يُعدّ مجمع المياه في برج التبريد عنصراً مهماً من عناصر البرج، إذ يُستخدم أساساً لتقليل فقدان المياه في الهواء الخارج من البرج، وتحسين كفاءة التشغيل واقتصاديته، وفي الوقت نفسه الحدّ من الأثر على البيئة المحيطة. وفيما يلي عرض تفصيلي لمجمع المياه في برج التبريد:

مبدأ العمل

يستفيد مجمع المياه من مبدأ ديناميكا تدفق الهواء لتغيير اتجاه وسرعة تدفق الهواء المحتوي على قطرات الماء أثناء مروره عبر المجمع. وبسبب القصور الذاتي، تصطدم قطرات الماء بشفرات المجمع أو ببنيته، مما يؤدي إلى التقاطها وتجميعها، وبالتالي تحقيق فصل الغاز عن الماء.
سيتدفق الماء المُفَصَّل عائدًا على سطح مجمع المياه إلى حوض تجميع المياه في برج التبريد ليشارك مرة أخرى في الدورة، بينما يستمر تصريف الهواء الجاف من برج التبريد.

الأنواع والخصائص

مجمع مياه من نوع الألواح المطوية

يتكوّن الهيكل من سلسلة من الألواح المطوية المتداخلة، وتتسم قنوات تدفق الهواء بأنها متعرّجة.

تتمثل المزايا في البنية البسيطة، وسهولة التصنيع، والتكلفة المنخفضة، وفعالية الالتقاط الجيدة بالنسبة لقطرات الماء كبيرة الحجم.

العيب هو أن مقاومة تدفق الهواء كبيرة نسبيًا، كما أن كفاءة جمع المياه بالنسبة لقطرات الماء الصغيرة محدودة.

مجمع مياه من نوع الإعصار

من خلال تصميم خاص للشفرة، يُجعل تدفق الهواء يدور داخل جامع المياه.

تُقذف قطرات الماء نحو الجدار الخارجي لمجمع المياه بفعل قوة الطرد المركزي، مما يحقق فصل وجمع تلك القطرات. ومن مزايا هذا النظام أنه يتمتع بكفاءة عالية نسبيًا في جمع القطرات الصغيرة الحجم، مع مقاومة منخفضة نسبيًا لتدفق الهواء.

العيب هو أن الهيكل معقد نسبيًا، وأن متطلبات التصنيع والتركيب مرتفعة نسبيًا.

مجمع مياه من نوع الشبكة

تتكوّن عادةً من شبكة مصنوعة من المعدن أو البلاستيك، ويتم تصميم حجم وشكل مسام الشبكة بشكل خاص.

عند مرور تدفق الهواء، تُحتجز قطرات الماء بواسطة الشبكة وتلتصق بها، فتتجمع تدريجياً لتكوّن قطرات أكبر ثم تتساقط إلى الأسفل. ومن مزايا هذه الطريقة كفاءة عالية في جمع المياه، وفعالية جيدة في التقاط قطرات الماء ذات أحجام جسيمات مختلفة، بالإضافة إلى مقاومة منخفضة نسبياً لتدفق الهواء.

العيب هو أنه عرضة للانسداد، ويحتاج إلى تنظيف وصيانة دوريتين، كما يجب ضمان قوة ومتانة الشبكة؛ وإلا فإنها سهلة التلف.

اختيار المواد

يجب أن تتمتع مادة جامع المياه بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للعوامل الجوية، بالإضافة إلى قوة ميكانيكية معينة. وتتمثل المواد الشائعة فيما يلي:
بولي فينيل كلوريد (PVC): يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة للماء، كما أنه منخفض التكلفة نسبيًا، وسهل المعالجة والتشكيل. غير أنّه في البيئات ذات درجات الحرارة العالية قد تضعف أداءه، وهو عرضة للتقادم والتحوّل إلى هشّ مع الاستخدام طويل الأمد.

بولي بروبيلين (PP): يتميز بمقاومة حرارية أفضل من مادة كلوريد البوليفينيل (PVC)، وقوة ميكانيكية أعلى، واستقرار كيميائي جيد، كما أنه لا يتأثر بالشيخوخة. وهو مناسب لبيئات أبراج التبريد ذات درجات الحرارة المرتفعة، إلا أن سعره مرتفع نسبيًا.

FRP: يتميز بمتانة عالية، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للشيخوخة، وأداء عزل ممتاز، كما أنه قادر على التكيف مع بيئات العمل القاسية. سطحه أملس، مما يسهّل انزلاق قطرات الماء وتجميعها، إلا أن تكلفة إنتاجه مرتفعة نسبيًا ووزنه كبير نسبيًا.

الوظيفة والأهمية

الحفاظ على المياه: من خلال استعادة الرطوبة الموجودة في تدفق الهواء، يتم تقليل فقدان الماء بسبب التبخر والضياع الناتج عن الرياح في برج التبريد، مما يسهم في توفير كميات كبيرة من موارد المياه. وفي ظل تزايد شحّ الموارد المائية، يكتسب هذا الأمر أهمية بالغة في خفض تكاليف المياه في الإنتاج الصناعي وفي مجالات أخرى.

حماية البيئة: يقلل من الضباب المائي المنبعث من برج التبريد، ويخفّض الأثر على البيئة المحيطة، ويمنع حدوث مشكلات مثل انزلاق الطرق، وتلف النباتات، وتآكل أسطح المباني الناجمة عن الضباب المائي. وفي الوقت نفسه، يسهم أيضًا في تقليل التلوث الذي يصيب الغلاف الجوي وتعزيز صورة الشركات في مجال حماية البيئة.

تحسين أداء أبراج التبريد: يمكن لوجود مجمعات المياه أن يجعل الهواء الخارج من برج التبريد أكثر جفافًا، مما يعزز كفاءة التبريد. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل تقليل تآكل المعدات والمرافق المحيطة بسبب الرطوبة، تم إطالة عمر برج التبريد والمعدات المحيطة به، كما انخفضت تكاليف الصيانة.