استهلاك المياه لأنظمة التبريد ذات الحلقة المغلقة
Jun 30, 2026
ترك رسالة
يتكون نظام التبريد ذو الحلقة المغلقة- من دائرتين مستقلتين للمياه: دائرة دوران عملية داخلية محكمة الغلق ودائرة دوران رذاذ خارجية. يتم فصل استهلاك المياه وفقدان الدائرتين بشكل كامل.
يغطي إجمالي الطلب على المياه جزأين: النظام الثابت الذي يحتفظ بحجم المياه ومياه التركيب للتشغيل اليومي. ومقارنة بأبراج التبريد المفتوحة التقليدية، فإنها توفر أداءً رائعًا في توفير المياه-وتعمل كحل تبريد رئيسي للطاقة الجديدة والصناعات الكيماوية والتصنيع الدقيق ومراكز البيانات.
I. إجمالي حجم الماء الثابت (حجم التعبئة -لمرة واحدة)
يشير حجم المياه الساكنة إلى إجمالي المياه التي سيتم ملؤها أثناء التشغيل الأولي أو التصريف الكامل بعد عملية الإصلاح الرئيسية، ويتكون من مياه المعالجة الداخلية ومياه الرش الخارجية.
عملية تداول المياه الداخلية المختومة
هذه الدائرة محاطة بالكامل بالملفات وخطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية وخزانات المياه العازلة دون التعرض للهواء، مما يؤدي إلى فقدان قدر ضئيل من الماء الطبيعي أثناء التشغيل. صيغة الحساب:حجم مياه العملية=حجم خط الأنابيب + حجم الملف + حجم الخزان العازل في ظل ظروف العمل الصناعية القياسية، يصل حجم الاحتفاظ الثابت إلى حوالي 8-12 متر مكعب لكل 100 متر مكعب/ساعة من تدفق دوران العملية. تحتوي الوحدات الصغيرة التي يقل تدفقها عن 50 مترًا مكعبًا في الساعة على 3-6 متر مكعب من الماء.
تتطلب أنظمة الحلقات المغلقة-الكبيرة لتخزين الطاقة والعمليات الكيميائية التي يتجاوز تدفقها 1000 متر مكعب في الساعة ما يصل إلى مئات الأمتار المكعبة لمرة واحدة-. الماء المخفف، الماء النقي أو محلول مائي من جلايكول الإيثيلين يتم اعتماده بشكل شائع كوسيلة للتداول. يلزم تكملة كميات صغيرة فقط من الوسط لمنع التسرب بعد التعبئة الأولية، كما أن استبدال الوسط ذو الحجم الكبير-ليس ضروريًا على مدار العام.
رش الماء الخارجي
يتدفق ماء الرش على السطح الخارجي للملفات المغلقة من أجل تبادل الحرارة بالتبخير ويتم تخزينه في حوض الماء السفلي لبرج التبريد. حجمه الثابت يمثل فقط 20%-50% من تدفق الدورة الدموية للعملية. لنأخذ نظام تبريد عملية حلقة مغلقة بقدرة 500 م³/ساعة كمثال: يتراوح تدفق دوران الرش من 100 إلى 250 م³/ساعة، في حين أن الماء الثابت الموجود في الحوض يتراوح بين 5-15 م³ فقط، وهو أقل بكثير من مئات الأمتار المكعبة المخزنة في حوض الماء لأبراج التبريد المفتوحة بنفس المواصفات.
إجمالي حجم التعبئة لمرة واحدة-لنظام حلقي مغلق-كامل هو 30%-50% فقط من النظام المفتوح الذي يتمتع بقدرة مماثلة على تبديد الحرارة، مما يقلل بشكل كبير من الاستخدام الأولي للمياه.
ثانيا. استهلاك مياه المكياج أثناء التشغيل اليومي (المصدر الأساسي لفقدان الماء المستمر)
يحدث فقدان الماء يوميًا في أنظمة{0}الحلقة المغلقة فقط في دائرة الرش الخارجية، بينما يمكن تجاهل فقدان الدورة الداخلية. يشتمل إجمالي حجم ماء المكياج على فقدان التبخر وفقدان الانجراف وفقدان التصريف.الصيغة العامة: حجم ماء المكياج كل ساعة=خسارة التبخر + خسارة الانجراف + خسارة التصريف
فقدان التبخر (70%-80% من إجمالي الخسارة، مستهلك المياه الأساسي)
تتم إزالة الحرارة عن طريق تبخر ماء الرش، ويحدد اختلاف درجة الحرارة بشكل مباشر قدرة التبخر. المعيار التجريبي الصناعي: عندما يكون فرق درجة الحرارة بين مدخل ومخرج ماء الرش 5 درجات، فإن فقدان التبخر يساوي 0.54% من إجمالي تدفق دوران الرش.صيغة الحساب الدقيقة: WE=Δt×L×4.1868÷2520 حيث Δt=فرق درجة حرارة ماء الرش؛
L=معدل تدفق الرش في الساعة. على سبيل المثال، مع تدفق رش يبلغ 200 متر مكعب/ساعة وفرق درجة حرارة 5 درجات، يصل فقدان التبخر في الساعة إلى حوالي 1.08 متر مكعب.
في الصيف الحار مع ارتفاع درجة حرارة البصلة الرطبة-، يرتفع فقدان التبخر قليلاً إلى 0.6%-0.8% من تدفق الرش.
خسارة الانجراف
تعمل أجهزة إزالة المياه ذات الكفاءة العالية- على اعتراض رذاذ الماء، مما يؤدي إلى فقدان انجراف منخفض للغاية للأنظمة ذات الحلقات المغلقة-، حيث لا يتجاوز 0.001%-0.1% من حجم ماء الرش. يمكن للمعدات المتميزة التحكم في فقد الانجراف الذي يقل عن 0.05%، مما لا يخلق أي عبء مائي تقريبًا، وهو متفوق بشكل كبير على الأبراج المفتوحة مع فقدان الانجراف بنسبة 2%-3%.
خسارة تخفيف النفخ
تتراكم الأملاح في ماء الرش بعد التبخر لفترة طويلة-، لذلك يلزم التصريف المنتظم للتحكم في دورات التركيز، مع دورات تركيز قياسية تتراوح من 3 إلى 5.
صيغة الحساب: حجم التصريف=فقدان التبخر ÷ (دورة التركيز − 1) تتميز أنظمة الحلقة المغلقة - بحجم أساسي صغير من ماء الرش، مما يؤدي إلى انخفاض تردد التصريف وحجم التفريغ المحدود. يمكن للأنظمة ذات الإدارة الصارمة لجودة المياه تمديد فترات التصريف وتقليل الطلب على مياه الماكياج.
من خلال الجمع بين جميع أنواع الفقد الثلاثة، في ظل ظروف العمل القياسية، يمثل إجمالي الماء التركيبي في الساعة لأنظمة الحلقات المغلقة- فقط 0.5%-1.5% من تدفق دوران الرش. عند تحويله إلى تدفق دوران العملية الرئيسية، يبلغ إجمالي استهلاك المياه 10%-20% فقط من أبراج التبريد المفتوحة ذات المواصفات المتساوية.
تعتمد المقارنة على نظام تبريد بحلقة مغلقة- بقدرة 500 متر مكعب: تتطلب الأبراج المفتوحة 10-15 متر مكعب من المياه التجميلية في الساعة، بينما تستهلك أنظمة الحلقة- المغلقة 0.5-1.5 متر مكعب فقط في الساعة. لمدة 20-ساعة تشغيل يومية متواصلة، يمكن توفير أكثر من 170 طنًا من المياه، أي ما يعادل أكثر من 50000 طن من توفير المياه سنويًا، مما يخفف بشكل كبير من ضغط حصة المياه في المناطق التي تعاني من ندرة المياه.
ثالثا. المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على استهلاك المياه في نظام الحلقة المغلقة-.
الحمل الحراري ودرجة حرارة اللمبة الرطبة المحيطة: يزيد فقدان التبخر بنسبة 20% إلى 30% في ظل ظروف الصيف الحارة والرطبة. في فصل الشتاء ذي درجات الحرارة المنخفضة-، يمكن تنشيط وضع التبريد الجاف مع إيقاف تشغيل الرذاذ لتحقيق مستوى صفر من استهلاك مياه المكياج.
هيكل المعدات: تعمل الملفات ذات المسافات الواسعة وأجهزة إزالة المياه ذات الكثافة العالية- على تقليل فقد الانجراف، بينما تقلل الأحواض ذات السعة الكبيرة- من إعادة تعبئة المكياج بشكل متكرر.
إدارة جودة المياه: يؤدي استخدام مياه الرش المخففة إلى زيادة دورات التركيز وتقليل نفايات المياه المرتبطة بالتصريف.
ضيق النظام: يؤدي تسرب خطوط الأنابيب والصمامات الداخلية إلى زيادة طفيفة في حجم تركيبة الماء النقي. يمكن لعمليات التفتيش المنتظمة أن تحد من فقدان التسرب أقل من 0.05%.
رابعا. حالات عملية لاستهلاك المياه في التطبيقات الصناعية
800 متر مكعب في الساعة-نظام تبريد حلقي مغلق لمراكز البيانات وتخزين الطاقة: إجمالي حجم التعبئة الساكنة حوالي 90 مترًا مكعبًا؛ ماء مكياج كل ساعة يبلغ 1.2-1.8 متر مكعب تحت درجة حرارة الصيف المرتفعة، ولا يوجد ماء مكياج في وضع التبريد الجاف في الشتاء.
وحدة حلقة مغلقة بقدرة 400 م³/ساعة- للتبريد البلوري الكيميائي: حجم تعبئة ثابت يبلغ 45 م³، ومتوسط مياه مكياج في الساعة يبلغ 0.6-1.0 م³ على مدار السنة.
أثناء التشغيل على المدى الطويل-، توفر أنظمة التبريد الحلقي-المغلقة مزايا توفير المياه المزدوجة-: انخفاض حجم التعبئة لمرة واحدة- والحد الأدنى من الطلب المستمر على مياه الماكياج. وفي الوقت نفسه، تظل المياه المتداولة في العمليات الداخلية نظيفة لفترات طويلة دون استبدال متكرر للوسيط، مما يقلل من استهلاك موارد المياه وتكاليف معالجة المياه من المصدر، والامتثال لسياسات الحفاظ على المياه الصناعية وخفض الانبعاثات.
إرسال التحقيق