مدرسه تاسیسات آموزش تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان
يكی از پرکاربردترین روش‌هاي تهويه تابستاني استفاده از دستگاه رطوبت‌زني است كه فقط درجه حرارت خشك Dry temperature را با عمل رطوبت‌زني پايين مي‌آورد. اين نوع تهويه در مناطقي كه داراي هواي خشك با درجه حرارت بالا هستند بسیار مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
سردكردن هوا فقط با رطوبت زني
اين يك تحول آدياباتيك بوده و نمونه آن در كولرهاي آبي اتفاق مي‌افتد. آب اضافه شده به هوايي كه بسرعت در حال عبور است گرماي نهان تبخير خود را از هوا گرفته آنرا خنك مي‌كند. در طول اين تحول دماي مرطوب هوا ثابت باقي مي‌ماند.
با توجه به نمودار سایکرومتریک در این تحول مشاهده می کنیم که:
دستگاههاي رطوبت‌زني كه در اصطلاح كولر آبي Wetted-media air cooler or Wetted pad type evaporative cooler خوانده مي‌شوند بصورت واحدهاي كوچك براي اطاق‌ها با ظرفيت 3000 تا 6000 مترمكعب در ساعت و واحدهاي بزرگ تا 30000 مترمكعب در ساعت ساخته مي‌شوند.
در واحدهاي كوچك، آب بوسيلة پمپ از مخزن به الياف نباتي پاشيده مي‌شود و هوا بوسيلة فن از ميان اين الياف به داخل كانال منتهي به اطاق‌ها هدايت مي‌شود. پايين آمدن درجه حرارت خشك هوا و ايجاد وزش، تبادل حرارتي بدن را بيشتر مي‌كند و هوا به نظر سردتر به نظر مي‌آيد و بدن احساس مطبوع مي‌كند.
در واحدهاي بزرگ كه بصورت يك دستگاه مركزي است از نازل‌هاي اسپري آب استفاده مي‌شود. بطور معمول از هر نازل در حدود 8 ليتر در دقيقه آب با فشار 15 اتمسفر براي هر 8000 مترمكعب جربان هوا، به هوا اضافه مي‌شود و هوا پس از مرطوب شدن از آبگيرها Eliminator عبور مي‌كند و بوسيله فن به كانال‌ها ارسال مي‌شود.
آبگيرها از صفحات مواج گالوانيزه يا مسي به ضخامت يك ميليمتر ساخته شده‌اند و به فاصله 25 الي 4 سانتيمتر از يكديگر قرار مي‌گيرند و بوسيلة يك آب‌پران كه در بالاي آن قرار دارد هميشه مرطوب نگهداشته مي‌شوند. موج اين صفحات طوري است كه با سرعت حداكثر 3 متر بر ثانيه حدود 5 بار تغيير جهت مي‌دهد و ذرات معلق آب به آن داده مي‌شود.
در هر دو نوع دستگاه رطوبت‌زن، براي ترميم مقدار آبي كه تبخير و يا از مخزن تخليه مي‌شود يك شير شناور Floater بكاربرده مي‌شود.
در ساختمانهايي كه نبايد مقدار رطوبت بالا رود از جمله سالنهاي نمايش پرجمعيت، خنك‌كردن هوا بوسيله آب بطريق غير مستقيم انجام مي‌شود. در اين روش هوايي را كه بايد خنك كرد از داخل يك شبكة فلزي عبور مي‌دهند كه اين شبكه فلزي از خارج در مسير جريان هواي مرطوب و پاشش آب قرار مي‌گيرد و در نتيجه تبخير آب شبكة فلزي سرد مي‌شود و هواي داخل شبكه را خنك مي‌كند.
انتخاب كولر آبي يا دستگاه رطوبت‌زني
براي انتخاب كولر آبي يا دستگاه رطوبت‌زني بايد دبي كولر را بدست آورد.
دبي كولر عبارتست از مقدار هوايي كه در مدت يك دقيقه از كولر به محل ارسال مي‌شود و از نسبت حجم ساختمان به تعداد دفعات تعويض هواي محل بدست مي‌آيد:
نكات فنی
- محل نصب بايد طوري انتخاب شود كه احتياج به كانال‌كشي طويل و يا پيچ و خم‌هاي زايد و زانوهاي متعدد نداشته باشد.
- كولر بايد در هواي آزادي كه صد در صد هواي تازه و تا حدي خشك باشد نصب شود.
- بايد هواي ورودي به كولر با هواي خروجي از كولر در تماس نباشد در غير اينصورت رطوبت نسبي هواي داخل بالا مي‌رود.
- سعي شود هواي ورودي از كولر به اتاق از بالاترين نقطه و تقريباً نزديك به سقف و در امتداد طول وارد فضا شود.
- چون مقداري ذرات آب در هواي دميده شده كولر وجود دارد اين هوا پس از جذب گرماي موجود در هوا تبديل به بخار خواهد شد و اگر در مدت زماني كه ذكر شده هوا از محل تخليه نشود پس از ساعتي هواي اطاق دم كرده و شرجي مي‌شود به همين علت بايد حتماً محلي براي خروج هوا درنظر گرفته شود. اين راه خروجي تا حد امكان بالاتر از دريچة ورودي هوا و حداقل سه برابر دريچة ورودي هوا باشد. اگر امكان نصب دريچة خروجي و يا بازگذاشتن در و پنجره نبود مي‌توان يك فن در سمت مقابل و يا هر چه دورتر از دريچة ورودي كار گذاشت. اين فن براي مدت زمان خروجي هوا بين يك تا سه دقيقه بايد در نظر گرفته شود.
- هر كولر را مي‌توان در جلوي پنجره، بالاي در ورودي، روي سقف و پشت بام و يا در حياط خلوت در فضاي آزاد نصب كرد.
- تابش آفتاب روي كولر و تا 4 متر از طول كانال تا اندازه‌اي بي‌اثر است اما بهتر است كولر در محلي كه سايه و در معرض وزش باد است نصب شود زيرا وزش باد موافق راندمان كولر را بالا مي‌برد، جريان هوا به داخل فضا سريعتر مي‌شود و هواي داخل زودتر خارج مي‌شود.
- دريچه ورودي هوا بعلت داشتن پره‌هاي عمودي و افقي و دمپر پشت آن بايد لااقل یک ششم بزرگتر از دهانه كانالي كه هوا را وارد محل مي‌كند انتخاب و نصب شود.
بطور خلاصه كليه موارد زير بايد به هنگام نصب كولر رعايت شود:
دور بودن از فاضلاب، دود آشپزخانه، طبخ غذا و گازهاي متعفن، گرد و غبار و در نظر گرفتن امكان سرويس و تعمير كولر از نظر پرتگاه نبودن، رعايت زيبايي ساختمان، خودداري از كانال‌كشي زياد و پيچ و خم‌هاي زايد و همچنين نصب كولر در هواي آزاد، در مقابل باد و زير ساية درخت يا سايه‌بان، در نظر گرفتن محل ورود هوا و نيز محل خروج هوا.
در انتخاب مقاطع و طول كانال هدايت هوا بايد به دو نكته توجه داشت:
- سرعت هواي كانال نبايد از سرعت خروجي كولر بيشتر باشد به همين علت در اكثر موارد با زياد كردن سطح مقطع كانال اين سرعت را كاهش مي‌دهند.
- طول كانال اصلي با توجه به نوع كولر بين 5 تا 10 انتخاب مي‌شود.
ايرواشر Air washer
در اين دستگاه عمل رطوبت‌گيري، رطوبت‌زني، گرم كردن، سردكردن هوا و همچنين پاك ساختن هوا از آلودگيها از قبيل گرد و غبار و پرز، با استفاده از پودر كردن آب در هوا صورت مي‌گيرد. درجه حرارت آب پودرشده پارامتر مهمي بوده و تعيين‌كننده نوع هر كدام از فرآيندهاي فوق مي‌باشد.
اگرچه تمام فرآيندهايي كه در بالا گفته شد از اين دستگاه برميايد ولي بيشتر در عمل براي سردكردن و بالابردن رطوبت و همچنين پاكيزه ساختن هوا از آلودگيها از آن استفاده مي‌شود. اين دستگاه در تابستان ضمن تصفيه و پاك‌ساختن هوا از گرد و غبار و بالابردن رطوبت، قادر است تا مقدار قابل توجهي درجه حرارت هوا را پايين آورد و بخاطر همين خاصيت است كه يكي از موارد استفاده آن را سالنهاي توليد كارخانجات از قبيل نساجي تشكيل مي‌دهد.
با توجه به اينكه در داخل دستگاه آب پودر شده و در هوا بصورت بخار آب ظاهر مي‌گردد، آب گرماي لازم جهت تبخيرشدن را از هوا مي‌گيرد و در نتيجه درجه حرارت هوا پايين مي‌آيد و رطوبت آن بالا مي‌رود و حرارت محسوس هوا Sensible heat كم و حرارت نهان Latent heat آن زياد مي‌شود. در مجموع حرارت كل يا آنتالپي Enthalpy هوا پابت باقي مي‌ماند بنابراين در مناطقي كه رطوبت هوا زياد مي‌باشد عمل تبخير بخوبي صورت نمي‌گيرد و سردشدن هوا ممكن نمي‌باشد.
بطور تجربي ثابت شده است كه مناطقي كه درجه حرارت مرطوب آنها Wet bulb temperature از 84 درجه فارنهايت يا 28 درجه سانتيگراد بيشتر باشد اين دستگاه جهت سردكردن هوا كارايي چنداني ندارد.
از آنجائيكه سرعت هوا باعث مي‌شود قطرات آب بدون تبخيرشدن از دستگاه خارج شود توصيه مي‌شود سرعت در داخل دستگاه بين 400 الي 600 فوت در دقيقه باشد.
روش محاسبه و انتخاب دستگاه ايرواشر
چنانچه درجه حرارت آب ثابت و حدودا مساوي درجه حرارت مرطوب هوا باشد، تحول روي خط انتالپي ثابت صورت مي‌گيرد. بنابراين اگر رطوبت نسبي خروجي را داشته باشيم چون مسير تحول مشخص است شرايط هواي خروجي از دستگاه كاملاً مشخص خواهد شد. (با استفاده از چارت سايكرومتريك)
منابع:
- محاسبات تاسیسات ساختمان، سید مجتبی طباطبایی
- Carrier Handbook, 1966
نویسنده: مسعود خانی بختیاری