با قطرات آب ، با آب تبادل جرمی و حرارتی می کند. شرایط خروجی هوا وابسته به درجه حرارت آب اسپری شده است و برای کنترل شرایط خروجی هوا باید کنترل دمای آب را در سیستم تهویه تعیین نمود.
طبق قانون دوم ترمودینامیک ، انتقال حرارت مستقیم بین قطرات آب و هوا ، مقدار دما را کاهش می دهد و انتقال جرم نیز مقدار فشاربخار را کاهش می دهد.
اجزای اصلی ایرواشر
مهم ترین جز ایر واشر ها شامل یک محفظه شامل چندین لوله ی نازل است که وظیفه ی آن اسپری آب است به همراه یک بخش جدا کننده که آب و هوا را در خروجی از یکدیگر جدا می کند. یک قسمت نیز برای تجمع آلودگی های آب اسپری شده و ذرات موجود در هواست. بعد از گذر هوا از میان قطرات آب آلودگی های آن در این قسمت جمع می شود. وقتی بخش آب فشان هوا را می شوید و ذرات جامد آن را می زداید می تواند به هوا رطوبت زنی کرده و یا می تواند رطوبت زدایی کند. محفظه برخورد آب با هوا به شکل W است. این بخش باعث برخورد هوا با صفحات مرطوب شده و در نتیجه قطرات اسپری شده ، ذرات هوا را تمیز می کند. پمپ نیز آب را در مدار به حرکت در می آورد.
رطوبت زنی توسط ایرواشر
آب اسپری شده هوای گرم قبلی را خنک کرده و حرارت آن را می گیرد و بدین ترتیب آب گرم می شود. به طور کلی هوا با رطوبت پایین وارد ایرواشر شده ، شسته می شود و رطوبت آن بالا می رود و از سیستم خارج می شود. ایرواشر در طی فصولی پاییز و زمستان یا در آب و هوای خشک که رطوبت محیط پایین باشد می تواند هوا را مرطوب کند. یکی از کاربردهای ایرواشر ها در صنایع است، دلیل نیاز به رطوبت در محیط های صنعتی ایجاد شرایط مناسب برای بهره برداری بهتر می باشد. در تولید منسوجات، قطعات الکترونیکی و صنایع مرتبط و جاهایی که رطوبت هوا در کیفیت تولید اهمیت زیادی دارد ایرواشر رطوبت لازم را در فصول خشک تامین می کند. در هنگام رطوبت زنی ، ایرواشر، شبیه برج خنک کننده عمل می کند.
رطوبت زدایی در ایرواشر
زمانی که دمای آب اسپری شده کمتر از دمای حباب تر هوای ورودی باشد رطوبت زدایی رخ می دهد. بنابراین میزان رطوبت هوای ورودی بالاتر از مقدار محیط می شود و آب رطوبت هوا را می گیرد. هر چه آب اسپری سردتر باشد خاصیت رطوبت گیری آن بیشتر شده و هوا خنک تر می گردد.
رطوبت زدایی معمولا در فصول گرم و مرطوب مانند اواخر بهار و تابستان و اوایل پاییز نیاز است.
تمیز کردن هوا با ایرواشر
هنگامی که هوای آلوده به سطح مرطوب تیغه های W شکل برخورد می کند تمیز شده و پرز، روغن و سایر ذرات موجود در آن زدوده می شود. ورود این ذرات به آب ممکن است باعث گرفتگی نازل های اسپری شود به همین علت مواد ضد رسوب به آب اضافه می شود.
نگه داری ایرواشر
بازرسی ایرواشر باید مرتبا اجرا شود تا اجزای مرطوب آن عاری از آلودگی هایی نظیر گرد و خاک ، روغن ، و دیگر آلاینده ها باشند.
انواع کنترل در سیستم ایرواشر
کنترل گر رطوبت
کنترل خوردگی
کنترل پرز و بخار روغن
کنترل بو
کنترل رطوبت با مواد شیمیایی در ایرواشر
استفاده از عوامل کنترل بیولوژیکی آب را تمیز نگه داشته و در نتیجه عمل پودر کردن قطرات آب توسط نازل را بهبود می بخشد. همچنین یاعث اسپری یکنواخت آب و شستشوی موثرتر هوا می شود و در نتیجه حذف ذرات معلق در هوا بهتر انجام می شود.
این روش کنترل، با کاهش کشش سطحی آب ، شکست قطرات آب را بهبود می بخشد. کشش سطحی پایین تر، سیرکولاسیون آب را تمیز نگاه داشته تمدید زمان عملیاتی پاکسازی را افزایش می دهد. رطوبت زنی در ایرواشر همچون برج خنک کننده عمل می کند چرا که ذرات جامد آب را می گیرد.
کنترل خوردگی در ایرواشر
در هر سیستم فلزی که با آب کار می کند کنترل خوردگی امری واجب و ضروری می باشد. دی اکسید کربن ، و دی اکسید گوگرد و دیگر گازهای خورنده می توانند با حل شدن در آب مشکلات جدی برای سیستم به وجود آورند. این ترکیبات اسید رقیق ملایمی را تشکیل می دهند که به آسانی به سطوح محفاظت نشده آسیب زده و باعث خوردگی می شود. از مشخصه های خوردگی ، وجود افت در نازل می باشد. برای اصلاح این وضعیت روی سطح فلز یک پوشش بازدارنده خوردگی می کشند که باعث افزایش PH آب تا حدود 9 می شود. این مقدار PH اسیدهای سطح فلز را خنثی کرده و رشد باکتری در سیستم ایرواشر را به تعویق می اندازد.
کنترل پرز و بخار روغن در ایرواشر
کارکرد ماشین آلات در سرعت های بالا باعث بوجود آمدن روغن هایی در بخار هوا می شود. ذرات روغن باعث اختلال در عملکرد سیستم می شوند. این مشکل می تواند توسط جدا کننده های روغن برطرف گردد. این مواد روغن را از لجن و کثافات آب جدا کرده و به روی آب می آورند و با سرریز از سیستم خارج می کنند. باقی ماندن روغن در سیستم باعث می شود سیستم به اجبار خاموش شود.
کنترل بو در ایرواشر
از آنجا که هوای خروجی از ایرواشر توسط مردم تنفس می شود برای همین هوا باید تمیز و عاری از هر گونه بو باشد. ایرواشر به سرعت لزج شده ، بو می گیرند. برای رفع این مشکل از اکسیدکننده های با بوی کم مانند پراکسید هیدروژن و بروم استفاده می کنند. این مواد را 2 بار در هفته به سیستم ایرواشر تزریق کرده تا شوک وارد کنند.
شروع به کار ایرواشر
ایرواشر در ابتدا باید تمیز شود. اینکار شامل پاکسازی مواد جامد و باکتری ها می باشد. سپس ذرات جامد جدا و تخلیه می گردد. سیستم با توجه به شرایط آب و هوایی راه اندازی می شود. در نهایت جهت حفظ سطح مناسب از کارایی ، دستگاه باید در شرایط عملیاتی مختلف بطور مداوم تست شود.
فرایندهای ترمودینامیکی در ایرواشر
نمودار سایکرومتریک زیر را در نظر بگیرید
خنک کاری و رطوبت زدایی tw < tDPT
اگر آنتالپی خروجی هوا کمتر از مقدار ورودی آن باشد این نشان می دهد که انتقال انرژی از هوا به آب می باشد. با ادامه این فرایند آب گرما گرفته و باید خنک شود. در این حالت هر دو انتقال گرمای نهان و محسوس از هوا به آب می باشند.(خط O_A)
ادیاباتیک اشباع tw =tDPT
در این حالت انتقال حرارت محسوس از هوا به آب دقیقا برابر با انتقال حرارت نهان از آب به هوا می باشد. در این حالت آب خروجی نه گرم است و نه سرد و یک سیرکولاسیون خالص از آب در اختیار داریم.(خط O_B). این فرایند در کولرهای تبخیری کاملا عایق اتفاق می افتد.
خنک کاری و رطوبت زنی tDPT < tw < tWBT
در این حالت انتقال حرارت محسوس از هوا به آب و انتقال حرارت نهان از آب به هوا جریان دارد. اما کل انتقال حرارت از هوا به آب است. بنابراین آب گرم شده .(خط O_C)
خنک کاری و رطوبت زنی tWBT < tw < tDBT
در اینجا انتقال حرارت محسوس از هوا به آب و انتقال حرارن نهان از آب است. اما بیشترین انتقال حرارت از آب به هوا بوده یعنی هوا گرم شده و آب را خنک می کند. (خط O_D) این فرایند در برج خنک کننده رخ می دهد که در آن جریان آب داغ کندانسور توسط هوا خنک شده. آب خنک به کندانسور باز می گردد.
گرمایش و رطوبت زنی tw > tDBT
در اینجا هر دو گرمای نهان و محسوس از آب به هوا منتقل می شوند در نتیجه هوا گرم می شود. (خط O_E)
بنابراین می بینیم که ایرواشر در تمامی فصول قابل استفاده است. اگر چه ایرواشر دستگاه مفیدی است اما به دلیل رشد باکتری ها و قارچ ها روی سطوح مرطوب خیلی در تهویه مطبوع کاربرد ندارد اما در مکان های صنعتی قابل استفاده اند.