نحوه کنترل رطوبت و رطوبت گیری در سیستم تهویه مطبوع

برای کنترل رطوبت شیوه‌های گوناگونی وجود دارد که با افزایش یا کاهش رطوبت سبب نزدیک شدن شرایط به ناحیه آسایش می‌گردد. به صورت کلی تلاش می‌گردد که در فصل‌های گرم سال به همراه سرمایش، عملیات رطوبت‌گیری و در فصل‌های سرد سال به همراه گرمایش، فرایند رطوبت زنی انجام شود. برای آشنایی با اصول کنترل رطوبت، بهتر است که در ابتدا با مواردی مثل مفهوم رطوبت هوا آشنا باشید.

رطوبت هوا

رطوبت هوا میزان بخار آبی که در هوا وجود دارد را نشان می‌دهد.‌ برای اندازه‌گیری آن از مقیاس‌های گوناگونی استفاده می‌گردد، ولی مقیاس بسیار مهم کمیت رطوبت نسبی می‌باشد. رطوبت نسبی یعنی نسبت رطوبت هوا به حداکثر رطوبتی که امکان دارد در همان دما و فشار در هوا وجود داشته باشد. هرچه دمای هوا بیشتر باشد، رطوبت کاهش می‌یابد.

در بعضی از موارد رطوبت هوا با نسبت رطوبت نشان داده می‌شود که این کمیت نسبت جرم بخار آب را به جرم هوا نشان می‌دهد. نسبت رطوبت و رطوبت نسبی را در نمودار سایکومتریک می‌توان مشاهده کرد. نسبت رطوبت در سمت راست با خط عمودی و رطوبت نسبی با خطوط منحنی مشخص است که پایین‌ترین منحنی ۱۰ درصد و بالاترین منحنی صد در صد را نمایش می‌دهد.

با این نمودار می‌توان به راحتی نقطه آسایش افراد را تعیین نمود. این ناحیه در دماهای گوناگون متفاوت خواهد بود، ولی به صورت کلی در دمای ۲۰ تا ۲۶ درجه، رطوبت نسبی بین ۳۰ الی ۶۰ درصد مشخص می‌گردد. در طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع هدف اصلی تنظیم شرایط آسایش است. بنابراین یکی از مهم‌ترین موارد، کنترل رطوبت خواهد بود.

کنترل رطوبت در سیستم تهویه مطبوع

همانطور که گفته شد، روش‌های گوناگونی برای تغییر رطوبت وجود دارد که با افزایش یا کاهش سبب نزدیک شدن به نقطه آسایش می‌گردد در ادامه انواع روش‌های کنترل رطوبت، رطوبت‌گیری و رطوبت زنی را شرح می‌دهیم:

رطوبت گیری یا کاهش رطوبت

رطوبت گیرها با کمک سیستم‌های کاهش رطوبت در اتاق، رطوبت موجود را با گرفتن بخار آب اضافه کاهش می‌دهند و در نتیجه شرایطی فراهم خواهد شد که در هنگام زیاد بودن رطوبت هوا، از مقدار آن کاسته شود و شرایط آسایش فراهم گردد و همچنین از رشد کپک‌ها، قارچ‌ها و ارگانیسم‌های آلرژی‌زای دیگر نیز جلوگیری خواهد شد. کنترل رطوبت با رطوبت گیری معمولاً به دو شیوه انجام می‌شود که در یکی از شیوه‌ها از سیستم تبرید استفاده می‌شود و در دیگری از مواد شیمیایی استفاده می‌شود.

رطوبت گیری در روش استفاده از چرخه تبرید

در بین انواع شیوه‌های گوناگون رطوبت‌گیری روش مبتنی بر تبرید، از پر استفاده‌ترین و مشهورترین شیوه‌ها محسوب می‌شود. در این روش اساس کار در رسیدن دمای هوا به نقطه شبنم می‌باشد. این مورد شبیه به تشکیل قطره آب روی لیوان سرد در روز گرم می‌باشد. به عبارتی در این شیوه از چگالیده شدن بخار آب استفاده می‌کنند و در فصل‌های گرم سال معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در ابتدا هوای مرطوب و گرم که برای افراد آزاردهنده است، با فن وارد سیستم تهویه مطبوع می‌گردد. این هوا وارد بخش اواپراتور می‌شود و از روی کویل‌هایی که به کمک سیستم تبرید سرد می‌شوند، می‌گذرند. با توجه به اینکه در این فرایند دما کاهش پیدا می‌کند، موجب خواهد شد که بخار آب در سطح کویل به نقطه شبنم یا خط اشباع برسد. بنابراین بخار آب در این بخش چگالیده می‌شود و به حالت مایع تبدیل می‌گردد و با تمهیداتی که اندیشیده شده است، از سیستم بیرون می‌رود.

اما همانطور که بیان کردیم، این روش از کنترل رطوبت معمولاً در فصل‌های گرم سال مانند تابستان، در زمان استفاده از سیستم‌های سرمایش تبریدی مثل کولر گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما چنانچه قصد کاهش رطوبت هوا بدون سرمایش را داشته باشید، نمی‌توان از این سیستم به این حالت استفاده نمود.

رطوبت‌گیری با ماده جاذب

یکی دیگر از شیوه‌ها برای رطوبت گیری، از ماده شیمیایی به اسم سیلیکاژن که توانایی زیادی در جذب و نگهداری آب دارد، استفاده می‌گردد. در این شیوه هوای مرطوب محیط مورد نظر توسط فن وارد قسمت رطوبت گیر می‌شود و از درون چرخ بزرگ دوار عبور می‌کند. وقتی از این چرخ رطوبت هوا عبور می‌کند، میزان آن کمتر شده و هوا با میزان رطوبت کمتری وارد محیط می‌شود.

بخش مرطوب چرخ دوار پس از دوران، از یکی دیگر از کانال‌ها عبور می‌کند که در این کانال هوا با کمک هیتر گرم می‌شود. میزان رطوبت هوایی که گرم شده است، کمتر می‌باشد و می‌تواند از هوای اتاق جذب آب بیشتری داشته باشد. به همین علت آبی که در ماده جاذب وجود دارد را جذب می‌کند، در این شرایط ماده جاذب قادر خواهد بود رطوبت محیط مورد نظر را جذب کند و هوای مرطوب و گرم نیز به بیرون از اتاق فرستاده می‌شود. وقتی این فرایند تکرار می‌شود، سیستم‌های جذب رطوبت می‌توانند در یک فضا رطوبت گیری را انجام دهند.

کنترل رطوبت با افزایش رطوبت یا رطوبت زنی

افزایش رطوبت یا رطوب زنی برای کنترل رطوبت برخلاف فرآیند رطوبت گیری، ساده می‌باشد. برای این کار باید فقط آب به صورت قطرات بسیار ریز یا به صورت بخار در هوا پخش گردد. علت اضافه کردن این بخش در سیستم کنترل رطوبت کم هزینه‌تر و ساده‌تر خواهد بود. روش‌های گوناگون پیاده‌سازی این فرایند را در ادامه بررسی می‌کنیم.

رطوبت زن تبخیری

مرطوب کننده تبخیری یا رطوب‌زن تبخیری از مرطوب کننده‌های خنک محسوب می‌شوند. بدین معنا که بخار آبی که از رطوبت زن تبخیری به هوا وارد می‌شود، هم دما با آن و یا سردتر از آن می‌باشد. عملکرد این نوع از رطوبت زن‌ها بر اساس سرعت بخشیدن به فرآیند تبخیر طبیعی می‌باشد. در این شیوه با کمک فن، هوای محیط مورد نظر از یک فیلتر مرطوب عبور می‌کند و موجب می‌شود که آب موجود در آن تبخیر شود و در نتیجه میزان رطوبت هوا افزایش پیدا کند.

اگر بخواهیم از نمونه‌های این شیوه مثال بزنیم، می‌توانیم به کولر آبی اشاره کنیم، که در برخی از مناطق ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این شیوه نکته قابل توجه این است که باید به اقلیم منطقه توجه کرد. در صورتی که هوای محیط بیرون رطوبت زیادی داشته باشد، تبخیر آب سخت‌تر خواهد بود. بنابراین استفاده از این سیستم در مناطق شمال ایران که مرطوب هستند، مناسب نخواهد بود، ولی برای مناطقی که دارای آب و هوای خشک و گرم هستند، مثل نواحی مرکزی ایران، استفاده از این سیستم مناسب است.

رطوبت‌زن التراسونیک

مرطوب کننده یا رطوبت زن التراسونیک هم از مرطوب کننده‌های خنک محسوب می‌شوند. این مرطوب کننده‌ها با ارتعاشگرهای صوتی آب را به قطرات بسیار ریز تبدیل کرده و پس از آن با کمک فن و یا مکانیسم‌های دیگر وارد اتاق می‌کند. این رطوبت زن‌ها معمولاً نیازی به فیلتر ندارند و کیفیت عملکرد این سیستم‌ها از مرطوب کننده‌های تبخیری بیشتر است. استفاده از این روش برای مناطق خشک و گرم مناسب خواهد بود. چون مکانیسم آن از نوع تبخیری می‌باشد.

رطوبت زن بخار گرم

مرطوب کننده یا رطوبت زن بخار گرم بر خلاف دو نوع قبل که بیان شدند، از نوع مرطوب کننده‌های خنک محسوب نمی‌شوند. این رطوبت زن‌ها آب را جوشانده و آن را از مایع به بخار تبدیل می‌کنند. این بخار وارد هوای اتاق می‌شود و در نتیجه رطوبت نسبی افزایش پیدا می‌کند. با توجه به اینکه رطوبت زن بخار گرم، رطوبت را به حالت بخار و به صورت مستقیم وارد می‌کند، بنابراین در رطوبت زنی سرعت بیشتری نسبت به دو نوع قبل دارد و در مواقعی که نیاز به گرمایش و رطوبت زنی همزمان وجود دارد، استفاده می‌شود.

تجهیزات کنترل رطوبت زنی

تجهیزات رطوبت زنی و کنترل رطوبت محیط از جمله لوازمی می‌باشند که برای افزایش رطوبت از آنها استفاده می‌کنند و در چند دسته رطوبت زن تشتی، ایرواشرها، رطوبت زنی الکتریکی، رطوبت زنی بخار خشک و رطوبت زنی تشکی طبقه‌بندی می‌شوند.

• مدل تشت‌دار

در این دستگاه یک تشت آب وجود دارد که با بخار و آب گرم افزایش دما پیدا می‌کند. در حقیقت این دستگاه یک باد زن هوا است که از آب گرم تشتک عبور کرده و رطوبت تبخیر شده از آب را با هوا، به محیط مورد نظر منتقل می‌کند.

• مدل بخار

دارای ظرفی می‌باشد که سبب کاهش رطوبت با باز شدن شیر برقی دهانه خروجی آن باز می‌شود و بخار جمع شده در آن به مکان مورد نظر وارد می‌شود. این مدل از تجهیزات کنترل رطوبت بسیار با اهمیت است. این دستگاه را می‌توان در قسمت کانال و در محیط نصب کرد.

• مدل الکتریکی

رطوبت‌زن که مقاومت الکتریکی دارد، در داخل کویل مسی است و در بخش‌های تشتکی فرو می‌رود و موجب کنترل رطوبت محیط و تبخیر آب می‌گردد.

• مدل کویل سرد

چنانچه میزان دمای کویل هواساز از نقطه شبنم پایین‌تر باشد، رطوبت گیری انجام می‌شود. اما در صورتی که از میزان مورد نظر مقدار سرما بیشتر باشد، دمای هوای عبوری با کمک کویل گرمکن متعادل می‌گردد.

سخن تکمیلی

کنترل رطوبت محیط به دلایل گوناگونی انجام می‌شود. یکی از عوامل مهم برای تعیین دما آرامش و رفاه می‌باشد. وقتی که رطوبت در هوا بیش از اندازه افزایش پیدا می‌کند، سبب ایجاد انواع قارچ خواهد شد. به ویژه در مراکز تولیدی مواد غذایی و بهداشتی بسیار حائز اهمیت است. برای استفاده از سیستم‌های کنترل رطوبت محیط باید به شرایط آب و هوایی منطقه توجه داشته باشید. همچنین در هنگام انتخاب سیستم باید به این نکته توجه نمایید که نوع سیستم در میزان و مقدار مصرف انرژی بسیار موثر خواهد بود.