خنک کنندگی

کارآمدی کمتر پلاستیک در مقایسه با سطوح و لایه های خنک کننده تبخیری کاغذی
سطوح و لایه های خنک کننده تبخیری پلاستیکی دارای خواص خننک کنندگی یکسانی نیستند چون کاغذ مبنای کار لایه های خنک کننده است . این امر در واقع شمول تحقیق گسترده ای است که هر دو سیستم را در شرایط محیطی متفاوت با هم مقایسه می کند. این مهم کاهش خنک کنندگی ، هزینه اولیه بالاتر و یا نیاز به تعداد قابل توجهی از نازل های داخلی پوشیده از بخار را جهت افزایش خنک کنندگی نشان می دهد.
در 30 سال گذشته که لایه های خنک کننده تبخیری اسکان ماکیان مورد استفاده قرار گرفته تغییر بسیار اندکی کرده است . تغییرات نسبتا اندکی در آیتم هایی از قبیل زاوایای شیارها (45درجه در 15 درجه برابر 30 درجه در 30 درجه) پوشش های کناری و ضخامت لایه (6 اینچ در برابر 4 اینچ) قابل توجه بوده است اما برای بیشترین بخش ها لایه های کاغذی سنتی درچندین دهه قبل تقریبا همین حدود را خنک می کرده است. اخیرا به نوع بسیار متفاوتی از لایه های خنک کننده تبخیری که یکی از آنها از پلاستیک ساخته شده گرایشی مشاهده شده است. بسیاری امید دارد که یک لایه پلاستیکی دارای عمر طولانی تری بوده تمیز کردن و مطابقت ان با اصول بهداشتی آسان تر و کیفیت کم آبی آن در مقایسه با لایه های کاغذی قابل تحمل تر خواهد بود. در حالی که ایده خنک کننده تبخیری پلاستیکی ممکن است جالب به نظر برسد درک اینکه دلایل خیلی خوبی وجود دارند که چرا به طور سنتی از لایه های خنک کننده تبخیری کاغذی استفاده کردیم بسیار حائز اهمیت خواهد بود.
طراحی و ساختار
ممکن نیست اینگونه بنظر برسد اما مهندسی قابل توجهی وارد طراحی و ساختار لایه خنک کننده تبخیری کاغذی شده است . اندازه شیار لایه باید تنها برای افزایش خنک کنندگی هوای وارده بلکه جهت کاهش مقاومت جریان هوا و بنابراین افزایش عملکرد پنکه های دریچه ورودی طراحی می شود. این یک کنش بالانسی بسیار ظریفی است . هرچه اندازه شیار کوچکتر باشد خنک کنندگی بیشتر و مقاومت در برابر جریان هوا نیز بیشتر خواهد بود. و این احتمال نیز بیشتر است که لایه توسط گردو غبار خزه ها یا بوسیله جریان آب اطراف لایه مسدود شود. زوایای شیار هم باید جهت تضمین این مهم طراحی شود که آب اطراف لایه به روشی جریان یابد که شیارهای لایه و سطوح ان به حدی تمیز باقی بماند که سرعت باد تولید شده از پنکه های دریچه ها به حداکثر ممکن برسد. تا حد زیادی ضخیم ترین بخش طراحی لایه کاغذی واجد کیفیت طراحی خود کاغذ است. کاغذ لایه خنک کننده تبخیری با صمغهایی القا شده و به روشی بهبود می یابد که نه تنها محک و قابل دوام است بلکه نرم و به حد کافی نفوذ پذیر هم هست که امکان ورود آسان آب را به سراسر لایه فراهم می آورد . کنش ورود آب زمانی بسیار مهم است که از طریق یک لایه وارد سیستم خنک کنندگی آن شود. نخست که این کنش احتمال وجود لکه های خشک را کاهش می دهد . دوم اینکه کنش ورود به لایه کاغذی امکان جذب و حفظ مقدار واقعی آب را فراهم می آورد . در حقیقیت بخش اول لایه خنک کننده تبخیری کاغذ دارای 5 یا طول 6/0 گالن آب را در خود حفظ نماید. این بدان معنی است که بعد از اینکه پمپ جریان گردش سیستم لایه از کار افتاد لایه کاغذ دارای کیفیت بالا می تواند به تولید همان مقدار خنکی بر مدت 10 تا 15 دقیقه ادامه داده و نوعی سطح خنک کنندگی را تا 30 دقیقه تداوم بخشد.

نتایج خنک کنندگی متفاوت با طراحی مشابه
هرچند لایه های خنک کننده تبخیری کاغذی با لایه های پلاستیکی مشابه می باشند اما تفاوتهای قابل توجهی هم باهم دارند. یکی از قابل توجه ترین تفاوتها این است که به جای اینکه با شیارها یا کانال های مسیر مستقیم ساخته شوند لایه های پلاستیکی دارای انحنا یا شیارهای به شکل U می باشند. حفره های کوچکی هم در داخل شیارها وجود دارند که هم به افزایش سطح لایه کمک می کنند و همچنین جریان آب را در لایه تسهیل می کنند . این یک چالش کلیدی با لایه خنک کننده تبخیری پلاستیکی می باشد. جریان یکسان هوایی که در یک لایه جاری است می تواند چند اینچ از لایه را در یکی از دو جناح جریان مرطوب کند . جهت تضمین اینکه کل لایه مرطوب باقی بماند جریان آب کل سیستم لایه باید خیلی بیشتر از حد مورد نیاز با لایه کاغذی باشد بطوریکه کل لایه بطور کامل مرطوب شود.

خنک کنندگی بهتر با کاغذ
جهت درک بهتر تفاوتهای بین لایه های کاغذی و پلاستیکی تحقیقی در حال حاضر درحال انجام است که از لایه پلاستیکی استفاده می کند که در برخی لانه های ماکیان و همچنین خوک ها در امریکا نصب شده اند. لایه های کاغذی سنتی در لانه های جوجه هایی که دارای دریچه های تهویه 500×40 می باشند در شمال گرجستان در ژوئن 2011 با لایه های پلاستیکی جایگزین شدند . لایه پلاستیکی 5 پایی با ضخامت 6 اینچ در بخش دوم ساخته شده و با سیستم های خنک کنندگی تبخیری لایه کاغذی سنتی مطابقت دارد . چون این لایه طوری طراحی شده که دارای جریان هوا یا ویژگی های فشار استاتیک لایه های کاغذی سنتی می باشد . اصول فضای لایه ایی مشابه با لانه ای است که دارای لایه پلاستیکی می باشد. جهت کمک به توزیع آب در امتداد قسمت فوقانی لایه لایه کاغذی با ضخامت 2 اینچ در بالای لایه جایگزین آن می شود. همانگونه که انتظار می رود لایه پلاستیکی در مقایسه با لایه کاغذی خنک کنندگی کمتر هوای وارده را تولید می کند . تفاوت در خنک کنندگی تابع درجه حرارت بیرون است. در هنگام صبح و یا در روزهایی که دمای بیرون حدود 80 درجه فارنهایت می باشد لایه کاغذی یک یا دو درجه خنک کنندگی بیشتر از سیستم لایه پلاستیکی (یعنی 3/13 – در برابر 4/14- در
جه )را تولید می کند. وقتی دمای بیرون افزایش و رطوبت نسبی کاهش می یابد تفاوت در خنکی که از طریق این دو سیستم ایجاد شده افزایش می یابد. در طول یک هفته مخصوصا گرم وقتی دمای بیرون به 100 درجه فارنهایت می رسد (8/37 درجه سانتی گراد ) سیستم لایه پلاستیکی تقریبا 5 درجه خنک کنندگی کمتری نسبت به سیستم لایه کاغذی (یعنی 14 درجه فارنهایت در برابر 19 درجه فارنهایت ) تولید می کنند.

تاثیر افزایش رطوبت
فهم این مطلب مهم است که کاهش خنک کنندگی تبخیری همواره منجر به کاهش اساسی در خنک کنندگی پرنده نمی شود. در
طول زمان آب و هوای بسیار گرم اما از خنک کنندگی تبخیری برای کاهش دمای اتاقمان استفاده می کنیم تا انتقال حرارت را از پرنده ها به هوا (فقدان ملموس گرما) افزایش دهیم . مشکل این است که این سیستم خنک کنندگی از هزینه بالا برخوردار بوده و رطوبت را افزایش می دهد. برای هر یک درجه فارنهایت خنک کنندگی تولید شده از طریق تبخیر آب ، رطوبت نسبی هوا در یک اتاق تقریبا 5/2 درصد افزایش خواهد یافت . هرچند دمای هوا کمتر است اما افزایش رطوبت نسبی قدرت پرنده را در خنک کردن خود از طریق تبخیر آب در خارج ازسیستم تنفسی خود کاهش می دهد . بنابراین هرچند دمای هوای اتاق را با سیستم خنک کنندگی تبخیری کاهش می دهیم اما برعکس برروش ابتدایی پرنده در خنک کردن خود تاثیر می گذاریم چون رطوبت را افزایش می دهیم . درمورد لایه پلاستیکی دماهای بالاتر اتاق با رطوبت نسبی پایین تری همراه می شوند که آن را برای پرنده آسان تر می کنند تا حرارت را از طریق تبخیر آب در خارج از سیستم تنفسی آن را از دست می دهند. بنابراین هرچند سرعت باد تاثیر کمتری در برطرف کردن گرما از پرنده ها دارد چون به دمای بدن پرنده ها نزدیک تر است اما پرنده از طریق تبخیر رطوبت در خارج از سیستم تنفسی خود گرمای بیشتری را از دست می دهد چون رطوبت نسبی پایین تر است . سوال این است که آیا پرنده ها در خانه ای با لایه پلاستیکی بهتر زیست می کنند یا لایه کاغذی ؟ جواب با این سوال همراه است که در روز گرم تابستان درجه حرارت اتاق چقدر باید باشد.

حرارت کمتری از پرندگان گرفته می شود.
هدف اصلی هر سیستم خنک کننده تبخیری فقط درجه حرارت هوای ورودی 85 فارنهایت ( 4/29 درجه سانتی گراد ) یا کاهش آن در طول هوای بسیار گرم یعنی زمانی که پرندگان با سن فروش در بازار آماده عرضه داریم . وقتی دما شروع به افزایش از میزان 85 فارنهایت می کند خنکی تولید شده از طریق جریان هوا در بدن آنها شروع به کاهش تا سطوح بحرانی می کند . اگر دمای هوا در اتاق بیش از 90 در جه فارنهایت بالا برود و خنکی تولید شده از طریق جریان هوا تا به حدی کاهش می یابد که مرگ و میر برای پرندگان سن عرضه به بازار روی می دهد . در طول آب و هوای بسیار گرم هر دو سیستم در ثبات درجه حرارت وارده زیر 85 فارنهایت برای بیشترین بخش موفقیت آمیز می باشند اما سیستم لایه کاغذی عموما قادر به حفظ ثبات درجه حرارت هوای وارده نزدیکتر به 80 درجه فارنهایت ( 7/26 درجه سانتی گراد) می باشد مشکلی که برای پرندگان در اتاق هایی با لایه های پلاستیکی وجود دارد این است که هرچند دمای هوای وارده زیر 85 درجه فارنهایت باقی می ماند اما درجه حرارت داخل اتاق اغلب بین 85 و 90 فارنهایت در طول گرمترین موقع روز ثابت می ماند . دمای بالاتر منجر به حرکت به پایین هوا به سمت اتاق می شود که حرارت کمتری را از پرندگان دفع می کند . این امر با این حقیقت تشخیص داده می شود که با کل پنکه هایی که در طول گرمترین موقع روز در حال کارند اختلاف دمای بین دریچه و پایانه پنکه اتاق تا کمتر از 3 درجه فارنهایت کاهش می یابد . چون در اتاق کاملا بسته ، ابتدا این حرارت بدن پرنده است که باعث می شود درجه حرارت در هنگام حرکت هوا از لایه ها به پنکه افزایش یابد تمام چیزهایی که باهم یکسان و برابرند ( ساختار اتاق ، تعداد پنکه های در حال گردش استحام اتاق و غیره ) اختلاف دمای کمتر نشان دهنده این مهم است که جریان هوای اتاق ، کار ضعیف تر دفع حرارت از پرنده ها را دارد. آری ، رطوبت نسبی کمتر در اتاق دارای لایه های پلاستیکی فقدان حرارت را در پرنده افزایش خواهد داد اما سوال این است که آیا جهت بالانس و جبران کاهش فقدان حرارت به سبب حرکت هوای گرمتر در پرندگان کافی است یا خیر.

خنک کنندگی مورد نیاز بیشتر
جالب اینجاست که سیستم لایه پلاستیکی ، سیستم خنک کنندگی تولید می کند شبیه به سیستمی که با سیستم لایه کاغذی دواینچی سنتی انتظار می رود (شکل 6). هرچند لایه های تبخیری کار نسبتا مطلوب خنک کردن پرندگان در طول هوای گرم را صورت می دهند اما بسیاری از تولیدکننده ها مخصوصا آنهایی که پرندگانی بزرگتر پرورش می دهند احساس می کنند که خنک کنندگی بیشتری برای حفظ راحتی پرندگان مخصوصا در طول هوای بسیار داغ لازم است. جهت افزایش خنک کنندگی پرندگان بیشتر اتاق هایی با لایه تبخیری با سیستم های تبخیری متناسب و اساسی مجهز می شوند که نوعا شامل 60 تا 120 نازل یک گالنی (8/3لیتر) در هر ساعت و یک پمپ بوستر psi 200 می باشند. با افزایش نازل های داخلی بیشتر تولید کننده ها به این نتیجه می رسند که سیستم لایه تبخیری می تواند یک مقدار خنک کنندگی را تولید کند . نازل های داخلی تنها به عنوان شروع دمای داخل نزدیک به 85 درجه فارنهایت نیاز می شوند که در واقع در دمای بیرون در 90 درجه فارنهایت یا بالاتر مطابقت دارد . در این نقطه رطوبت نسبی داخل به حد کافی کم خواهد بود طوریکه سیستم تبخیری داخل بتواند بدون تهدید رطوبت اتاق مورد استفاده قرار گیرد . چون کارایی خنک کنندگی سیستم لایه پلاستیک خیلی شبیه سیستم لایه تبخیری کاغذی 2 اینچی است می تواند استدلال این امر باشد که اگر تولید کننده نصب لایه پلاستیکی را انتخاب کند احتمالا نیاز به نصب سیستم تبخیری داخلی هم برای استفاده درزمانی که درجه حرارت از 90 درجه فارنهایت هم بگذرد وجود خواهد داشت.

آب اسپری شده بر روی زمین
مسئله ای دیگر که مورد سیستم لایه پلاستیکی مورد توجه قرار گرفته گرایش به اتلاف آب است. با نرخ جریان آب مورد نیاز جهت تضمین لایه های پلاستیکی که به طور کامل مرطوب باقی مانده در مقایسه با سیستم لایه کاغذی آب اسپری شده بیشتری بر روی زمین باقی مانده است. هرچند این امر می تواند با کاهش مقدار آبی که در لایه در جریان دارد کاهش یابد اما احتمالا منجر به کاهش در خنک کنندگی خواهد شد . ذکر این نکته مهم است که لایه ها در سیستم توزیعی نصب می شوند که طوری طراحی شده تا بتواند حجم زیادی از آب مورد نیاز برای لایه های پلاستیکی احتمالا مرطوب را به جریان بیاندازد . اگر لایه ها در سیستم توزیع آب با حجم کمتری نصب شوند یعنی یکی از پمپ های کم حجم قابل فرورفتن در آب استفاده کند احتمالا خنک کنندگی تولید شده از طریق لایه ها پایین تر خواهد بود . عامل دیگر برای اینکه در ذهن بسپاریم این است که لایه های پلاستیکی وزن به مراتب بیشتری از لایه های کاغذی سنتی دارد ( وزن خشک 25/11 در برابر 5/2 ) . در نتیجه لایه های پلاستیکی باید تنها در سیستم های توزیعی نصب شوند که قابل حمایت از وزن اضافی می باشند . یک سال بعد از نصب لایه پلاستیکی گردوغبار و مواد معدنی بر روی آن نشسته است. فقدان تشکیل مواد معدنی بر روی لایه به سبب کیفیت خوب آب مزرعه قابل پیش بینی است . نمونه های معدودی از سریش هایی وجود دارند که قطعات لایه ها را با هم حفظ می کنند اما در کل لایه های پلاستیکی خیلی خوب حفظ شده اند.

انباشتگی خاک و غبار
ذکر این نکته مهم است که با توجه به لایه های کاغذی با گذشت زمان وقتی که خاک و غبار در لایه انباشته می شوند خنک کنندگی تولید شده از لایه افزایش خواهد یافت . به این سبب که خاک لایه منجر به افزایش فضای سطح لایه نمی شود اما توانایی ورود را دارد اما افزایش در خنک کنندگی بسیار ناچیز خواهد بود احتملا یک در جه یا بیشتر در طول هوای خشک و خیلی گرم . مطلب دیگری را که باید در ذهن بسپاریم این است که هرچند خنک کنندگی تولید شده از لایه ها می تواند زمانی افزایش یابند که کثیف بشوند جریان هوا از طریق لایه یا اتاق می تواند کاهش یابد که این امر احتمالا منجر به کاهش کلی در خنک کنندگی پرندگان می شوند. لایه های پلاستیکی احتماالا مختص مزرعه ماکیان نیستند . بسیاری از تولید کننده ها احتمالا متوجه کاهش خنک کنندگی ، هزینه اولیه زیاد و یا نیاز به تعداد قابل توجهی از نازل های تبخیری داخلی برای افزایش خنک کنندگی می شوند. می توان گفت اگر تولید کنند ه ای از آب زیادی استفاده کند و نیاز به تمیز نگه داشتن لایه ها یا احتمالا آب دارای حجم مواد معدنی بالا باشد لایه پلاستیکی می تواند گزینه احتمالی باشد . با توجه به اینکه چطور این لایه ها فصل های متمادی پایدار خواهند بود و یا تمیز کردن مداوم با تمیز کننده های بسیار قوی برای رفع املاح معدنی چگونه خواهد بود باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.