سیستم های تهویه مطبوع، ابزاری برای کنترل رطوبت و دما

رطوبت یکی از مهم ترین و تاثیرگذارترین پارامترهای محیطی است که می تواند زندگی و فعالیت های افراد را تحت الشعاع خود قرار دهد. علاوه بر افراد، حتی در برخی از موارد، عملکرد سیستم ها و تجهیزات به کار گرفته در محیط نیز می تواند تحت تاثیر رطوبت نسبی جریان هوای محیط باشد. در این مقاله قصد داریم در مورد ماهیت و اثرات رطوبت محیط و همچنین لزوم و راهکارهای کنترل رطوبت بحث نماییم.

رطوبت

رطوبت (Humidity) در حالت کلی به دو صورت رطوبت مطلق (Absolute humidity) و رطوبت نسبی (Relative humidity) در نظر گرفته می شود. در حقیقت، میزان بخار آب موجود در حجم هوا عبارت است از رطوبت مطلق جریان هوای مورد نظر، که در حالت رطوبت نسبی نیز این میزان بر حداکثر رطوبتی که می تواند داشته باشد تقسیم می گردد.درصد رطوبت و رطوبت نسبی جریان هوا ارتباط مستقیمی با دما و درجه حرارت آن دارد.

تاثیرات رطوبت

تاثیرات رطوبت

همان طور که بیان شد، رطوبت محیط می تواند بسیاری از پارامترهای دیگر محیطی را تحت تاثیر قرار دهد. برخی از این اثرات می توانند به صورت مستقیم و برخی دیگر به صورت غیرمستقیم فعالیت ها و در کل زندگی افراد حاضر در محیط را تحت الشعاع قرار دهند. در زیر، برخی از اثرات کلی میزان رطوبت محیط مورد بررسی قرار گرفته است.

• گیاهان و حیوانات (Animals and Plants)

رطوبت و میزان آن یکی از مهم ترین و تعیین کننده ترین مواردی است که زیستگاه گیاهان و حیوانات را مشخص می نماید. در حقیقت، یکی از فاکتورهای تعریف زیستگاه برای گونه های مختلف از جانداران و نباتات میزان رطوبت است.

• راحتی و سلامتی انسان ها (Human Health and Comfort)

• راحتی و سلامتی انسان ها (Human Health and Comfort)

بدن انسان ها از طریق تنفس جریان هوای محیطی و تبخیر آن خنک گرمای خود را از دست داده و خنک می گردد. تحت شرایط با رطوبت بالا، میزان تبخیر از سطح بدن کاهش پیدا می کند، و در صورتی که درجه حرارت محیط برابر یا کمتر از درجه حرارت و دما بدن و پوست باشد، خون انتقالی به پوست نمی تواند از طریق رسانش (Conduction) گرمای خود را به محیط انتقال دهد. بنابراین میزان خون بیشتری به سطح انتقال یافته و مقدار اندکی از آن به عضلات، ماهیچه ها، مغز و اجزای داخلی بدن انتقال می یابد. از این رو خستگی رخ داده و قدرت فیزیکی بدن به شدت کاهش می یابد. همچنین ممکن است در صورت حاد بودن شرایط، حساسیت و ظرفیت مغز نیز تحت تاثیر قرار گرفته و سکته گرمایی (heat stroke) یا هایپرترمیا (hyperthermia) رخ دهد.

از طرفی، با توجه به اینکه کنترل دمایی بدن ارتباط تنگاتنگی با درجه حرارت و رطوبت محیط زندگی و فعالیت او دارد، و از طریق مکانیسم ساده و اولیه تبخیر (Evaporation) خنک می گردد، در صورت بالا بودن رطوبت احساس گرمای بیشتری می کند. این احساس عدم راحتی و رضایت می تواند در صورت های تشدید آسم، تنگی نفس، احساس بیحسی، کرختی و ضعف یا از دست دادن تعادل در افراد مختلف بروز نماید.

استفاده از سیستم های تهویه مطبوعی که نه تنها درجه حرارت، که رطوبت محیط را نیز کنترل می نمایند دقیقا به همین منظور می باشد.

• سیستم های الکترونیکی (Electronics)

بسیاری از تجهیزات و سیستم های الکترونیکی دارای شاخصه رطوبت (humidity specification) مانند ۵ درصد الی ۴۵ درصد می باشند. رطوبت در رنج های بالا می تواند رسانایی بخش های عایق نفوذپذیر سیستم های الکترونیکی را افزایش دهد که این امر به نوبه خود اختلالات عظیمی را در سیستم ایجاد خواهد کرد. رطوبت بسیار پایین نیز می تواند سبب شکنندگی اجزا و اجسام گردد. بررسی دقیق تاثیر رطوبت روی سیستم های الکترونیکی بسیار فنی و تخصصی است اما جالب است بدانید که دیتاسنترهای عظیم و مدرن همواره میزان و سطح رطوبت نسبی محیط را به منظور جلوگیری از اختلالات احتمالی کنترل می نمایند.

• ساخت و سازها (Building construction)

حتما با اثرات نفوذ رطوبت در برخی از ساختمان های قدیمی مواجه بوده اید. نفوذ رطوبت به دلیل خاصیت موئینگی آب در دیواره ها یا بدنه ساختمان ها می تواند آسیب های جبران ناپذیری به آن ها زده و حتی موجب تخریب آن ها گردد. از این رو، کنترل آن می تواند امری مهم و حیاتی باشد. به علاوه، بالا بودن بیش از حد رطوبت می تواند موجب تسریع در فرایند اکسیداسیون (زنگ زدن) قطعات و اجزای فلزی ساختمان گردد. یا قطعات چوبی موجود را بسیار سریع تر از حالت عادی دچار پوسیدگی و از بین رفتن کند.

• صنایع خاص

و اما در برخی از صنایع خاص نیز رطوبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. کنترل رطوبت دقیق و حساس می تواند در پروژه های جوجه کشی و پرورش طیور، گلخانه ها و کشاورزی و پرورش گیاهان، سالن های پرورش قارچ و صنایعی از این دست بسیار مهم باشد. همچنین، در کارخانجات تولید کننده صنایع الکترونیک نیز پایین بودن بیش از حد نرمال رطوبت می تواند سبب بروز جرقه و در خلال آن، آتش سوزی و خسارات جبران ناپذیری شود.

کنترل رطوبت

با توجه به مطالب فوق، می تواند اهمیت کنترل رطوبت در محیط های مسکونی و صنعتی را دریافت. به منظور کنترل رطوبت، سیستم های تهویه مطبوع مدرن و جدیدی ارائه شده اند که می توانند با حساسیت های متفاوتی سطح رطوبت جریان هوای محیط را کنترل نمایند. تجهیزات به کار رفته در این سیستم های تهویه مطبوع، رطوبت سازها یا تجهیزات رطوبت زا (Humidifiers) یا رطوبت زداها (Dehumidifiers) می باشند. نحوه عملکرد این تجهیزات در مقالات جداگانه به تفصیل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

برخی از این سیستم ها در صورت بالا بودن حساسیت های  کنترلی مانند سالن های پرورش قارچ و امثال آن، می توانند به صورت کاملا دقیق و با استفاده از سنسورهای هوشمند (Automated / Smart Sensors) رطوبت محیطی را اندازه گیری نموده و دستور عملکرد سیستم های کنترل رطوبت را صادر نمایند. برخی از انواع سیستم های تهویه مطبوع مانند ایرواشرها نیز به صورت مداوم در حال افزایش میزان رطوبت محیطی (به دلیل مکانیسم عملکرد تبخیری) هستند و از این رو لازم است هنگام انتخاب شان به شرایط اقلیمی و آب و هوایی محیط مورد استفاده توجه گردد.

در حالت کلی، به منظور کنترل رطوبت محیط، سیستم های تهویه مطبوع بسیاری طراحی و تولید شده اند که کاربران می توانند با توجه به نیاز کاربری و محیطی و جغرافیایی خود، ایده آل ترین آن را انتخاب نمایند.