کولر صنعتی آبی با استفاده از مکانیسم تبخیر آب کار می کند. این نوع از کولرها بر اساس آنتالپی تبخیر بسیار بالای آب طراحی شده اند. دمای هوای خشک را می توان به وسیله تغییر فاز از مایع به بخار به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داد. بدین ترتیب زمانی که آب از فاز مایع به گاز تغییر فاز می دهد، میزان قابل توجهی انرژی می گیرد.
در صورتی که هوای گرم در مجاورت آب قرار گیرد، آب می تواند با دریافت گرمای نهان تبخیر لازم از هوای گرم تغییر فاز داده و درجه حرارت هوا نیز به همان میزان افت پیدا کند. این مکانیسم ساده، شرح کامل عملکرد فیزیکی کولر صنعتی آبی و سایر کولرهای تبخیری (Evaporative Coolers) است. پتانسیل خنک کنندگی به میزان افت دمای حباب تر (wet bulb depression) و تفاوت آن با دمای حباب خشک (dry-bulb temperature) بستگی دارد.
مثال ساده ای از سیستم خنک کننده تبخیری طبیعی در بدن انسان سیستم عرق است. بدن انسان نیز به همین منوال با استفاده از عرق کردن و سپس تبخیر آن از روی پوست باعث افت درجه حرارت بدن می شود.
از لحاظ فیزیکی و علمی، برای تبخیر هر کیلوگرم آب، میزان 2،257 کیلوژول (معادل 890 بی تی یو بر پوند آب خالص) در دمای 35 درجه سانتی گراد انرژی لازم است.
میزان انتقال حرارت در این مکانیسم به دو عامل درجه حرارت و رطوبت بستگی دارد. در صورتی که رطوبت هوا اندک باشد، راندمان و افیشنسی افزایش خواهد یافت. چرا که انتقال حرارت بهتر و بیشتر صورت خواهد پذیرفت. به همین خاطر است که در مناطق گرم و خشک از نظر آب و هوایی، استفاده از کولر صنعتی آبی بسیار ایده آل بوده و دارای راندمان بالا است.
نمودار زیر اثر رطوبت نسبی (relative humidity) هوای محیط را روی درجه حرارت هوای خروجی از سیستم خنک کننده تبخیری نشان می دهد.

تاثیر رطوبت هوا بر سیستم های خنک کننده تبخیری-گرماسرد

برای مثال، در صورتی که دمای هوای محیط معادل 90 درجه فارنهایت باشد، در رطوبت نسبی 30 درصد، خنک کننده می تواند درجه حرارت هوای را تا 67 درجه فارنهایت کاهش دهد. حال آن که در رطوبت نسبی 70 درصد، تنها تا حدود 82 درجه می تواند هوای محیط را خنک کند.

سیستم کولر صنعتی آبی

سیستم کولر صنعتی آبی دارای فن و پد یا پوشال بیشتر از 50 سال سابقه دارد. پدها به صورت دیواره ای جانبی در داخل کولر صنعتی آبی جای داده می شوند. جنس پدها در این سیستم می تواند از مواد مختلفی طراحی شده باشد. اغلب از پدهای سلولزی (Cellulose Pads) برای راندمان بالا و مزایای بسیار زیاد آن ها استفاده می گردد. که در ادامه به ساختار، عملکرد و مزایای این نسل از پدهای خنک کننده بیشتر خواهیم پرداخت.
آب به وسیله یک لوله از بالای پدها پخش شده و پس از جریان یافت در سطح پدها، تماس با هوای گرم و انجام عمل خنک کنندگی در شیار کف کولر جمع می گردد. هوای خنک شده نیز توسط پدهای مرطوب و بر اساس تبخیر آب خنک شده و از طریق فن به محیط منتقل می گردد.

اجزای اصلی کولر صنعتی آبی
اجزای اصلی و پایه یک کولر صنعتی آبی عبارتند از:
1) بدنه کولر
بدنه کولر در مبحث افزایش استحکام، کم کردن سر و صدای کولر، مقاومن در برابر آب و وزن و پارامترهایی از این قبیل حائز اهمیت است.
2) کمپرسور
کمپرسور یکی از اجزای اصلی و سازنده کولرهای صنعتی است. در سیستم های معمولی و فاقد اینورتر مصرف انرژی کمپرسور نسبتا بالاست. چراکه پس از دستور توقف عملیات خنک سازی توسط ترموستات، کمپرسور از کار می افتد و اصطلاحا آف می کند. لذا برای استارت مجدد میزان قابل توجهی انرژی برق لازم است.
3) فن
فن کولر صنعتی آبی می تواند در دو نوع اکسیال (Axial) و سانتریفیوژ (Centrifuge) موجود باشد. با توجه به نیازهای کاربری و هزینه می توان فن مورد نیاز را انتخاب و خریداری نمود.
4) پد
پدهای در راندمان سیستم نقش بسزایی دارند. انواع مختلف پدهای چوبی، پلاستیکی، شیشه ای و … طراحی و به بازار عرضه می شوند. اما در این میان راندمان، مزایا و البته قیمت می تواند تعیین کننده باشد. پدهای سلولزی امروزه بیشترین کاربرد را در طراحی کولر صنعتی آبی دارند. چرا که ارزان قیمت بوده و تمامی نیازهای کاربر را تامین می نمایند. این نوع از پدهای از ورقه های کاغذی سلولزی (Cellulose Paper Sheets) ساخته می شوند.

مزایای پدهای سلولزی به کار رفته در کولر صنعتی آبی
برخی از مزایای پدهای سلولزی به کار رفته در کولر صنعتی آبی عبارتند از:
– راندمان خنک کنندگی بالا
– عدم تولید آلودگی تنفسی
– جذب و کاهش گرد و غبار و آلودگی های موجود در هوای محیط های صنعتی
– عدم تولید گازهای سمی
– عمر مفید بسیار بالاتر نسبت به سایر پدهای نظیر اسپن و … (3 الی 5 سال عمر مفید)
– رسوب زدایی و تمیزکاری آسان
– نصب سریع و آسان
– قیمت بسیار پایین نسبت به انواع دیگر پدهای خنک کننده
– مقاومت در برابر آب و رطوبت
– جذب آب بالا جهت افزایش راندمان
– سبک بودن پدهای سلولزی
– و …

انتخاب کولر صنعتی آبی

برای این که بتوانید کولر صنعتی آبی متناسب با نیازهای کارخانه خود را به درستی انتخاب نمایید لازم است ابتدا نیازها و فاکتورهای محیطی را به صورت کامل مشخص نمایید. میزان رطوبت نسبی هوا، میانگین درجه حرارت محیط، سقف میزان سرمایه گذاری، ابعاد محیط، ظرفیت مورد نیاز کولر صنعتی آبی و … می توانند در انتخاب یک کولر صنعتی آبی درست تاثیرگذار باشند.
فرمول هایی برای محاسبه ظرفیت مورد نیاز کولر صنعتی آبی بر اساس ابعاد محدوده صنعتی و تعداد کولرهای وجود دارند که در سایر مقالات سایت به صورت تخصصی بدان ها اشاره است. علاوه بر این پارامترها، می توان وجود یا عدم وجود اینورتر، قدرت سیستم، تک فاز یا سه فاز بودن برق کولر صنعتی آبی با توجه به سیستم کارخانه مورد نظر، ابعاد خود کولر، قدرت موتور (بر اساس اسب بخار)، و میزان ظرفیت آب (بر اساس کیلوگرم آب) را مدنظر قرار داد.

مزایای کولر صنعتی آبی

از مزایای کولر صنعتی آبی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1) نصب و عملکر ارزان تر
• هزینه نصب کولر صنعتی آبی بسیار کمتر از سیستم های خنک کننده تبرید است (در برخی از حالات شاید نصف یا حتی کمتر).
• طبق برخی از آمارها، هزینه عملکرد این نسل از سیستم ها معادل یک هشتم سیستم های تبریدی است.
• سیال به کار رفته جهت خنک سازی آب است. آب در مقایسه سایر سیالات بسیار ارزان قیمت بوده، بی خطر است و به راحتی یافت می شود.
2) سهولت در نصب، تعمیر و نگهداری
• اجزا و تجهیزات کولر صنعتی آبی به راحتی و در کمترین زمان می تواند به صورت کاملا مکانیکی نصب گردد. این نوع از کولرها نیاز به نصب تخصصی و حرفه ای خاصی ندارند و مستلزم صرف هزینه آنچنانی برای نصب و نگهداری نیز نمی باشند. به علاوه سیستم به قدری ساده است که تعمیرات حرفه ای خاصی نیاز ندارد.
• تنها موتور فن و پمپ آب ممکن است در شرایط خاصی دچار مشکل مکانیکی شوند که آن نیز به راحتی قابل تعمیر است.
3) تهویه هوا (Ventilation air)
• حرکت مکرر هوا در سیستم سبب تهویه مطبوع هوا می گردد.
• به علاوه در مناطق با آب و هوای گرم و خشک با توجه به این که کولر صنعتی آبی سبب افزایش رطوبت می شود، میزان رطوبت بالا رفته و سبب طراوت محیط و کاهش مشکلات الکتریکی احتمالی در مکان های صنعتی می گردد.
• پدهای سلولزی به صورت فیلتر هوا عمل کرده و آلودگی های محیطی صنایع را از هوا حذف می نمایند.
4) هوشمندسازی شده
• سیستم های کولر صنعتی جدید مجهز به سیستم هوشمند می باشند. به علاوه امکاناتی نظیر ریومت کنترل، استفاده از کنترل از راه دور توسط اپلیکیشن های ویژه و .. نیز از دیگر مزایای کولر صنعتی آبی به شمار می آیند.