همه چیز درباره رطوبت و کنترلر رطوبت

رطوبت چیست؟

رطوبت، اندازه‌گیری مقدار خیسی یا تری در هوا را نشان می‌دهد. اکثر افراد خشکی هوا را با زمستان مرتبط می‌دانند؛ این تابعی از رطوبت است. در برخی از مناطق کشور، تابستان‌ها ممکن است گرم و مرطوب باشد. یک سوال مهم‌تر این است: رطوبت نسبی در خانه‌ی شما چقدر است؟ رطوبت نسبی، اندازه‌گیری هر دو مورد دما و رطوبت است. برای اینکه میزان راحتی و رفاه را در خانه‌ی خود تنظیم کنید، لازم است که رطوبت نسبی را بدانید و درک کنید.

اگر رطوبت نسبی 100 درصد باشد، به این معنی است که هوا دیگر ظرفیتی برای نگهداری آب ندارد. از نظر راحتی و آسایش، به این معنی است که عرق شما دیگر تبخیر نمی‌شود، در نتیجه بیشتر گرما را احساس می‌کنید.

در رطوبت بالا چه می‌شود؟

اگر رطوبت نسبی در محیط خانه‌ی شما بالاتر از 60 درصد برود، ممکن است با مشکلات هوای داخلی روبرو شوید. در چنین درصدی از رطوبت، کپک رشد می‌کند و در بین 70 تا 90 رشد آن با شتاب بیشتری انجام می‌شود. اگر یک محیط مرطوب، با یک منبع غذای آلی (ارگانیک) ترکیب شود، احتمال مشکلاتی خطرناک و تهاجمی پدیدار می‌شود.

به علاوه، ممکن است روی پنجره‌ها و دیوارهای خود شاهد پدیده میعان یا چگالش باشید که می‌تواند به تضعیف ساختاری درازمدت و آسیب به ساختمان خانه شما منتهی شود. رطوبت نه تنها به رشد کپک کمک می‌کند، بلکه آفت و برخی حشرات را به خود جذب کرده و می‌تواند به تشدید دیگر مشکلات حساسیت‌زا منجر شود.

در نهایت، رطوبت بالا با افزایش احتمال سکته قلبی، بیماری‌های قلبی یا آسم، می‌تواند تاثیری منفی بر سلامتی انسان داشته باشد.

رطوبت پایین چه تاثیراتی دارد؟

برخلاف رطوبت بالا، اگر سطح رطوبت نسبی خیلی پایین باشد، ممکن است مشکلات دیگری در هوای داخلی ایجاد شود. الکتریسیته‌ی ساکن ممکن است آزاردهنده شود و مواردی همچون پوست و لب‌های خشک، از راحتی و آسایش ساکنین می‌کاهد. هوای خشک می‌تواند یک سرماخوردگی ساده را تشدید کرده و علائمی همچون گلوی خارش‌آور و ناراحتی بینی را افزایش دهد. همچنین وقتی هوا خشک‌تر است، فضای داخلی سردتر به نظر می‌رسد.

به علاوه، اگر رطوبت هوا خیلی کم باشد، در درازمدت به اسباب و مبلمان چوبی و آلات موسیقی آسیب وارد می‌شود. کفپوش چوبی یا پنل‌های چوبی دیواری ممکن است خشک و جمع شده و کاغذ دیواری‌ها کم کم پوست پوست و جدا شوند.

کنترلر رطوبت (Humidity Controller)

اکثر افراد میعان و چگالش را در فضای داخلی تجربه کرده‌اند و تا حدی با این فرآیند آشنا هستند. هر روز با شواهد و مدارکی مبنی بر آسیب دیدن مواد و متریال‌ها به دلیل رطوبت بیش از حد یا کمبود رطوبت روبرو می‌شویم و نتیجه‌ی این مساله،

به دلیل شرایط هوای پیرامون آن‌هاست. اکثر افراد واقعا نمی‌دانند که چطور می‌توان رطوبت هوا را به شکلی مدیریت کرد که به نفع ما باشد، حتی برخی افراد فعال در صنعت تهویه مطبوع هم این مساله را نمی‌دانند!

هوای داخل و خارج ساختمان، حاوی بین 0.1 و 2.5 درصد رطوبت است (بر اساس وزن). این رطوبت نامرئی است و کمی سبک‌تر از هوای خشکی است که آن را در برگرفته است.

هوای سردِ بیرون، معمولا رطوبت کمتری نسبت به هوای گرم دارد اما دستگاه‌هایی که ما برای اندازه‌گیری محتوای مرطوب استفاده می‌کنیم، رطوبت نسبی را به شکل یک درصد نمایش می‌دهند (فشار بخار تقسیم بر فشار بخار اشباع ضرب در 100).

دستگاه‌های زیادی دما و رطوبت نسبی (RH) را نشان می‌دهد، اما کنترل RH ساده نیست؛ با تغییر دما، RH هم تغییر می‌کند. (هوا در 20c و 50% رطوبت نسبی، تقریبا میزان بخار آبی برابر با بخار آب در 15c و 70% رطوبت نسبی در همان فشار دارد.)

یک نمودار سایکومتریک، ابزاری سودمند است که به شکل گرافیکی، پارامترهای رطوبت آب در هوا را نشان می‌دهد.

حال، سطح ایده‌آل رطوبت در یک اتاق چقدر است؟ مطالعات علمی نشان می‌دهند که بازه‌ی ایده‌آل رطوبت در محیط داخلی، بین 40 تا 60 درصد RH است.

بر اساس تجربه، افراد معمولا بین 30 تا 70 درصد RH احساس راحتی و آسودگی می‌کنند. اما افراد زیادی در زمستان، در اتاق‌هایی با رطوبت 20 درصد هستند و دلیل ناراحتی خود را نیز نمی‌دانند. در تابستان، 75 درصد حتی در دمای 25 درجه سلسیوس را می‌توان «محصور و بسته» توصیف کرد.

همانطور که می‌بینید، هوای تازه ممکن است در زمستان بیش از حد خشک باشد. در تابستان هم داغ شده و به حدی مرطوب شود که راحتی محیط را کاهش دهد و این به بزرگ‌تر شدن ابعاد واحد خنک‌کننده و کولر و هزینه‌های برق منجر شود.

پس… چطور رطوبت داخلی را کنترل کنیم؟ شما می‌توانید دستگاه نم‌مهار یا هیومیداستات (humidstat) بخرید و یا برخی دستگاه‌های تهویه بازیابی حرارتی (MVHR) دارای سنسورهای رطوبت هستند و در کنترل‌های آن‌ها این مورد وجود دارد، اما تمام این محصولات به دلایل مختلفی، چندان عملکرد رضایت‌بخشی ندارند. تنها شرکت‌های تخصصی می‌توانند کنترل دقیق رطوبت را ارائه و محقق کنند.

این مشکل باعث شده که اکثر سیستم‌های تهویه با رطوبتی کنترل‌نشده همراه شوند و تنها برخی کاربردهای ویژه هستند که کنترل رطوبت، از نیازمندی‌های ضروری آن‌هاست.

برای حفظ و نگهداری کتاب‌های قدیمی و اتومبیل‌های تاریخی، به محیطی با دمای ثابت و رطوبت کم نیاز داریم. این کار معمولا با اضافه کردن یک چرخ ماده خشک‌کن به سیستم و واحد مدیریت هوا محقق می‌شود.

اگر هوای اتاق بیش از حد خشک باشد، ساز پیانو و دیگر مبلمان و وسایل چوبی آسیب می‌بینند. در چنین موردی، هوای زمستان نیاز دارد که مرطوب‌سازی شود و در فصل تابستان، باید از خنک کردن بیش از حد محیط، خودداری کرد. برای محافظت از اشیای حساس و ارزشمند، می‌تواند از کنترلر رطوبت استفاده کرد.

اهمیت کنترل رطوبت هوا برای انسان‌ها

ما تجربه‌ای طولانی در حوزه‌ای HVAC (گرمایش، سرمایش و تهویه هوا) داریم و متوجه شده‌ایم که کنترل رطوبت یکی از جنبه‌های تهویه مطبوع است که تا امروز، تا حدی نادیده گرفته شده و به آن توجه کافی نشده است. در تجربه‌ی روزمره‌ی خود، بارها مشاهده کردیم که دستگاه‌ها خاموش شده یا از کار افتاده‌اند،

چون برای صاحب یا تکنسین و تعمیرکارها، مشکلات بسیاری را ایجاد کرده‌اند یا اینکه به دلیل موقعیت و محل نصب آن‌ها، دچار استهلاک شدید در مدت زمانی کوتاه شده‌اند. برداشت ما این است که این جزء از نصب HVAC معمولا غیرضروری و زائد در نظر گرفته می‌شود، چون به طور کلی آگاهی کمی در مورد آثار منفی یک محیط با بازه خیلی پایین یا بالای رطوبت وجود دارد، محیطی که افراد به طور مداوم در آن در حضور و رفت و آمد دارند.

به این شکل، ما می‌توانیم این «عدم کنترل رطوبت» را به تعدادی از مشکلات در ساختمان‌ها مرتبط بدانیم که معمولا با آن‌ها روبرو می‌شویم، که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

راحتی و آسایش

تعریق ما تبخیر می‌شود تا بدن ما دمای خود را تنظیم کند و حرارت داخلی بدن را پراکنده کرده و کاهش دهد. رطوبت نسبی پایین، که در زمستان، در اکثر محیط‌های داخلی رایج است،

به دمای متوسط 21-21 درجه سلسیوس منجر می‌شود و تعریق تبخیر شده و ما بیشتر از حدی که باید، در این دما احساس سرما می‌کنیم.

برخلاف این، در تابستان‌ها معمولا در اتاق‌ها، سطح رطوبت بالاتر از حداکثر سطح رفاه و آسایش پیشنهادی می‌رود، یعنی حدود 50-70 درصد RH (رطوبت نسبی). و دلیل این مساله نبود یا عملکرد نادرست سیستم کنترل رطوبت است و در نتیجه بدن نمی‌تواند تبخیرِ تعریق را انجام دهد و حرارت بدن پراکنده و خارج نمی‌شود.

در یک تحقیق انجام شده در دمای رفاه 21.1 و 27°C و با نقاط شبینم بین 2.2 و 20°C، 20 نفر فعالیت خاصی نمی‌کردند و نشسته بودند و لباس‌های سبک و خنک پوشیده بودند.

این مطالعه نشان می‌دهد که واکنش روانی به راحتی حرارتی (بدون تلاش برای تنظیم دما و رطوبت، به طور مثال، بدون باز کردن پنجره یا تعویض لباس و …) حدود 90 درصد از افراد وقتی که رطوبت نسبی در نزدیکی 50 درصد بود، احساس بهتری داشتند.

این مساله در شکل 1 نمایش داده شده است، جایی که TAC (سطح مورد قبول برای آسایش گرمایی) در دماهای رفاه، توسط بیشترین تعداد از افراد با RH حدود 50 درصد نمایش داده شده است.

سلامت

خشکی پوست به شکل مستقیم روی چند عملکرد متابولیک بدن (سوخت و ساز) تاثیرگذار است، از جمله میزان دریافت اکسیژن، استخراج بخار آب، نمک، حرارت و غیره. تبخیر بیش از حد بخار آب به این معناست که جایگزینی آن توسط انتشار مویرگی، ناکافی است و مشکلات مرتبط با خشکی پوست ایجاد می‌شود، که آثار این مشکل را به تازگی کشف کرده‌ایم.

همچنین بد نیست بدانیم که تحقیقات بسیاری نشان می‌دهند که در سطح بسیار پایین یا بسیار بالای رطوبت، میکروب‌ها و میکروارگانیسم‌ها محیط‌هایی را پیدا می‌کنند که برای بقای آن‌ها مناسب‌تر است. این مساله به سه دلیل رخ می‌دهد:

• در رطوبت بالا، کپک بهتر و راحت رشد می‌کند و برای بقای خود، هاگ‌زایی و هاگ‌پراکنی می‌کنند (که همان بوی مشهور نمناک را به همراه دارد) تا اجازه ندهند که دیگر میکروب‌ها رشد کنند. این هاگ‌ها، عملیات و عملکرد سیستم ایمنی بدن ما را تضعیف می‌کنند.
• با افزایش رطوبت، میزان گرد و غبار موجود در هوا و اتمسفر کم می‌شود، هم از نظر تولید و هم از نظر میزان حضور در حالت معلق، چون رطوبت به دلیل گرانش، حامی رسوب کردن است. میزان گرد و غبار موجود در محیط، تاثیری مستقیم بر سلامتی ما دارد، چون میکروارگانسیم‌ها با چسبیدن به این ذرات جامد، در هوا حرکت می‌کنند و جابجا می‌شوند.
• در آخر، در رطوبت کم، غشای مخاطی که اجازه نمی‌دهد اجسام و موجودات مضر وارد بدن ما شوند، نمی‌تواند نقش محافظتی خود را انجام دهد.

این تعامل بدن انسان در چندین مطالعه و تحقیق آشکار شده است و نشان می‌دهد که یک ارتباطی بین سطح رطوبت در یک محیط سربسته و تکثیر کنه‌ها و هیره‌ها وجود دارد.

فضولات این کنه‌ها و حشرات، منبعی مغذی برای کپک است که می‌توانند در بدن افرادی که دچار بیماری‌های تنفسی هستند (مثل آسم یا رینیت) به راحتی رشد کنند. همین تحقیقات نشان می‌دهند که کودکان و نوجوانان، آسیب‌پذیری بیشتری در برابر این بیماری‌ها دارند.

حدود 50 درصد بدن حشرات از آب تشکیل شده است. اگر یک حشره این آب را از دست بدهد، فعالیت کمتر و نرخ تولید مثل پایین‌تری خواهد داشت. دماهای متوسط با رطوبت بالا، فضایی ایده‌آل برای رشد این موجودات است.

با کاهش رطوبت در ساختمان‌ها، می‌توانیم تکثیر کنه‌ها و حشرات را محدود کنیم.

در این شکل می‌توانیم ببینیم که با افزایش ارتفاع از سطح دریای یک خانه، تعداد بیماران آسمی که از واکنش مثبت به گرد و غبار در خانه رنج می‌برند، کاهش پیدا می‌کند. در یک شرایط یکسان هوایی، رطوبت هوا با افزایش ارتفاع از سطح دریا، کاهش پیدا می‌کند.

الکتریسیته ساکن و خرابی تجهیزات IT (فناوری اطلاعات)

هوا با رطوبت نسبی زیر 45 درصد این امکان را فراهم می‌کند که بارهای الکترواستاتیک در بسیاری از انواع تجهیزات IT و حتی روی افراد جمع شوند. الکتریسیته ساکن به شکل پیوسته در محیط ما ایجاد می‌شود، به دلیل اصطکاک مواد با مقاومت الکتریکی بالا در مقابل یکدیگر.

یک مثال رایج، وقتی است که یک فرد روی فرش راه می‌رود. این الکتریسیته تنها زمانی به مشکل تبدیل می‌شود که شرایط محیطی امکان جمع شدن آن را فراهم کند، که نه تنها آثاری ناخوشایند ایجاد می‌کند (مثل وقتی که یک نفر تخلیه بار را تجربه می‌کند)،

بلکه همچنین وقتی که اتمسفری انفجاری یا اشتعال‌زا وجود داشته باشد، ریسک و خطر بیشتر می‌شود. به علاوه، این پدیده‌ها در اتاق‌های کامپیوتر و مراکز پردازش داده بسیار مهم هستند، جایی که ممکن است مشکلاتی همچون خطاهای الکترونیکی در مدارات ایجاد کنند و یا روی هدهای خوانش گرد و غبار جمع‌آوری شود و حتی به شکستن سیال یا مدیوم مغناطیسی منجر شود.

رطوبت نسبی فزاینده، مانع از تشکیل این بارها نمی‌شود، اما جلوی جمع شدن آن‌ها را می‌گیرد. افزایش‌های مناسب در رطوبت نسبی، یک لایه‌ی رطوبت روی سطوح این مواد و متریال‌ها ایجاد می‌کند که به بارها این امکان را می‌دهد که به سمت زمین حرکت کنند، قبل از آنکه به سطوح بالای پتانسیلی برسند.

این شکل، اندازه‌گیری بارهای الکترواستاتیک ایجاد شده در محیط کار با فرش را مطابق با رطوبت نسبی محیط نشان می‌دهد.

کارآمدی و بهره‌وری بهبودیافته

در موارد بسیاری، مصرف واحدهای ترمینال در اتاق‌های کنترل دما، همچون یک اسپلیت، بسیار بالاست. این عموما با استخراج قابل توجهی از میعان و چگالش همراه است.

اگر یک تحلیل کامل‌تر در این شرایط انجام شود، شاید به این نتیجه برسیم که مصرف انرژی نه تنها برای خنک کردن هوا، بلکه برای رطوبت‌زدایی آن نیز استفاده می‌شود.

این رطوبت‌زدایی در این مورد خاص، یک هدررفت انرژی است، یا به زبان دیگر، یک ضرر مالی است، که اگر رطوبت در تغذیه هوای اصلی تنظیم شود، می‌توان از این ضرر مالی جلوگیری کرد. به طور مثال، با استفاده از یک رکوپراتور آنتالپیک (اندرتافتی) که بار رطوبت را کاهش می‌دهد. تقریبا 80 درصد از بارهای حرارتی نهفته، از هوای بیرون می‌آیند.

به این شکل، دستگاه‌های هیتینگ (گرم‌کننده) تنها برای کنترل حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند که به کاهش مصرف انرژی منجر می‌شود. یک تمرکز پایدار روی ماشین‌هایی که در ساختمان‌ها استفاده می‌شوند، بسیار مهم است؛ بر اساس داده‌هایی که اتحادیه اروپا و حکومت ایالات متحده آمریکا ارائه کرده‌اند، ما 40 از انرژی تولیدی خود را در این سیستم‌ها مصرف می‌کنیم.

ماشین‌های HVAC و المان‌های جانبی آن‌ها به شکل روزافزون، سازگاری بیشتری با منابع انرژی تجدیدپذیر پیدا می‌کنند و مصرف انرژی آن‌ها به حداکثر بهره‌وری نزدیک‌تر می‌شود.

زوال مواد و متریال‌ها در ساختمان‌ها

خوردگی و زنگ زدگی

مجموعه‌ای از عناصر فلزی در ساختمان‌ها وجود دارند و بسته به مورد استفاده‌ی آن‌ها، ممکن است اهمیت بالاتر یا کمتری داشته باشند. این استفاده بسیار متنوع است، ممکن است به عنوان المانی ساختاری از فلز استفاده شده باشد یا کاربردی تزئینی داشته باشد.

مثال‌هایی از خرابی‌های رایج در متریال‌ها، ایجاد شده توسط این نوع زوال، عبارتند از از دست رفتن خصیصه‌های مکانیکی، تاب برداشتن، سوراخ شدن، شکستن نقاط اتصال و مواردی از این دست. این مستلزم جایگزینی المان مورد نظر است و این هزینه‌ی خود را دارد.

وقتی یک جریان الکتریکی از یک ناحیه با پتانسیل بالاتر به یک ناحیه با پتانسیل کمتر حرکت کند، فلز دچار زنگ زدن و خوردگی می‌شود. این پدیده زمانی تسریع می‌شود که یک الکترولیت وجود داشته باشد، همچون یک فیلم نازک آبی. این فیلم آبی تشکیل می‌شود، به شکل کلی‌تری، به خاطر میعان رطوبت نسبی موجود در هوا در نزدیکی یک سطح فلزی.

این به دلیل اثر ذرات هوا روی فلز است یا به خاطر وجود پل حرارتی است، چون این سطح در دمایی است که کمتر از هوای محیطی است. در هر دو مورد، میعان با افزایش RH افزایش پیدا می‌کند. بر اساس مطالعات، یک RH حیاتی برای هر فلز وجود دارد که نرخ خوردگی در آن به شکل نمایی افزایش پیدا می‌کند.

رطوبت در دیوارهای پارتیشن و سقف‌ها

در آب و هوای مرطوب، شاید اینطور شود که فشار منفی به خاطر استخراج هوا ایجاد شود. این باعث می‌شود که هوا از فیلتر وارد ساختمان شود و در حفره‌ها بین دیواره‌های پارتیشن و سقف‌ها پُر شود. اگر جایی وجود داشته باشد که دما پایین‌تر از هوای وارد شده باشد (همچون پشتِ یک پرده یا یک مبل)، این شاید به اشباع و حتی میعان منجر شود.

به این شکل رطوبت کافی برای رشد کپک فراهم می‌شود و چیزی ایجاد می‌شود که در فرهنگ عامیانه به آن بوی نم یا رطوبت رو به افزایش گفته می‌شود.

رطوبت در کتابفروشی‌ها

مساله‌ی مشابهی در کتابفروشی‌ها رخ می‌دهد. از طرفی، اینجا یک مشکل دیگر هم وجود دارد: رطوبت را حفظ می‌کنند. در نتیجه مساله دیگر فقط هوای مرطوب و خیس نیست، بلکه ماه‌های مرطوب در طول یک سال مهم هستند.

هر بار که رطوبت نسبی تا حدود 50 درصد بالا می‌رود، کتاب‌ها رطوبت را به خود جذب کرده و آن را رها نمی‌کنند. این مساله در مخازن و انبارهای بزرگ کتاب، شدیدتر است. یک راه حل احتمالی، نصب یک رطوبت‌زدا است که RH را همیشه پایین‌تر از آن حد مورد نظر نگه دارد، بدون توجه به اینکه دما چقدر است.

نتیجه‌گیری

همانطور که در پاراگراف‌های قبلی اشاره کردیم، کنترل رطوبت مهم است، نه تنها از نظر حفظ و نگهداری از مواد و متریال‌ها، بلکه همچنین از نظر سلامت انسان نیز مهم است.

منظور ما از حفظ مواد، نگهداری خصیصه‌ها و ویژگی‌های المان‌ها و عناصری است که بخشی از یک ساختمان را تشکیل می‌دهند، به شکل دائمی یا موقت. نگران‌کننده‌ترین مساله در این مورد، خوردگی و زنگ زدگی است.

به این دلیل، کنترل سختگیرانه‌ی رطوبت نسبی می‌تواند به جلوگیری از آسیب متریال‌ها منجر شود که از ضرر مالی کاهش می‌دهد. یک مساله‌ی مهم‌تر، جنبه‌های مرتبط با سلامت انسان است، همچون نفوذ قارچ، حشرات، ویروس‌ها و باکتری‌ها. ما پیش از این به شکل خلاصه اشاره کردیم که شرایط محیطی روی توسعه آن‌ها تاثیرگذار است و یکی از عوامل اصلی رطوبت نسبی است.

نتیجه‌ی نادیده گرفتن چنین عواملی می‌تواند به بیماری‌های تنفسی منجر شود، که اساسا قابل پیشگیری هستند، همچون آلرژی‌ها، آسم و رینیت. در شکل زیر و به شکل خلاصه، می‌توانید فواصل رطوبت نسبی را ببینید که ارگانیسم‌های متنوع در آن‌ها می‌توانند کنار هم رشد و زندگی کنند.

پس به عنوان جمع‌بندی، بازه یا محدوده‌های تعیین‌شده توسط قوانین مختلف ساختمانی، مرتبط با رطوبت نسبی، نه دمدمی مزاج هستند نه مطلق – بلکه هدف آن‌ها این است که از مشکلاتی که توصیف کردیم، جلوگیری کنند.

دیگر مزایای مازاد از کنترل رطوبت به دست می‌آیند، همچون صرفه‌جویی در انرژی مصرف در تهویه‌ی مطبوع اتاق‌ها، جلوگیری از جمع شدن بارهای استاتیک که ممکن است با اصطکاک مواد رخ دهد و بهبود عملکرد بهتر تجهیزات IT. خوشبختانه، روند رایج در سال‌های اخیر، بازگشت به مفهوم غالب اهمیت کنترل RH است و بنابراین به شکل روزافزون اهمیت آن به کنترل دما نزدیک‌تر می‌شود.

کنترل رطوبت برای صنعت تولید

کنترل رطوبت برای دسته‌ی بزرگی از صنایع مهم است تا بهره‌وری و کارآمدی بالاتر را محقق سازند. برای دستیابی به سطوح بهینه رطوبت که در کاربردهای صنعتی رایج است،

همچون صنعت غذا، داروسازی، الکترونیک، چاپ و پرینت، صنایع تولید متنوع و همچنین برای بازارهای کوچک‌تر که وجود دارند، مثل صنعت هتل‌داری و مهمان‌نوازیِ لوکس و مجلل. نه تنها این مساله برای فرآیند تولید سودمند است،

بلکه برای رفاه و سلامت کارمندان و پرسنل نیز مفید است.
برخی کاربردها به سیستم‌های رطوبت‌زدا نیاز دارند، همچون کمپرسورها یا رطوبت‌زداهای ماده خشک‌کن. برخی کاربردهای دیگر نیازمند سطوح بالاتری از رطوبت هستند، مثل اتاق‌های سرد برای سبزیجات (بالای 90 درصد RH با دمای بین 1 تا 10 درجه). بسته به دمای محیطی داخلی، شرایط رطوبتی مورد نیاز تغییر می‌کند.

به طور کلی، برای جلوگیری از میعان و تاثیرات بهینه‌ی رطوبت‌زایی، توصیه می‌شود که سطح رطوبت نسبی (RH) بین 40 تا 60 درصد باشد. اما هر کاربرد صنعتی، سطح بهینه رطوبت خاصی را برای دستیابی به بهترین نتایج از نظر بهره‌وری و کارآمدی نیاز دارد.

مسائل مرتبط با سطح پایین رطوبت و/یا عدم کنترل رطوبت در تولید، برای انواع مختلف صنایع

امروزه، صنعت در یک مسابقه‌ی پیوسته برای تولید بیشتر و سریع‌تر است و همزمان حفظ سطح کیفیت خوب برای محصولاتی که به دست مشتریان می‌رسد. بنابراین کارخانه‌های تولیدی نمی‌توانند زمان و پول را برای تعمیرات هدر کنند. سرعت تولید و کیفیت بالا، دو عامل کلیدی هستند. از طرفی، چند مساله ممکن است در این فرآیند رخ بدهد و به محصولات آسیب وارد شود:

• آسیب الکتریسیته ساکن
• چسبندگی ذرات روی محصولات نهایی (پیش‌فرض‌های محصول)
• انفجار / منبع احتراق
• نقصی‌های محصول و/یا خرابی در زمان تولید
• مشکلات محیط کاری ایجاد شده توسط رطوبت کم (کارگران بیمار) یا بارهای استاتیک (تخلیه‌ی الکترواستاتیک)
• انفجار گرد و غبار
• شوک الکتریکی به کارگران و تجهیزات
• آلودگی اجزا
• زوال خصیصه‌های محصول
• از کار انداختن و خاموش کردن عملیات، سوء عملکرد تجهیزات / ماشین‌ها
• چسبیدن و/یا دافعه بین اجسام

این منجر به هزینه برای تعمیرات محصولات می‌شود، هزینه نگهداری و تعمیر ماشین‌آلات آسیب‌دیده، هزینه محصول آسیب‌دیده و ایجاد یک محیط کاری غیرایمن برای اپراتورها و کارگران.

کمبود رطوبت معلق در هوا، علت ریشه‌ای این مسائل است. خشکی هوا، ایجاد الکتریسیته ساکن را ممکن می‌سازد و باعث می‌شود که ذرات گرد و غبار در هوا معلق شوند.

به همین دلیل است که مدیریت رطوبت‌زایی و شرایط دمایی در محل، نقشی مهم برای کارخانه‌های تولیدی بسیاری از صنایع دارد. رایج‌ترین راه حل‌ها عبارتند از رطوبت‌ساز بخار و سیستم‌های رطوبت‌ساز اسپری آب.

راه حل: سیستم‌های صرفه‌جویی در انرژی برای کنترل رطوبت در تولید

اگرچه رطوبت‌سازی بخار به شکل سنتی در مراکز تولیدی استفاده می‌شود (برای کاهش مصرف انرژی داخل کارخانه) راه حل ما جایگزین آن‌ها می‌شود. سیستم رطوبت‌ساز ما یک واحد یا دستگاه بر اساس عملکرد اسپری است که یک مه ریز اسپری می‌کند. این دستگاه با نازل‌های پنوماتیکی نصب می‌شود که از هوای فشرده و آب غیرمعدنی شده (بدون مواد معدنی) استفاده می‌کنند.

سیستم‌های رطوبت‌سازی اسپری‌محور، برخلاف رطوبت‌سازی بخار، از سوخت نفتی/روغنی استفاده نمی‌کنند و در مقایسه، مقادیر کمتری برق استفاده می‌کنند که باعث می‌شود از هزینه‌های عملیاتی کاسته شود.

با آنکه رطوبت‌زایی بخار، حرارت ایجاد می‌کند، سیستم کنترل رطوبت ما، مهِ غیرخیس‌کننده اسپری می‌کند که وقتی در محیط کاری تبخیر می‌شود، خنک کرده و رطوبت ایجاد می‌کند. این کار هزینه‌های عملیاتی تهویه مطبوع را کاهش می‌دهد. در نتیجه، سطوح رطوبت همچنین به شکل دقیق کنترل شده و به میزان مورد نیاز می‌رسد.

دستگاه‌های رطوبت‌ساز: رطوبت‌ساز مه خشک یا دستگاه رطوبت‌ساز قابل حمل

با یک پنل کنترلر و سنسورهای رطوبت نصب می‌شود و سیستم یک کنترل رطوبت موثر را برای تمام اتاق‌های مرکز تولید، ارائه می‌کند. سنسور رطوبت نشان می‌دهد که آیا سیستم نیاز دارد فعال و روشن شود یا باید متوقف شود، بسته به میزان رطوبت یا کمبود رطوبت در هوا. به لطف کنترل دقیق رطوبت محیط، سیستم مه خشک (Dry Fog) بهره‌وری انرژی را فراهم می‌آورد، با کاهش هزینه‌های انرژی تا سقف 80 درصد، نسبت به آنچه یک رطوبت‌ساز بخار سنتی مصرف می‌کند.

مزایا

• کنترل دقیق و صحیح رطوبت محیط داخلی، جلوگیری از رطوبت بیش از حد (میعان) و کمبود رطوبت (خشکی)
• حل کردن دو مشکل به شکل همزمان: کاهش الکتریسیته ساکن و هزینه‌های انرژی
• کاهش قابل توجه در مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی با مصرف کمتر برق
• خنک کردن و رطوبت‌زایی بدون خیس کردن محیط، اجسام و کارگران
• تسهیل سرعت تولید و کیفیت، با کنترل نتایج محصول نهایی، سطح رطوبت و دما.

سطح رطوبت داخلی ایده‌آل چقدر است؟

رطوبت در یک خانه، تاثیری قابل توجه روی آسایش و رفاه ساکنان آن خانه دارد. رطوبت نسبی ایده‌آل برای سلامتی و راحتی، بین 40 تا 60 درصد است. از طرفی، باید به این نکته هم دقت کنید که هوای سرد در زمستان، بخار آب زیادی را در خود نگه نمی‌دارد. بنابراین حفظ سطح رطوبت زیر 40 درصد در زمستان سرد، مشکلی ندارد. رطوبت بیش از حد در ماه‌های زمستان، می‌تواند برای مصالح و مواد ساختمانی نیز مشکل ایجاد کند.

کنترلرهای رطوبت

کنترلرهای رطوبت روی سطوح رطوبت نظارت می‌کنند و سطح مناسب را در کاربردهای تست محیطی، نواحی نگهداری و انبارهای غذا و اتاق‌های تجهیزات الکترونیکی حفظ می‌کنند. معمولا شامل توانایی‌ها و ویژگی‌های نمایش نرخ و توتالایزر، دیتا لاگر (داده ثبت کن) و چارت رکوردر می‌شوند.

کنترلرهای رطوبت که کنترل گرمایش و سرمایش هم دارند، ارائه می‌کنند. می‌توان از محصولات چندکاربردی استفاده کرد تا هیترهای ترموکوپل، ترموالکتریکی یا ترمیستور را کنترل کرد، یا برای کنترل شناساگرهای دمای مقاومتی (RTDها)، هیترهای مقاومتی یا المنت‌های گرمایشی استفاده می‌شوند. معمولا، تامین‌کنندگان اعلام می‌کنند که کنترلرهای رطوبت برای استفاده با مایعات، جامدات، پودر، گازها، هوا یا بخار طراحی شده‌اند یا خیر.

برخی کنترلرهای رطوبت یک فرم‌فاکتور PCB (برد مدار چاپی) دارند. دیگر کنترلرها برای نصب در یک رک (rack)، روی ریل DIN، روی دیوار، کیس، محفظه یا کابینت طراحی شده‌اند. کنترلرهای فرآیند مستقل (standalone) واحدهای روی میزی یا ایستایی روی زمین هستند، با یک پوشش و کیس کامل یا کابینتی و رابط داخلی.

ویژگی‌ها

کنترلرهای رطوبت از چندین تکنیک کنترل مختلف استفاده می‌کنند. لیمیت کنترل (کنترل روشن-خاموش، کنترل bang-bang) ست‌پوینت‌ها یا محدوده‌ای را تعیین می‌کند که وقتی به آن برسد، یک سیگنال برای توقف یا شروع یک متغیر فرآیند ارسال می‌کند.

کنترل خطی، یک سیگنال ورودی متغیر را با سیگنال کنترل متغیر مرتبط تطبیق می‌دهد. سپس از پردازش سیگنال، فیلترینگ و تقویت‌سازی استفاده می‌شود تا سیگنال کنترل خروجی مناسب تولید شود. کنترل PID (تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر) نیازمند بازخورد سیستم real-time (بلادرنگ) است.

کنترل بازخورد محور، جبران کنترل-مستقیم از سیگنال مرجع را فراهم می‌کند. این نوع تکنیک کنترل می‌تواند حلقه-باز باشد یا همراه با دیگر کنترل‌های پیشرفته PID استفاده شود. منطق فازی، نوعی کنترل است که متغیرها می‌توانند مقادیری غیردقیق داشته باشند (به عنوان حقیقت ناقص) به جای وضعیت باینری (کاملا درست یا کاملا نادرست).

کنترل‌های پیشرفته یا غیرخطی شامل الگوریتم‌هایی همچون بهره یا گین سازگار (adaptive gain) و شبکه‌بندی عصبی (neural networking) می‌شود.

مشخصات فنی

مشخصات فنی برای کنترلرهای رطوبت عبارتند از:

• تعداد ورودی‌ها
• تعداد خروجی‌ها
• انواع ورودی
• انواع خروجی
• تعداد نواحی یا zoneها (اگر چنین چیزی داشته باشد)

تعداد ورودی‌ها، تعداد کل سیگنال‌های ارسالی به کنترلر رطوبت است. تعداد خروجی‌ها، جمع تمام خروجی‌های استفاده شده برای کنترل، جبران یا تصحیح فرآیند است.

انواع ورودی برای کنترلرهای رطوبت شامل ولتاژ جریان مستقیم (DC)، حلقه‌های جریان، سیگنال‌های آنالوگ از رزیستورها یا پتانسیومترها، ورودی‌های فرکانس و ورودی‌های سوییچ یا رله می‌شود. انواع خروجی شامل ولتاژ آنالوگ، حلقه‌های جریان، خروجی‌های سوییچ یا رله و پالس‌ها یا فرکانس‌ها می‌شود. برخی کنترلرهای رطوبت همچنین می‌توانند ورودی‌ها و خروجی‌ها را به شکل سریال (متوالی)، موازی، اترنت یا دیگر فرمت‌های دیجیتال ارسال و دریافت کنند که نشان‌دهنده‌ی یک متغیر فرآیند هستند.

دیگر کنترلرها می‌توانند ورودی‌ها و خروجی‌ها را از اطلاعات تبدیل شده به پروتکل فیلدباس صنعتی ارسال و دریافت کنند، همچون CANbus و PROFIBUS یا SERCOS. پروتکل PROFIBUS یک علامت تجاری ثبت شده برای شرکت بین‌المللی PROFIBUS است.

کنترلرهای رطوبت از نظر ویژگی‌های رابط کاربری و سازگاری با قوانین، متفاوت هستند. بسیاری از محصولات دارای یک پنل جلو دیجیتال یا اجزای آنالوگ همچون ناب‌ها (knobs: دستگیره‌های کنترلی چرخشی)، سوییچ‌ها و میترها (meters) هستند. همچنین کنترلرهای رطوبتی هم وجود دارند که قابل برنامه‌ریزی با کامپیوتر، قابل فعال شدن با اینترنت (web-enabled)، دارای اترنت (Ethernet) یا آماده اتصال به شبکه (network-ready) هستند.