مقایسه پد سلولزی با پد پلاستیکی

مقایسه پد سلولزی با پد پلاستیکی

در طی ۳۰ سال گذشته که از پدهای خنک کننده ی سلولزی در مرغداری ها استفاده میشود، تغییرات جزئی در آنها انجام شده است. برخی تغییرات نسبتا جزیی در بعضی قسمت ها به وجود آمده است. مثلا زاویه فلوت هر پد از ۳۰*۳۰ به ۱۵*۴۵ تغییر پیدا کرده و ضخامت پد از ۱۰ سانتیمتر به ۱۵ سانتیمتر رسیده است (از ۴ اینچ به ۶ اینچ) اما در بیشتر موارد، به نظر می رسد پد کاغذی سنتی (پد سلولزی) همانند چند دهه پیش خنک میکند، با این وجود اخیرا علاقه ی زیادی به نوع متفاوتی از پد خنک کننده تبخیری به وجود آمده است. پدی که با پلاستیک ساخته شده است.

شکل (۱): سیستم خنک کننده تبخیری با پد پلاستیکی

مقایسه بهداشت پد سلولزی با پد پلاستیکی

خیلی ها امیدوار هستند که پد پلاستکی در مقایسه با پد کاغذی راحتر و بهداشتی تر، تمیز شود و طول عمر بیشتری داشته باشد و در جایی که سختی آب بیشتر و کیفیت آن پایین است دوام بیشتری داشته باشد. اگر چه ممکن است ایده پد پلاستیکی به نظر جذاب برسد، اما باید بدانیم که هنوز هم، دلایل بسیار مهمی برای استفاده از خنک کننده تبخیری کاغذی (پدسلولزی) وجود دارد.

اگر چه ممکن است مهم به نظر نرسد، اما در ساخت پد سلولزی که درسیستم های سرمایش تبخیری استفاده می شوند، طراحی مهندسی به کار گرفته شده است.

مقایسه ارتفاع پد سلولزی با پد پلاستیکی

فلوت پد (طول موج یا ارتفاع) باید به گونه ای طراحی شود که نه تنها بتواند خنکای هوای ورودی را به حداکثر برساند بلکه باید بتواند مقاومت هوای ورودی را هم کاهش دهد، به این ترتیب کارایی تونل های ایجاد شده در پد به حداکثر خود میرسد و این یک فعالیت حساس و ظریف در متعادل سازی است.

ارتفاع کمتر فلوت در پد برای خنک کردن هوا مناسب تر است اما، مقاومت بیشتری در برابر جریان هوای ورودی ایجاد میکند و احتمال اینکه روزنه های پد به وسیله ی ذرات معلق و غبار یا جلبک و یا حتی گردش آب (سیرکوله) مسدود شود بیشتر میشود.

مقایسه زاویه پد سلولزی با پد پلاستیکی

همچنین زاویه های فلوت در پد باید به گونه ای طراحی شده باشند تا این اطمینان حاصل شود، که در زمان عبور آب از روی پد، زاویه های فلوت (پد) و مسیر آب در سطح پد تا جایی که ممکن است تمیز بماند (خاصیت خودشویی) و به این ترتیب سرعت عبور هوایی که توسط کانال ها ایجاد ایجاد می شود به حداکثر برسد.

مهم ترین قسمت طراحی یک پد سلولزی کاغذی است که خودش ساختاری مهندسی دارد. (آغشته شدن با رزین و خاصیت مویینگی)

مقایسه خواص مویینگی پد سلولزی با پد پلاستیکی

کاغذ پد خنک کننده تبخیری وقتی که با رزین آغشته می شود، سخت و محکم میشود، طول عمر آن بیشتر شده و برای عبور آب از روی از روی پد به اندازه ی مورد نیاز فضای متخلخل و نرم ایجاد میکند.

برای به حداکثر رساندن سرما در پد سلولزی، خاصیت مویینگی پد بسیار مهم است.

 خاصیت اولِ مویینگی پد این است که: باعث میشود، هیچ نقطه ای در پد سلولزی خشک نماند.

 خاصیت دوم مویینگی پد این است که: به پد این اجازه را می دهد تا مقدار قابل توجهی از آب را در خود جذب و نگهداری کند.

در حقیقت یک فوت (۳۰ سانتی متر) از یک پد ۵ فوتی (۱۵۰ سانتی متری) توانایی این را دارد که مقدار 0.6 گالن (2.26 لیتر) آب را در خود نگه دارد.

در یک پد با کیفیت، این ویژگی باعث میشود که تا ۱۰ الی ۱۵ دقیقه پس از خاموش شدن پمپ آب و قطع سیستم گردش آب، درجه و کیفیت خنکی همانند زمانی باشد که پمپ روشن است و تا ۳۰ دقیقه بعد از خاموش شدن پمپ نیز درجاتی از ایجاد خنکی توسط پد ادامه داشته باشد.

مقایسه ظاهر پد سلولزی با پد پلاستیکی

هر چند پد پلاستکی ظاهرا شبیه پد کاغذی است، اما تفاوت های قابل توجهی نیز بین پد پلاستکی و پد کاغذی وجود دارد.

یکی از قابل توجه ترین تفاوت ها بین پد پلاستکی و پد کاغذی این است که، در پد پلاستکی کانال ایجاد شده توسط فلوت ها متناوب و مستقیم است اما در پد پلاستکی این کانال ها بصورت منحنی و یو شکل (U) هستند.

در هر دو پد پلاستکی و کاغذی تعداد زیادی سوراخ های کوچک وجود دارد که مسیر عبور آب را خوبی هموار میکند و باعث میشود که سطح تماس با آب افزایش پیدا کند.

اما این یک چالش کلیدی است برای پد خنک کننده پلاستیکی.

خاصیت مویینگی پد کاغذی یعنی اینکه لازم نیست هر اینچ مربع از پد سلولزی را مستقیما آبرسانی کرد، چون یک رگه جریان آب میتواند از طریق پد کاغذی سیال شود (پیشروی کند) و تا چند اینچ را در اطراف خود مرطوب و خیس کند، اما نمیتوان این خاصیت را به پد پلاستکی هم نسبت داد.

پس در پد پلاستیکی برای اطمینان از اینکه جریان آب میتواند کل پد را پوشش دهد، ورودی آب و مصرف آب باید به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از پد کاغذی باشد، تا کل پد مرطوب شود.

شکل (۲ ): نمونه هایی از پد خنک کننده پلاستیکی

برای درک بهتر از تفاوت های بین پد پلاستیکی و پد کاغذی در حال حاضر یک مطالعه در مرغداری های خارج از ایالات متحده آمریکا و همچنین در مزرعه پرورش خوک در داخل ایالات متحده انجام میشود. در این دامداری ها پد پلاستیکی نصب شده است.

درماه ژوئن سال ۲۰۱۱ برای یک مرغداری، سیستم تهویه ی۴۰’ X 500′  پرورش مرغ گوشتی در شمال گرجستان پد های کاغذی و پدهای پلاستکی استفاده شدند.

پد پلاستکی به ارتفاع ۱۵۰ سانتیمتر ضخامت ۱۵ سانتیمتر و عرض ۶۰ سانتیمتر مطابق با اندازه های پد کاغذی ساخته و استفاده شد.

علاوه بر این پد پلاستکی به گونه ای طراحی شده بود که جریان هوا و فشار استاتیک و مشخصاتی شبیه پد کاغذی داشته باشد.

الزامات محیطی سالن نیز همانند الزامات محیطی پد کاغذی بود و همانند پد کاغذی هر بلوک ۶۰ سانتی متری ساخته شد.

برای توزیع بهتر آب در بالای پد یک آبریز از پد کاغذی به ارتفاع ۵ سانتیمتر جاگذاری شد (پد سبز در بالای پد مشکل در شکل شماره یک)

همان طور که پیش بینی می شد پد پلاستیکی به نسبت پد کاغذی دمای هوای ورودی را کمتر کاهش میدهد (خنکی کمتری ایجاد میکند) (عکس های شماره ۱و۲و۳) (تفاوت در اعداد دمای هوا در شکل ها تابعی است از دمای محیط بیرون.)

صبح ها و یا در روز هایی که دمای محیط بیرون حدود ۸۰ درجه فارنهایت بود، پد کاغذی یک یا دو درجه خنکی بیشتر به نسبت پد پلاستیکی ایجاد میکرد. (۸ درجه فارنهایت خنکتر در برابر ۶ درجه خنک تر)

افزایش دما و کاهش رطوبت نسبی

همزمان با افزایش دمای و کاهش رطوبت نسبی در محیط خارج، اختلاف در خنک سازی، بین دو سیستم افزایش یافت. در طول یک هفته ی خیلی داغ زمانی که دمای بیرون به نزدیک ۱۰۰ درجه فارنهایت رسید، سیستم پد پلاستکی در مقایسه با سیتم پد کاغذی تقریبا ۵ درجه کمتر خنکی ایجاد کرد. (یعنی ۱۴ درجه فارنهایت دربرابر ۱۹ درجه فارنهایت خنکی)

شکل (۳) دما خارج سالن / دمای داخل سالن (پد پلاستکی و پد کاغذی)

شکل( ۴) دما خارج سالن / دمای داخل سالن و RH (پد پلاستکی و پد کاغذی)

شکل(۵) خنکی ایجاد شده توسط پد های کاغذی و پد های پلاستیکی به عنوان تابعی از دمای بیرون

شکل (۶) دمای هوای ورودی به سالن در سیتم خنک کننده تبخیری کاغذی و پلاستیکی

این خیلی مهم است که آگاه باشیم همیشه “سرمایش تبخیری”به طور قابل توجهی “پرندگان” را خنک نمیکند.

در طول فصل گرما ما از سیستم خنک کننده تبخیری استفاده میکنیم تا انتقال گرما از بدن پرنده به هوای اطراف افزایش پیدا کند. (sensible heat loss).

اما در عوض هزینه ای که در اثر کاهش دما با سیستم سرمایش تبخیری ایجاد میشود این است که رطوبت نسبی هوا افزایش میابد.

در واقع برای هر درجه فارنهایت خنک کردن هوا از طریق تبخیر آب، رطوبت نسبی هوا در یک سالن ۲٫۵ درصد افزایش میابد.

اگرچه دمای هوا کاهش میابد، اما افزایش رطوبت نسبی هوا توانایی پرندگان (مرغ ها) را برای خنک نگه داشتن خودشان از طریق سیستم تنفسی تبخیری که دارند کاهش میدهد.

بنابراین اگر چه ما دمای هوای سالن را با استفاده از سیستم سرمایش تبخیری کاهش می دهیم اما تاثیر ناخوشایندی بر روی سیستم خنک کننده طبیعی (ذاتی) پرندگان (مرغ ها) می گذاریم چون رطوبت را افزایش میدهیم.

در مورد پد پلاستکی درجه حرارت بالا در سالن با رطوبت نسبی کمی همراه است که باعث میشود پرنده (مرغ) از سیستم خنک کننده تبخیری طبیعی (ذاتی) خودش آسان تر استفاده کند.

بنابراین اگر چه، با توجه به نزدیکی دمای بدن پرنده به دمای هوا  باد اثر کمتری برای از بین بردن گرما از پرندگان (مرغ ها) دارد، اما پرنده (مرغ) گرمای بیشتری از طریق سیستم خنک کننده تبخیری ذاتی (طبیعی) خودش از دست میدهد چون که رطوبت نسبی کمتر است.

سئوال این است که آیا پرنده ها (مرغ ها) در سالنی که از پد پلاستیکی استفاده می شود، حالشان بهتر است یا در سالنی که از پد کاغذی استفاده میشود.

جواب این از اینجا به دست می آید که بدانیم یک سالن در یک روز داغ تابستان چقدر گرم می شود؟

هدف اصلی سیستم خنک کننده تبخیری

هدف اصلی و اولیه هر سیستم خنک کننده تبخیری در مدت زمان گرما و زمانی که مرغ ها به سنی رسیده اند که باید به بازار عرضه شوند این است که دمای هوا ی ورودی را در ۸۵ درجه فارنهایت و یا کمتر نگه دارند. زمانی که دمای هوای سالن به ۸۵ درجه فارنهایت برسد سیستم سرمایش تبخیری طبیعی (ذاتی) پرندگان (مرغ ها) فعال میشود و با حرکت هوا روی بدن آنها سعی مکیند که از سطوح بحرانی افزایش دما برای مرغ ها، بکاهد. اگر به این ترتیب درجه حرارت سالن به ۹۰ درجه فارنهایت برسد سرمای تولید شده توسط سیستم بدن مرغ ها کمتر میشود و این احتمال مرگ و میر مرغ ها را در سنی که آماده عرضه به بازار هستند افزایش میدهد.

سیستم خنک کننده تبخیری پلاستیکی و کاغذی

در مواجه با هوای بسیار گرمی که توسط گله مرغ ها، ایجاد شده، هر دو سیستم خنک کننده تبخیریِ پلاستیکی و کاغذی موفق شدند و اغلب موارد دمای هوای ورودی به ۸۵ درجه فارنهایت برساند.

اما به طور کلی سیستم خنک کننده پد کاغذی بود که توانست دمای هوای ورودی به ۸۰ درجه فارنهایت برساند. (شکل ۶)

مشکل پرندگان با پد پلاستیکی

مشکل پرندگان (مرغ ها) در سالن ای که پد پلاستیکی داشت این بود که: اگر چه دمای هوای ورودی کمتر از ۸۵ درجه فارنهایت باقی میماند، اما در داغ ترین ساعت روز دمای هوای سالن به بین ۸۵ و ۹۰ درجه فارنهایت میرسید. (شکل ۷)

دمای هوای بالاتر در ساعت گرم روز باعث شد که حرکت هوای گرم داخل سالن، گرمای کمتری را از اطراف پرندگان از بین ببرد.

این قضیه توسط این واقعیت که تمام فن ها درسالن روشن هستند تایید می شود، چرا که در ساعتهای گرم روز تفاوت دما بین اینلتها و فن هایی که در انتهای سالن نصب هستند به کمتر از ۳ درجه فارنهایت کاهش میبابد.

تفاوت دما بین فن ها و اینلت ها در سالنی که پد کاغذی نصب شده باشد و با همان تعداد فن نزدیک به ۵ درجه فارنهایت میرسد (شکل ۸)

شرایط سالنی

(شرایط در سالنی که پد کاغذی دارد با سالنی که پد پلاستکی دارد برابر است) از آنجایی که در یک سالن کاملا ایزوله و محصور، در درجه اول حرارت و گرمای بدن پرنده (مرغ) است که باعث می شود، دمای هوا افزایش پیدا کند و همچنین از آنجایی که هوا از سمت پد به سمت فن حرکت میکند، همه ی شرایط مشابه است (ساختار سالن، تعداد فن هایی که روشن هستند، ابعاد سالن و غیره)

دیفرانسیل درجه حرارت پایین تر نشان میدهد که هوایی که به سمت کف سالن در حرکت است در دور کردن گرمای اطراف پرندگان ضعیف عمل میکند.

رطوبت نسبی

بله رطوبت نسبی پایین در سالنی که پد پلاستیکی دارد باعث میشود که پرنده (مرغ) گرمای بیشتری را از دست بدهد (به علت سیستم سرمایش تبخیری طبیعی که از راه تنفس دارد) اما هنوز این پرسش پا برجاست که: آیا این مساله به اندازه کافی برای جبران خسارت ناشی از مرگ و میر پرندگان (مرغ ها) به علت گرمایی که در اطراف آنکه به دلیل سیستم سرمایش طبیعی خودشان بوجود می آید، توجیه پذیر است؟

شکل (۷) درجه ی هوای سالن پد پلاستیکی

شکل ۸ درجه ی هوای سالن پد کاغذی

به اندزه کافی قابل توجه است که سیستم پد پلاستیکی خنکایی شبیه آن چیزی را تولید میکند که یک پدسلولزی با سیستم مه ساز (مه پاش) دو اینچی تولید میکند (شکل ۹)

 تاثیرات مه پاش

اگر چه پد هایی که با سیستم مه ساز (مه پاش) مجهز شده اند برای خنک کردن پرندگان (مرغ ها)در طول فصل گرما خوب عمل کردند، اما بسیاری از تولید کنندگان مخصوصا آن هایی که مرغ های گوشتی بزرگ تر پرورش میدادند متوجه شدند که برای حفظ جان مرغ های گوشتی، مخصوصا در شرایط بسیار گرم، احتیاج به خنک سازی بیشتری برای مرغ ها دارند.

افزایش سرمایش پرندگان

برای افزایش سرمای پرندگان (مرغ ها) بیشتر سالن های پد با زیر ساخت های قابل توجهی از مه ساز (مه پاش) مجهز شدند. که شامل ۶۰ الی ۱۲۰ نازل مه ساز (مه پاش) با ظرفیت یک گالن در ساعت و یک پمپ تقویتی ۲۰۰ اسب بخار بود.

البته با اضافه کردن سیستم مه پاش و نازل ها، مرغدار ها متوجه شدند که این سیستم تقریبا همان مقدار خنکی ایجاد میکند که یک پد با ضخامت ۱۵ سانتی متر ایجاد میکند.

زمان لازم برای نازل مه پاش

نازل مه پاش زمانی لازم است که دمای داخل بخواهد به ۸۵ درجه فارنهایت برسد در حالی که دمای بیرون سالن بالای ۹۰ درجه فارنهایت باشد. در این نقطه رطوبت نسبی سالن به اندازه کافی کم می شود به گونه ای که میتوان از این سیستم بدون نگرانی از تهدید افزایش رطوبت در داخل سالن استفاده کرد.

سیستم خنک کننده پد پلاستیکی

از آنجایی که کارایی سیستم خنک کننده پد پلاستیکی خیلی شبیه به سیستم پد مه ساز است، این به این معنا است که اگر پرورش دهنده ای بخواهد از پد پلاستیکی استفاده کند نیاز به این دارد که از سیستم مه پاش داخلی نیز در زمانی که دمای هوا به بالای ۹۰ درجه میرسد استفاده کند. (هزینه بالا میرود)

دفع فاضلاب

یکی دیگر از مسائل مربوط به پد سلولزی سیستم دفع فاضلاب بود. با توجه به سرعت بالای جریان آب باید اطمینان حاصل میشد که پلاستیکی همیشه مرطوب باقی میماند. در نتیجه در مقایسه با پد کاغذی به طور قابل ملاحظه ای آب بیشتری در اطراف پد پمپاژ شد. به این ترتیب آب ورودی از بالای پد احتمالا باید کاهش پیدا کند و این کاهش باعث کاهش خنکی هم خواهد شد.

شکل ۱۰ قطعه ای از پد پلاستیکی

مناسب نبودن پد پلاستیکی برای مرغداری ها

پد پلاستیکی به طور معمول برای مرغداری ها مناسب نیست بسیاری از تولید کنندگان باری کاهش دما می بایست هزینه اولیه زیادی بدهند و تعداد زیادی نازل مه پاش باید تهیه کنند، برای اینکه به درجه ای از خنکی برسند که پد کاغذی ۱۵ سانتیمتری ایجاد میکند.

اگر تولید کننده ای با مصرف بالای آب مشکل نداشته باشد و آب خیلی زیادی در دسترس داشته باشد پد پلاستکی شاید برای او یک انتخاب باشد.

منبع: پد های خنک کننده تبخری پلاستیکی در یک نگاه

فایل: فایل پی دی اف مقاله اصلی برای دانلود

نویسندگان: دکتر مایک زاریک و دکتر براون دی. فیرچیلد (دانشگاه جورجیا)