ارتباط تشکیل کندانس با نمودار سایکرومتریک

تشکیل کندانس (بخار آبی که از حالت گاز به مایع تبدیل می شود)، مساله مهمی در استخرهای سرپوشیده است. از تشکیل کندانس قابل مشاهده و… باید جلوگیری شود. برای درک چگونگی رخ دادن این پدیده، آشنایی اصولی با سایکرومتریک ضروری است. معمولاً در مواجهه با یک نمودار سایکرومتریک، 5 اصطلاح زیر دیده می شود:

دمای حباب خشک (db) : دمای محسوس هواست (یعنی همان چیزی که از یک دماسنج معمولی خوانده می شود).

دمای حباب تر (wb) : با قراردادن یک پارچه مرطوب اطراف سنسور و اندازه گیری دمای همزمان با تبخیر آب از پارچه ثبت می شود. وقتی آب بخار می شود، گرمای لازم برای تبخیر از حباب دماسنج را می گیرد و آن را متناسب با مقدار تبخیر خنک می کند.

دمای نقطه شبنم (dp) : دمایی است که در آن رطوبت کندانس می شود و آب قابل مشاهده تشکیل می شود. هرچه هوا سردتر، رطوبت کمتری را می تواند در خود نگه دارد.

رطوبت نسبی (rh) : مقدار رطوبت هوا را به صورت درصدی از حالت اشباع بیان می کند.

رطوبت ویژه : جرم رطوبت هوا در مقایسه با جرم هوا.

مراحل تشکیل کندانس

ارتباط نقطه شبنم و کندانس

آگاهی کامل در مورد نقطه شبنم مهم است. شکل 2 سه مرحله تشکیل کندانس رطوبت از هوا را نشان می دهد:

1. در شکل 2A، سطح شیشه شفاف است. این یعنی دمای شیشه بالاتر از دمای نقطه شبنم است.
2. در شکل 2B، تشکیل آب روی سطح شیشه شروع می شود، بنابراین دمای شیشه در نقطه شبنم است.
3. در شکل 2C، سطح شیشه زیر نقطه شبنم است و کندانس روی سطح تشکیل شده است.

بدون آگاهی مناسب و کنترل نقطه شبنم و تشکیل کندانس، رطوبت می تواند روی سطوح داخلی و خارجی سازه تشکیل شود. شکل 3 نمونه هایی از تشکیل رطوبت و نتایج آن را نشان می دهد.

ارتباط نقطه شبنم با استخر در تشکیل کندانس

در یک استخر سرپوشیده معمول، دمای داخل از 6.25 تا 30 درجه حباب خشک متفاوت است. شکل 4 سه منحنی رسم شده را نشان می دهد که اعداد آن از نمودار سایکرومتریک به دست آمده است. این نمودار اجازه ترسیم دمای نقطه شبنم در دماهای داخلی 28، 29 و 30 درجه حباب خشک و اعداد رطوبت نسبی از 30 تا 60 درصد را نشان می دهد.

یک نمونه در 29 درجه حباب خشک و رطوبت نسبی 50 درصد است که نشان می دهد نقطه شبنم 18 درجه سانتی گراد است. این مثال نشان می دهد همه سطوح داخل اتاق استخر باید بالاتر از دمای نقطه شبنم 18 درجه باشد تا از تشکیل کندانس قابل مشاهده جلوگیری شود. روندهای طراحی رایج، 3 درجه K را به عنوان یک فاکتور ایمنی به این دما اضافه می کنند.

مسئولیت معمار، طراحی اجزای دیوار و سقف با این دمای سطح است تا به مهندس طراح hvac در جلوگیری از تشکیل رطوبت داخل سازه جلوگیری کمک کند.

نمودار نقطه شبنم تشکیل کندانس

معادله 1 دمای سطح یک جزء سازه را محاسبه می کند:

Ts = Ti – [K(1/R) (Ti – To)]

که

Ts = دمای سطح

Ti = دمای فضای داخل

K = ضریب لایه هوای داخل؛ 0/68 برای سطح عمودی، 0/95 برای بام افقی یا نورگیر سقفی، 0/76 برای بام یا نورگیر سقفی 45 درجه

R = کل عدد R بخش سازه

To = دمای بیرون

برای به کار بردن معادله 1 برای یک پنجره، باید فاکتور U پنجره که در فصل 15 هندبوک مبانی اشری 2017 منتشر شده به عدد R تبدیل شود؛ برای مثال،

R = 1/U = 1/0.4 = 2.5

تاثیرات عدد U و دماهای داخل و خارج روی نقطه شبنم

تشکیل کندانس روی شیشه و پنجره

در این نمونه، دمای داخل 29 درجه سانتی گراد و دمای بیرون 18- درجه حباب خشک است. این یک دمای سطحی 16.2 درجه سانتی گراد روی پنجره می دهد. اگر فضای داخل در رطوبت نسبی 50 درصد باشد، نقطه شبنم 17.8 درجه سانتی گراد خواهد بود که منجر به تشکیل کندانس روی سطح شیشه می شود، مگر اینکه شیشه پنجره بالاتر از نقطه شبنم گرم شود (شکل 5).

شکل 6 سه موقعیت داخلی و چندین عدد U پنجره در دماهای بیرونی مختلف 4-، 18- و 32- درجه سانتی گراد را نشان می دهد. محور عمودی چپ، رطوبت نسبی را نشان می دهد که در آن تشکیل کندانس رخ می دهد: وقتی در موقعیت بیرونی مشخص، رطوبت نسبی داخل بیشتر از این اعداد باشد، تشکیل کندانس روی سطح پنجره تشکیل می شود مگر اینکه سطح پنجره بالاتر از نقطه شبنم داخل گرم شود.

صدمه ناشی از کندانس روی سازه

توجه کنید وقتی شرایط بیرون سردتر می شود، دمای سطح شیشه به میزان چشمگیری پایین می آید و در واقع تلاش ها برای حذف کندانس با کاهش نقظه شبنم فضا واقعی نیست.