همانطور که در مقاله قبلی بررسی شد به کمک نمودار سایکرومتریک میتوان تمامی خواص هوا را تنها با دانستن دو ویژگی آن به کمک نمودار بدست آورد. به عنوان مثال برای فضایی بسته مانند اتاق میتوان با داشتن دمای هوا و رطوبت نسبی موجود در هوا به سایر خواص پی برد.
برای درک بهتر این موضوع به بررسی مثال ذیل میپردازیم. فرض کنید دمای اتاق ۷۵f باشد و رطوبت نسبی نیز برابر با ۵۰% . با امتداد دمای ۷۵ درجه فارنهایت به صورت عمودی و تقاطع آن با منحنی رطوبت نسبی ۵۰ درصد به نقطه ای در نمودار سایکرومتریک میرسیم که سایر خواص هوا اعم از دمای شبنم، دمای حباب خیس، نسبت رطوبت، انتالپی و حجم مخصوص برای ما مشخص میشود.
در کاربرد تهویه مطبوع هوا معمولا ترکیبی از حداقل دو جریان هوایی میباشد. ترکیبی از هوای تازه و هوای برگشتی از فضاها. به عنوان مثال ۱۰ درصد هوای تازه با ۹۰ درصد هوای برگشتی از فضاها با هم ترکیب شده و به نقطه ی مشخصی در نمودار سایکرومتریک میرسیم که با داشتن این نقطه میتوانیم سایر خواص را بدست آوریم. طریقه ترکیب کردن جریان های هوایی برای رسیدن به یک جریان مشخص در ادامه توضیح داده خواهد شد.
فرآیند های تهویه مطبوع:
تهویه مطبوع در واقع فرایند های مختلفی است که در سایکرومتریک رخ می دهند. تعریف فرایند در تهویه مطبوع عبارت است از حرکت از یک نقطه به نقطه دیگر در نمودار سایکرومتریک. برای انجام فرآیند گرما و رطوبت یا افزایش می یابند و یا از محیط گرفته میشود. در این بخش به بررسی هشت فرایند پایه در تهویه مطبوع می پردازیم و این فرایند ها را در نمودار سایکرومتریک نیز بررسی میکنیم.
| فرایند | مثال |
| گرمادهی | کوره ی گازی |
| گرماگیری | کویل سرمایی در دمای بالاتر از دمای شبنم |
| رطوبت زنی | رطوبت زن در هواساز |
| رطوبت گیری | دستگاه رطوبت گیر |
| گرماگیری و رطوبت زنی | کولر آبی |
| گرماگیری و رطوبت گیری | کویل سرمایی در دمای پایین تر از دمای شبنم |
| گرمادهی و رطوبت زنی | گرمایش در زمستان با رطوبت زن |
| گرمادهی و رطوبت گیری | فرایند های رطوبت گیری شیمیایی |
تغییرات گرمای محسوس و نهان
تغییر در دمای حباب خشک و نسبت رطوبت در فرایند تهویه مطبوع منجر به تغییرات گرمای محسوس و نهان میشود.
تغییرات گرمای محسوس در نتیجه تغییر دمای حباب خشک رخ می دهد و به صورت یک خط افقی در نمودار نشان داده می شود. هنگامی که دمای حباب خشک، در عین ثابت بودن نسبت رطوبت، تغییر میکند، دمای حباب خیس نیز عوض می شود اما دمای نقطه شبنم ثابت می ماند.
حال اگر ما تغییرات دما را بدانیم میتوانیم گرمای محسوس را بدست آوریم. با داشتن دبی هوا گرمای محسوس از رابطه زیر بدست می آید.
تغییرات گرمای نهان زمانی رخ می دهد که تبخیر و یا تقطیر صورت بگیرد و دمای حباب خشک ثابت بماند و به صورت یک خط عمودی در نمودار نشان داده می شود. در این فرایند نسبت رطوبت کم یا زیاد می شود اما دمای حباب خشک ثابت می ماند. در این فرایند دمای نقطه شبنم و دمای حباب خیس نیز تغییر میکند.
برای محاسبه گرمای نهان از رابطه زیر استفاده میکنیم
اکثر فرایند ها ترکیبی از تغییرات گرمای نهان و محسوس می باشند که در مجموع گرمای کل از رابطه زیر محاسبه می شود.
Qj + Qs = Qt
از آنتالپی نیز می توان برای محاسبه گرمای کل استفاده کرد. به کمک تغییرات آنتالپی بین نقطه ابتدایی و انتهایی فرایند مقدار گرمای کل از رابطه زیر بدست می آید.
Qt = 4.5 * CFM * ∆h
گرمای کل GTH (Grand Total Heat) برحسب btu/hr بدست می آید.
در شکل زیر به عنوان مثال نشان داده شده است که چه مقدار از گرمای کل سهم گرمای محسوس و چه مقدار آن گرمای نهان است.
ترکیب جریانات هوایی
همانطور که گفته شد در فرایند های تهویه مطبوع معمولا درصدی از هوای تازه با هوای برگشتی ترکیب شده و به عنوان هوای ورودی به تجهیزات استفاده می شود. برا اینکه شرایط دمایی این ترکیب را بدست بیاوریم نیاز به شرایط هر کدام داریم.با ذکر یک مثال مورد فوق را بررسی میکنیم.
فرض کنید ۳۰۰۰cfm هوای برگشتی با ۱۰۰۰cfm هوای تازه ترکیب شود. برای بدست آوردن مکان این ترکیب در نمودار سایکرو متریک از فرمول زیر استفاده میکنیم.
fresh air/fresh air + return air = %
که این درصد نسبت فاصله نقطه ترکیب هوا از هوای تازه و برگشتی را مشخص میکند که در تصویر زیر مشخص شده است.
به عنوان مثال اگر نصف حجم هوا، هوای برگشتی و نصف دیگر هوای تازه باشد. نقطه مورد نظر دقیقا بین دو هوای تازه و برگشت قرار می گیرد (مطابق فرمول عدد بدست امده ۵۰% یعنی وسط میباشد)
خلاصه
در این دو بخش ما به بررسی اینکه جریانات هوایی ترکیبی از هوای خشک و رطوبت است و اینکه یک گراف، نمودار سایکرومتریک، چگونه میتواند ویژگی های هر نوع شرایط هوایی را به ما بدهد پرداختیم و همچنین با ۸ فرایند اصلی که در تهویه هوا کاربرد دارند اشنا شدیم. نمودار سایکرومتریک مرجع اصلی بررسی خواص هوا و فرآیند های آن میباشد.