بخشی از مقاله
چکیده
صرفه جویی در مصرف آب به ویژه در تاسیسات مکانیکی از جمله برج هاي خنک کن به یک چالش مهم براي بسیاري از کشورها به ویژه در کشورهایی که این منبع طبیعی نادر است تبدیل شده است .در فرایند عملکرد برج هاي خنک کن به دلیل استفاده از آب و با توجه به کاهش منابع آب و هزینه هاي گزاف تصفیه آن با مشکلاتی نظیر جرم گیري، پوسیدگی - خوردگی - و باکتري رو به رو هستیم و این مشکلات تأثیراتی بر روي رفتار و عملکرد برج هاي خنک کن دارد. پس از شناخت این مشکلات این سوال مطرح می گردد که آیا روش و یا روش هاي براي کاهش مصرف آب و تعدیل مشکلات مربوط به استفاده از آب وجود دارد که در این مقاله به بر شمردن مشکلات و ارایه راه کار هایی براي تعدیل این مشکلات و کاهش مصرف آب می پردازیم.
-1مقدمه:
-1-1سرمایش تبخیري:
سرمایش هوا به وسیله تبخیر آب را تهویه مطبوع تبخیري می نامند. در صورتی که تبخیر آب در تماس مستقیم با هوا صورت گیرد به آن سرمایش تبخیري مستقیم گویند که قدیمی ترین و رایج ترین شکل سرمایش است اما زمانی که هواي خنک شونده در تماس مستقیم با فرآیند تبخیر آب نباشد به آن سرمایش تبخیري غیر مستقیم گویند.
آنچه مشخص است، کاربرد خنک کننده هاي تبخیري به تاریخی بسیار قدیمی برمی گردد. در مصر نقاشی هاي دیواري مربوط به 2500 سال قبل از میلاد، برده ها را در حال باد زدن کوزه هاي آب - براي خنک کردن آب داخل کوزه - نشان می دهد. اروپاییان براي اولین بار از سرمایش تبخیري در ظرف هاي نگهداري غذا بهره گرفتند. در خاورمیانه، هنوز چوپانان از مشک هاي صحرایی از جنس چرم و بادیه نشینان از کوزه هاي گلی یا سفالی با سطح متخلخل جهت خنک نگه داشتن آب درون آن ها استفاده می کنند. امروزه در هند نیز مردم پنجره ها و یا حتی درهاي سمت باد را در تابستان با حصیر جایگزین می کنند.
در ژاپن، با استفاده از استخري از آب روي سقف، درون خانه را خنک می کردند.در گذشته در مناطق خشک و کویري ایران نظیر کرمان و یزد خانه هاي بسیار قدیمی معمولاً با روش تبخیري خنک می شوند. براي این منظور از بادگیرها استفاده می شده است. در بعضی از مناطق با ایجاد شکافی درون سقف محل مورد نظر به صورت طبیعی خنک می شود. در معماري سنتی ایران این سقف ها بیشتر به صورت گنبدي ساخته می شود.
-2-1 سرمایش تبخیري مدرن:
آمریکا: سرمایش تبخیري جدید در آمریکا داراي دو منشأ شرقی و غربی است. در شرق این کشور خنک کننده هاي تبخیري بیشتر در صنعت - کارخانه هاي نساجی - و تصفیه سازي هوا به کار می رفتند، در حالی که در مناطق غربی این کشور در کولرهاي تبخیري بیشتر براي ساختمان ها و خانه ها استفاده می شد.
استرالیا: به علت شرایط مناسب اقلیمی در بیشتر مناطق ساحلی جنوب و اکثر سرزمین هاي داخلی استرالیا می توان از سرمایش تبخیري استفاده کرد.
هند و کشورهاي خاورمیانه: از ایران کولر آبی به کشورهایی مانند عراق و سوریه صادر شده است. در مورد کشور هند هم سالانه یک میلیون دستگاه کولر آبی تولید می شود.ورود کولرهاي آبی به ایران از 50 سال قبل شروع شد و از 40 سال پیش تولید آن در ایران آغاز گردید[1].1
-2 معرفی برج هاي خنک کن:
یکی از اجزاء سیستم سرمایش تبخیري برج هاي خنک کن هستند. برج هاي خنک کن وسایل صنعتی هستند که براي خنک سازي تبخیري آب در گردش مورد استفاده قرار می گیرند. یعنی با تبخیر قسمتی از آن به صورت ترشحات در هواي در حال حرکت، باقیمانده آب خنک می شود. آب خنک شده براي خنک کردن فرایندهاي داغ، تولید برق یا کندانسورهاي تهویه مطبوع تبریدي به کار می رود.
-1-2 اصول عملکرد:
عملکرد برج هاي خنک کن به صورت ترکیبی، از انتقال جرم و حرارت می باشد. آب در داخل برج توسط افشانک ها یا پر کننده ها توزیع می شود که این تجهیزات باعث افزایش سطح تماس آب و هوا می شوند. هواي محیط از مابین این سطوح توسط فن ها، جریان جابجایی هوا، جریان باد طبیعی و اثر مکشی افشانک ها عبور می کند. سهمی از آب در فشار جزئی بخار، حرارت را جذب نموده و از فاز مایع به بخار تبدیل می شود. این گرماي تبخیر در فشار هواي محیط از آب باقی مانده در فاز مایع گرفته شده و بنابر این آب خنک می شود.
-2-2 انواع برج هاي خنک کن:
برج هاي خنک کن بر اساس نحوه تماس آب و هوا به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
دسته اول - برج هاي خنک کن مرطوب - : از این برج ها تحت عنوان برج هاي خنک کن مرطوب نام می برند که بیشترین کاربرد در بین برج ها را دارند. در این نوع برج ها به جاي لوله هاي آب، پر کننده هاي خنک کننده جایگزین می شوند. آب وارد شده به برج، روي پر کننده ها ریخته شده و به سمت پایین جریان می یابد. هوا از روي سطح آب عبور کرده و انتقال گرما بین آب و هوا صورت می گیرد.
در حقیقت در این نوع برج ها تماس بین آب گرم و هواي محیط به صورت مستقیم است. گرچه برج هاي مرطوب به علت تماس مستقیم ذرات آب با جریان هوا، از بازده بالاتري برخوردارند، ولی به علت تبخیر آب و خروج ذرات آب توسط فن ها مصرف آب در آنها زیاد است. دسته دوم - برج هاي خنک کن خشک - : در نوع دوم تماس بین آب و هواي محیط به صورت غیر مستقیم است که در شکل شماره - 2 - نشان داده شده است.
