ويجب الإبلاغ عنها عند الطلب. ولتحديد الطراز الصحيح معًا أرسلوا المعلومات التالية:

• قدرة المحرك الحالي وسرعته وصورة لوحة بياناته
• ترتيب الدفع (بمخفض سرعة، بالسير، اقتران مباشر) وموضع المحرك بالنسبة لتيار الهواء
• طريقة التركيب (أفقي على الأرجل، بالشفة، رأسي والعمود إلى الأعلى أو إلى الأسفل)
• جهد الشبكة وطريقة الإقلاع، وطول الكابل إن وُجد مشغّل
• البيئة: الرذاذ، التكثف، توقفات الشتاء، الماء المضاف إليه مواد كيميائية أو الهواء المالح

اطّلعوا على الطرازات المناسبة وأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وللمعلومات الخاصة بالقطاع يمكنكم الاطلاع على صفحات محركات قطاع التدفئة والتهوية والتكييف ومحركات المراوح وشفاطات الهواء ومحركات التهوية، وللمضخات في دائرة البرج صفحة محركات المضخات. ولتحديد المكافئ لمحرك برجكم من لوحة بياناته شاركوا صورة لوحة البيانات؛ ولبقية الأسئلة استخدموا صفحة الاتصال.