المكيّف الصحراوي

م/سامرغازى

بسم الله الرحمن الرحيم


الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف الأنبياء والمرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين.


*(وقلِ اعملوا فسيرى الله عملكم ورسوله والمؤمنين)*


اللهم إننا نسألك إيماناً دائماً، ونسألك قلباً خاشعاً، ونسألك علماً نافعاً، ونسألك يقيناً صادقاً، ونسألك ديناً قيماً، ونسألك العافية في كل بلّية ، ونسألك تمام العافية ، ونسألك دوام العافية ، ونسألك الشكر على العافية ، ونسألك الغنى عن الناس

اخوتي المهندسين الاعزاء
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

سأبدأ بعون من الله وتوفيقه ، بتقديم موضوعاً جديداً وهاماً ، يتناول جهازاً فعالاً ، له الاستخدام الواسع في العالم ، وخصوصاً في الدول العربية ، ألا وهو ، المكيّف الصحراوي ، معتمداً على أحدث المراجع العلمية والعالمية ، مبسّطاً قدر المستطاع الموضوع ، لكي يسهل عملية الدرس والفهم للاخوة الافاضل ، وأرجوا الله ان يتقبّل عملي هذا ، وأن ينتفع به اخوتي الاكارم ، والذي اطلب منهم صالح الدعاء ، لنا ولهم ولامة الحبيب محمد صلى الله عليه وسلم


المرجع
HEATING, VENTILATING AND AIR CONDITIONING LIBRARY


VOLUME III
BY
James E. Brumbaugh


المكيّف الصحراوي
( المبرد التبخيري Evaporative cooler )










المفهوم الاساسي للمكيّف الصحراوي ( التبريد التبخيري ) وآلية عمله

يعمل المكيّف الصحراوي ، على تبريد تيار الهواء في المناطق الحارة والجافة . ويستخدم كوسيلة فعّالة وبسيطة ، لاجراء عملية تكييف الهواء ، التي تعمل على تبريد الهواء وترطيبه . وهذا ما نسميه بـ التبريد التبخيري evaporative cooling ، وهو التبريد ، الذي يعمل وفق سحب الحرارة من الاجسام الحارة لتبخير الماء .

بمعنى آخر : يبرّد نظام التبريد التبخيري ، الهواء داخل الحجرة ، بتخفيض درجة حرارته الجافة، بفعل التبخر ، وتتم هذه العملية بواسطة المبرد التبخيري .



إذاً ، تعتمد فكرة التبريد التبخيري ، المطبقة في المكيّف الصحراوي ، على تلامس تيّار من الهواء الحار والجاف مع الماء ، حيث يحدث تبادل للحرارة ، ينتج عنه انخفاض في درجة حرارة الهواء الجافة (تبريد الهواء) وزيادة رطوبته ، نتيجة تبخر كمية من الماء.


يبين الشكل التالي مبرد تبخيري ما ، مؤلف من :


المروحة blower ومحرك المروحة blower motor
مضخة الماء water pump
أنابيب توزيع الماء water distribution tubes
حشوات مبللة بالماء water pads
حجرة ذو جوانب بها شفرات توجيه الهواء cabinet with louvered sides



آلية عمله مبرد تبخيري ما :
تسحب المروحة الهواء من خلال شفرات الحجرة ، حيث يبدأ بالتلامس مع الرطوبة في القش . يمر الهواء عبر هذا القش المبلل بالماء والى داخل الحجرة. يمتص الماء في القش ، الحرارة من الهواء ، عندما يمر من خلالها ، وهذا يسبب لأن يتبخر جزء من الماء ويقلّل من درجة حرارة الهواء الجافة ، عندما يدخل الغرفة المراد تبريدها. ان هذا التخفيض من درجة الحرارة الجافة هو ما ينتج التأثير التبريدي.

في نظام التبريد التبخيري ، يعاد تدوير الماء ، ويستخدم عدة مرات ، فقط يضاف الماء ليعوّض المياه المفقودة بفعل التبخر . تزود المضخة بالماء للقش عبر أنابيب التوزيع .

بعض الأنواع من المبردات التبخيرية (المكيف الصحراوي):

تبين الاشكال التالية المكونات الاساسة لثلاثة مبردات تبخيرية نموذجية :
مبرد تبخيري من نوع الدوار Typical rotary evaporative cooler:




مبرد تبخيري من نوع التذرير Typical spray evaporative cooler:


مبرد تبخيري من نوع التقطير Typical drip evaporative cooler:




لندرس أحد الانواع السابقة وهو :

مبرد تبخيري من نوع التذرير Typical spray evaporative cooler:




يتكوّن من العناصر التالية :
1. جسم معدني ، تمثل قاعدته حوض الماء ، وتركب فيه بقية الأجزاء.
2. مروحة نابذية : لسحب الهواء من الخارج عبر القشّ المبلّل ، ودفعه داخل الغرفة المراد تكييفها.
3. حشوات : مثل القش ، الألياف ، نشارة الخشب .. يركب على ألواح معدنية ، ذات فتحات لتمرير الهواء المسحوب .
4. أنابييب وخراطيم وصمام ذو عوّامة : لتزويد الحوض بالماء ، ورشّ (تذرية) الماء على القش.
5. مضخة المياه الكهربائية : لسحب الماء من الحوض ، ورشّه على القش من الأعلى.
6. محرّك كهربائي : لإدارة مروحة الهواء بواسطة سير.
7. مجرى معدني للهواء : يحيط بالمروحة ، ليوجه سحب الهواء من الخارج ، عبر القش ودفعه الى الغرفة.
8. مفتاح تشغيل.


الصورة التالية بشكل مبسط :





شرح هذه المكونات بالتفصيل :


جسم المكيّف:
يصنع جسم المكيّف من ألواح الصاج المغلفن (غير قابل للصدأ) ، حيث تكون جوانبه (أي المكيّف) عبارة عن حوائط مزدوجة الجدار . الجدار الخارجي ، به شفرات توجيه الهواء louvere . أما الجدار الداخلي ، فهو عبارة عن شبكة معدنية ، يملأ الفراغ بين الجدارين بالحشو المناسب مثل القش ، الألياف ، نشارة الخشب .. ، يركّب بالجزء العلوي للحائط المزدوج ، خزان للمياه له نفس سمك الحائط ومزود بثقوب في قاعدته ، لنزول المياه على القشّ .


حوض تجميع المياه:
تعمل قاعدة المكيف كحوض لتجميع المياه بعد مرورها على القشّ ، والحوض مزود بصمام ذو عوامة ( لضبط ) ، للحفاظ على منسوب سوية الماء داخل حوض التجميع .
عند انخفاض مستوى المياه نتيجة تبخر المياه ، تنخفض العوامة ويفتح الصمام ليسمح بدخول المياه التعويضية ليرتفع بذلك منسوب الماء ويغلق الصمام .


مضخة المياه الكهربائية:
تعمل مضخة المياه الكهربائية ، على سحب الماء الموجود بحوض التجميع ، خلال خط الأنابيب الى الخزان العلوي ، الموجود بالحوائط الجانبية ، حيث تتساقط المياه على القش ، وتجعله مبللاً ، لتعود المياه الى الحوض مرة أخرى .
نظراً لسقوط المياه بسرعة ضئيلة ، وفقاً للجاذبية الأرضية ، فإنّ قدرة المحرّك الكهربائي للمضخة تكون صغيرة ، وكذلك معدّل تدفق المضخة يكون قليلاً .


مروحة الهواء:
تعمل مروحة الهواء ، على سحب الهواء الخارجي من خارج المكيّف ، ليعبر خلال الحوائط الجانبية المزودة بالقش المبلل ، حيث يبرّد ويرطب الهواء ، لتدفعه المروحة الى داخل الغرفة المراد تكييفها . ومروحة المكيف من النوع النابذي ، وتدار بواسطة محرّك كهربائي متصل معها عن طريق سير belt.


عمله (المكيف الصحراوي):


عند الضغط على مفتاح تشغيل المكيف ، يصل التيار الكهربائي الى كل من مضخة المياه ومروحة الهواء .
تعمل مضخة المياه ، على ادارة المياه في دارة شبه مغلقة ، من حوض التجميع الى الأعلى ، عبر أنابيب وخراطيم ، لترشّ (لتذرّ) spray على القش ، وتجعله رطباً ، ثم تعود المياه الى الحوض مرة أخرى .
في نفس الوقت ، تعمل المروحة ، على امرار الهواء الخارجي الحار والجاف عبر القش المبلّل ، حيث يتم تبريده وترطيبه ، ثم تدفعه المروحة الى الغرفة المراد تكييفها .
مع استمرار دوران المياه ، تنخفض ايضاً درجة حرارة الماء ، الى ما يقرب من درجة حرارة الهواء الرطب .
نتيجة عملية التبخر المستمر ، يجب التزويد بالماء water supply ، للحفاظ على منسوب سوية الماء بحوض التجميع ، وذلك عن طريق فتح وغلق الصمام ذو العوّامة .

ملاحظات :

لايعاد تدوير الهواء ابداً ، لأنه يحتوي على رطوبة عالية جداً حالما يمر عبر المبرد التبخيري . يجب دائماً ان يسحب الهواء الجديد من الوسط الخارجي .
بشكل عام ، نظام التبريد التبخيري ، ليس فعّالاً في المناخات الرطبة ، بسبب كون الهواء الخارجي ليس جافاً تماماً ، وإنما في الأماكن الجافة (الصحراوية).