قطره گیر؛ انواع و کاربردها

قطره گیر یکی از اجزای مهم سیستمهای خنک کاری تبخیری است که وظیفه کاهش اتلاف آب به شکل قطرات ریز در هوا را بر عهده دارد. عملکرد آن به گونه ای است که از خروج ذرات آب که همراه با جریان هوا جلوگیری کرده و به این ترتیب هم از هدر رفت آب جلوگیری می کند و هم مانع آلایندگی محیطی می شود.

الیمیناتورها نقش مهمی در بهینه سازی عملکرد سیستم خنک کاری، کاهش اتلاف آب و حفاظت از محیط زیست ایفا می کنند. انتخاب، نصب و نگهداری صحیح قطره گیر تأثیر مستقیمی بر بهره وری کل سیستم دارد. با توجه به اهمیت این قطعه، استفاده از مواد باکیفیت، طراحی مناسب و مراقبت های دوره ای می تواند عمر مفید و راندمان آن را به حداکثر برساند.

مکانیزم کارکرد قطره گیر

سیستمهای خنک کاری تبخیری در فرآیند تبخیر آب، جریان هوایی ایجاد می کند که مقداری از آب را به شکل قطرات کوچک با خود حمل می کند. این پدیده که به آن فرار قطرات گفته می شود، می تواند باعث کاهش بازدهی سیستم، افزایش مصرف آب و مشکلات زیست محیطی شود. برای حل این مشکل از قطره گیرهایی استفاده می شود که مانع خروج قطرات آب و افزایش هدر رفت آن شوند.

اساس کار قطره گیر ها انحراف جریان هوای خروجی از برج بوده تا ذرات و قطرات آب موجود در آب به دیواره الیمیناتورها برخورد کرده و به واسطه نیروی جاذبه، مجددا به درون دستگاه بر می گردند.

مزایای استفاده از قطره گیر

• کاهش اتلاف آب به دلیل کاهش قطرات خارج شده از سیستم کولینگ.
• جلوگیری از انتشار قطرات آلوده به مواد شیمیایی به محیط زیست.
• کاهش نیاز به تأمین مجدد آب.
• جلوگیری از تشکیل رسوب در اطراف دستگاه خنک کاری ناشی از قطرات خروجی.
• کاهش هزینه های تأمین و تصفیه آب.
• راندمان بالا در جداسازی قطرات آب و توانایی کاهش اتلاف آب به کمتر از 0.005 درصد.
• مقاومت در برابر خوردگی و جلوگیری از آسیب دیدگی ناشی از مواد شیمیایی یا عوامل محیطی.
• مقاومت حرارتی مناسب و تحمل دماهای بالا یا پایین.
• کاهش افت فشار و حداقل تأثیر بر جریان هوای عبوری.
• طول عمر بالا و دوام مناسب در شرایط عملیاتی مختلف.

انواع قطره گیر

قطره گیرها بر اساس طراحی، جنس و نحوه عملکرد به انواع مختلفی تقسیم می شوند. انتخاب نوع مناسب بستگی به نیازها و شرایط عملیاتی محل نصب دستگاه  دارد.

1. الیمیناتور تیغه ای که از تیغه های متعدد با زوایای مشخص تشکیل شده است. هوا و آب از میان تیغه ها عبور کرده و قطرات آب به تیغه ها برخورد می کنند و از جریان جدا می شوند و مناسب برای برج هایی با جریان هوای بالا است.
2. قطره گیر لانه زنبوری که ساختار شش ضلعی مشابه لانه زنبور دارد، راندمان بالا در کاهش فرار قطرات و هزینه تولید پایین تر نسبت به سایر انواع قطره گیرها از مهمترین بارزه های الیمیناورهای لانه زنبوری است و در دستگاه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرند.
3. قطره گیر موجی که شامل صفحات مواج است و مسیر جریان هوا را به صورت زیگزاگ تغییر می دهند. برخورد بیشتر قطرات آب به صفحات و راندمان جداسازی بالاتری نسبت به نمونه های لانه زنبوری و تیغه ای دارد و مناسب برای برج های بزرگ با جریان هوای سنگین است.

جنس قطره گیر ها

مواد مورد استفاده در ساخت قطره گیرها نقش مهمی در دوام، کارایی و سازگاری آنها با شرایط مختلف محیطی و عملیاتی دارند.

• پلی وینیل کلراید از رایج ترین ماده ها برای ساخت قطره گیر است که مقاومت بالا در برابر خوردگی، اشعه UV و تغییرات دما را دارد و همچنین وزن سبک و نصب آسانی دارد.
• فایبرگلاس که در محیطهای خاص با مقاومت بالا به مواد خورنده از آنها استفاده میشود.
• پلی پروپیلن که مقاومت بیشتر در برابر حرارت و مواد شیمیایی نسبت به پی وی سی دارد و مناسب برای برج هایی با شرایط عملیاتی دشوار است.
• فلزات در قطره گیر کمتر استفاده میشوند، اما برای محیطهای با دما یا فشار بسیار بالا مناسب اند. مقاومت آنها بالا، اما هزینه تولید و نگهداری‌شان زیاد است.

پیشرفت فناوری منجر به طراحی قطره گیرهای با راندمان بالا و افت فشار کمتر شده است که در استفاده از مواد کامپوزیتی برای افزایش مقاومت و کاهش وزن و طراحی‌های نوآورانه برای بهبود مسیر جریان هوا و افزایش جداسازی قطرات است و بهره گیری از نرم افزارهای شبیه سازی برای بهینه سازی طراحی است.

نحوه نگهداری قطره گیر ها

در صورت استفاده طولانی مدت، رسوبات معدنی و بیولوژیکی می توانند عملکرد قطره گیر را کاهش دهند. همچنین تجمع گردوغبار و ذرات معلق ممکن است مسیر جریان هوا را مسدود کند لذا برای حفظ کارایی، نیاز به شست وشو و تمیزکاری منظم دارند. بدین منظور راه حلهای زیر پیشنهاد میشود:

• بازبینی وضعیت ظاهری قطره گیر و شناسایی هرگونه آسیب یا گرفتگی.
• شست وشوی الیمیناتورها با آب تحت فشار یا مواد شیمیایی مناسب.
• استفاده از آب تصفیه شده یا افزودنی های ضد رسوب.

محل نصب الیمیناتورها

این قطعه در مسیر جریان هوای خروجی قرار می گیرد و قطرات آب را پیش از خروج بازیابی می کند. محل قرارگیری دقیق قطره گیر به طراحی و نوع برج (خشک، مرطوب یا هیبریدی) بستگی دارد، اما اصول کلی برای نصب آن مشابه است. قطره گیر به طور معمول بین پکینگ ها و فن ها نصب می شود. این موقعیت بگونه ای طراحی شده است که بتواند حداکثر قطرات آب را از جریان هوای خروجی جدا کند و مانع هدر رفت آب شود. انتخاب صحیح محل نصب و نوع قطره گیر، نقش کلیدی در عملکرد بهینه سیستم خنک کننده، کاهش هزینه ها و حفظ محیط زیست ایفا می کند.

عوامل تأثیرگذار بر محل نصب الیمیناتورها و کار بی عیب و نقص آنها عبارتند از:

• در برج های جریان متقاطع، قطره گیرها در مسیر خروج هوای افقی قرار می گیرند و در مدلهای های جریان مخالف، این قطعه در مسیر خروج هوای عمودی نصب می شود.
• در سیستم های خنک کاری با جریان هوای پر سرعت، الیمیناتورها باید در نقاطی با استحکام بیشتر نصب شوند تا توانایی جذب و کنترل بهتر داشته باشند.
• تراز بودن صفحات یا تیغه های قطره گیر برای جلوگیری از جریان نامتقارن هوا فراموش نشود.
• استفاده از اتصالات مناسب برای جلوگیری از لرزش و آسیب به قطره گیر از ضروریات نصب انواع الیمیناتورهاست.
• در یک برج خنک کننده، قطره گیر معمولاً در بالای پکینگ ها (مدیا) و پایین فن ها نصب می شود. این موقعیت استراتژیک به دلایل زیر انتخاب می شود:
• هنگامی که آب از طریق پکینگ ها پایین می ریزد و با جریان هوا برخورد می کند، برخی قطرات آب به همراه هوا به سمت بالا حرکت می کنند. قطره گیر این قطرات را جذب کرده و به داخل دستگاه باز می گرداند.
• الیمیناتور در مسیری قرار می گیرد که هوا قبل از خروج از آن عبور کند. این امر اطمینان می دهد که تنها هوای خشک خارج می شود.
• قطرات آب می توانند به پروانه های فن آسیب بزنند یا موجب خوردگی شوند. نصب قطره گیر قبل از فن، از این خطر جلوگیری می کند.

مشخصات فنی قطره گیر های ناب زیست

قطره گیرکه وظیفه اصلی آن جلوگیری از هدر رفت آب از طریق تبخیر و پرتاب قطرات به محیط بیرون است باید بگونه ای طراحی شود که بالاترین بازده را در کاهش اتلاف آب داشته باشد و به عملکرد کلی سیستم خنک کاری کمک کند.

مشخصات فنی قطره گیرها عبارتند از:

• ضخامت صفحات بین 0.3 تا 1 میلی متر.
• طول و عرض بر اساس ابعاد برج، ماژولار و سفارشی ساخته می شود.
• فاصله تیغه ها یا شیارها معمولاً 10 تا 20 میلی متر میباشد.
• بازده قطره گیری 95% تا 99%، بسته به طراحی و جنس.
• جلوگیری از خروج بیش از 0.001% تا 0.002% جریان آب کل.
• حداقل افت فشار معمولاً کمتر از 5 پاسکال.
• مقاومت حرارتی بسته به جنس 45 تا 85 درجه سانتی گراد برای پی وی سی و بیشتر از 100 درجه سانتی گراد برای پلی پروپیلن.
• مقاومت شیمیایی بسیار بالا، مقاوم در برابر pH اسیدی و قلیایی در بازه درجه اسیدیته 2 تا 12
• وزن سبک برای نصب و تعویض آسان، معمولاً 1 تا 5 کیلوگرم بر متر مربع.
• 5 تا 15 سال بسته به شرایط کاری و نگهداری.
• تولید بر اساس استانداردهای بین المللی مانند CTI و ASTM.

کاربردهای الیمیناتورها

در زیر لیستی از کاربردهای انواع قطره گیر آورده شده است:

1. در صنایع نیروگاهی؛ برای جلوگیری از خروج قطرات آب همراه با جریان هوا و کاهش هدررفت آب و صرفه جویی در مصرف آن.
2. در صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها بمنظور جداسازی ذرات مایع از بخار یا گاز در فرایندهای شیمیایی یا حفاظت از تجهیزات در برابر خوردگی و رسوب گذاری.
3. در سیستم های تهویه مطبوع در جهت بهبود کیفیت هوا در محیط های صنعتی یا ساختمانی.
4. جلوگیری از انتقال رطوبت بیش ازحد به کانال ها و تجهیزات.
5. در صنایع غذایی؛ درون تبخیرکننده ها و خشک کن ها برای جداسازی قطرات رطوبت از هوا یا بخار و بهبود کیفیت محصولات نهایی.
6. درون دستگاه آب شیرین کن دریایی برای جداسازی قطرات آب شور از بخار.
7. در صنایع دارویی؛ در تجهیزات تقطیر برای جداسازی قطرات مایع از بخار و جلوگیری از آلودگی محصولات.
8. در صنایع کاغذسازی جهت جلوگیری از خروج رطوبت و بخار آب در مراحل تولید خمیر و کاغذ.
9. کنترل انتشار آلاینده ها و ذرات مایع در تصفیه خانه ها، پکیج تصفیه فاضلاب و دودکش های صنعتی.
10. در برج های شستشوی گاز در جهت جلوگیری از هدر رفت مایعات شستشو و بازدهی بالاتر در حذف آلاینده ها.

کاربرد قطره گیر در برج جذب

الیمیناتورها ابزارهایی هستند که برای کنترل و کاهش میزان قطرات مایع در سیستم های صنعتی مختلف استفاده می شوند. در برج های جذب، قطره گیرها کاربردهای مهمی دارند و به عنوان ابزاری حیاتی برای بهینه سازی عملکرد سیستم و کاهش هزینه ها و آسیب ها عمل می کنند.

• جلوگیری از پاشش و قطرات مایع
• افزایش کارایی فرآیند جذب
• کاهش خسارت به تجهیزات
• حفاظت از محیط زیست
• بهبود فرآیند جداسازی
• کاهش مصرف انرژی

کاربرد قطره گیر در ایرواشرها

قیمت انواع قطره گیر

نوع مواد استفاده شده قطره گیرهای ساخته شده از پلیمر معمولاً ارزان تر از الیمیناتورهای فلزی هستند. این تفاوت قیمت به دلیل هزینه های تولید و مواد اولیه است. اندازه و ابعاد قطره گیر نیز می تواند تأثیر زیادی بر قیمت آن داشته باشد. الیمیناتورهایی که برای برج های با ظرفیت های بزرگ طراحی می شوند، معمولاً گران تر هستند.

کیفیت و برندهای معتبر معمولاً قیمت بالاتری دارند، زیرا این برندها تضمین کیفیت، دوام و کارایی بیشتری را ارائه می دهند. همچنین، قطره گیرهای با کیفیت بالا احتمالاً طول عمر بیشتری دارند و به طور کلی هزینه کمتری برای نگهداری و تعمیرات خواهند داشت.

برخی الیمیناتورها دارای ویژگی و طراحی خاصی هستند که ویژگی هایی همچون کاهش افت فشار، مقاومت بیشتر در برابر دماهای بالا و کاهش میزان رطوبت دارند. این ویژگی ها می توانند قیمت قطره گیر را افزایش دهند.