در صنعت تهویه مطبوع (HVAC)، انتخاب سیستم سرمایشی و فیلتراسیون مناسب، نیازمند درک دقیق فرآیندهای ترمودینامیکی و شرایط اقلیمی پروژه است. ایرواشر (Air Washer) یا دستگاه شوینده هوا، یکی از تجهیزات کلاسیک و در عین حال کارآمد در این صنعت است که عملکردی دوگانه دارد: سرمایش تبخیری و پاکسازی فیزیکی هوا. بسیاری از مهندسان تازهکار یا کارفرمایان نمیدانند ایرواشر چیست و آن را صرفا یک کولر آبی بزرگ تصور میکنند؛ اما از دیدگاه مهندسی مکانیک، این دستگاه یک محفظه اشباع آدیاباتیک است که با مکانیزمهای دقیق مهندسی سیالات، علاوه بر کاهش دمای حباب خشک، ذرات معلق و آلایندهها را از جریان هوا میشوید.
در این مقاله تخصصی از تهویه اروند، به بررسی دقیق آناتومی، کلاسبندیهای فنی (4، 6 و 8) و تفاوتهای بنیادین این دستگاه با سایر سیستمها میپردازیم.
ایرواشر چیست و چگونه کار میکند؟
اساس کار Air Washer بر پایه سرمایش تبخیری (Evaporative Cooling) بنا شده است. برخلاف چیلرهای تراکمی که بر اساس سیکل تبرید کار میکنند، این دستگاه از تماس مستقیم آب و هوا بهره میبرد.
۱. اتمیزه کردن آب (Atomization):
در قلب دستگاه، آب توسط پمپهای سانتریفیوژ با فشار بالا به سمت نازلها هدایت میشود. نازلها وظیفه دارند آب را به قطرات بسیار ریز (Mist) تبدیل کنند. این عمل باعث افزایش نمایی سطح تماس (Surface Area) بین آب و هوا میشود.
۲. تبادل حرارت و جرم:
زمانی که هوای گرم و خشک از میان توده مه پاشیده شده عبور میکند، فرآیند تبخیر صورت میگیرد. آب برای تبخیر شدن، گرمای نهان تبخیر (Latent Heat) مورد نیاز خود را از گرمای محسوس (Sensible Heat) هوای عبوری میگیرد.
۳. نتیجه فرآیند:
در نتیجه این تبادل، دمای حباب خشک هوا کاهش یافته و رطوبت نسبی آن افزایش مییابد. همزمان، ذرات گرد و غبار موجود در هوا با قطرات آب برخورد کرده، سنگین میشوند و در تشتک دستگاه تهنشین میگردند. این همان مفهوم “شستشوی هوا” است.
جهت بررسی مشخصات فنی دقیق و مشاهده کاتالوگ پیشنهاد میکنیم از صفحه خرید ایرواشر شرکت تهویه اروند دیدن کنید.
اجزای اصلی تشکیل دهنده دستگاه Air Washer:
یک ایرواشر صنعتی یا ساختمانی استاندارد، مجموعهای از قطعات مکانیکی و استاتیکی است که باید با دقت بالا مونتاژ شوند. کیفیت این اجزا در محصولات برندهای معتبری همچون تهویه اروند، تضمینکننده طول عمر دستگاه است.
۱. بدنه و استراکچر (Casing):
بدنه معمولا از ورقهای گالوانیزه گرم با ضخامت بالا ساخته میشود. برای جلوگیری از اتلاف انرژی و خوردگی، استفاده از پوشش رنگ پودری الکترواستاتیک و عایقبندی جدارهها ضروری است.
۲. سیستم پاشش آب (Nozzles & Headers):
- نازلها: معمولا از جنس پلیکربنات (ضد رسوب) یا استیل هستند. طراحی اوریفیس نازل تعیینکننده زاویه پاشش و اندازه قطرات آب است.
- لوله کشی (Headers): شبکه لولههایی که نازلها روی آن سوار میشوند.
۳. پمپ سیرکولاسیون (Circulation Pump):
یک پمپ سانتریفیوژ قدرتمند که وظیفه تامین فشار لازم برای غلبه بر افت فشار نازلها را بر عهده دارد. فشار پمپ باید دقیقا محاسبه شود تا پودر شدن آب کامل انجام شود.
۴. الیمیناتور یا قطرهگیر (Eliminator):
در انتهای دستگاه نصب میشود. وظیفه آن جلوگیری از خروج قطرات آب به همراه جریان هوا به داخل کانال است.
- نوع تیغهای: پروفیلهای خمیده از جنس گالوانیزه یا PVC و PP
- کارکرد: با تغییر ناگهانی مسیر هوا، قطرات آب به دلیل اینرسی به تیغهها برخورد کرده و جدا میشوند.
۵. تشتک ذخیره آب (Water Tank):
در کف دستگاه قرار دارد و آب برگشتی را جمعآوری میکند. مجهز به شناور (Floater) برای تنظیم سطح آب و شیر تخلیه است.
جهت دریافت مشاوره تخصصی و اطلاع از قیمت انواع ایرواشر، میتوانید با کارشناسان تهویه اروند تماس بگیرید.
دستهبندی ایرواشرها بر اساس کلاس (Class 4, 6, 8):
یکی از مهمترین پارامترهای فنی در انتخاب این دستگاه، “کلاس” دستگاه است. کلاس ایرواشر بیانگر میزان راندمان اشباع (Saturation Efficiency) و حجم آب پاشیده شده در واحد هوادهی است.
این شیوهی نامگذاری برای نخستین بار توسط شرکتهای آمریکایی، بهعنوان مخترعان اولیه سیستمهای ایرواشر، معرفی و ثبت شده است. در این استاندارد، کلاس ایرواشر نشاندهندهی طول اتاقک دستگاه در مسیر عبور هوا بر حسب فوت است. افزایش طول اتاقک باعث میشود هوا مدتزمان بیشتری در معرض پاشش آب قرار گیرد که این موضوع تأثیر مستقیمی بر افزایش راندمان خنککاری، رطوبتزنی و فیلتراسیون هوا دارد.
دسته بندی کلاس های ایرواشر:
بهطور کلی، ایرواشرها بر اساس کلاس به سه دستهی رایج زیر تقسیم میشوند:
در کلاس ۴، طول اتاقک برابر با ۴ فوت (حدود ۱۲۰ سانتیمتر) در نظر گرفته میشود.
کلاس ۶ دارای اتاقکی با طول ۶ فوت (حدود ۱۸۰ سانتیمتر) است.
در کلاس ۸، طول اتاقک به ۸ فوت (تقریباً ۲۵۰ سانتیمتر) میرسد.
انتخاب کلاس اشتباه میتواند منجر به عدم تامین برودت کافی یا مصرف بیرویه آب شود.
ایرواشر کلاس ۴ (Class 4):
- ساختار: دارای یک بانک (ردیف) نازل پاشش آب است.
- تراکم: تعداد نازلها کمتر است.
- کاربرد: مناسب برای مناطق با رطوبت نسبی متوسط یا فضاهایی که نیاز به رطوبتزنی شدید ندارند.
Air Washer کلاس ۶ (Class 6):
- ساختار: دارای یک بانک نازل با تراکم بالا یا پاشش مخالف جریان هوا است.
- راندمان: تعادل مناسبی بین هزینه اولیه و راندمان سرمایشی ایجاد میکند. این کلاس پرکاربردترین مدل در تهویه عمومی است.
ایرواشر کلاس ۸ (Class 8):
- ساختار: دارای دو بانک (Double Bank) نازل پاشش آب است.
- عملکرد: حجم آب در گردش بسیار بالاست و زمان تماس هوا با آب طولانیتر است.
- کاربرد: مخصوص صنایع نساجی و مکانهایی که نیاز به رطوبتزنی بسیار دقیق و نزدیک به نقطه اشباع دارند.
جدول مقایسه فنی کلاسهای ایرواشر:
پارامتر | کلاس ۴ | کلاس ۶ | کلاس ۸ |
تعداد بانک نازل | ۱ ردیف | ۱ ردیف (متراکم) | ۲ ردیف |
راندمان اشباع (تقریبی) | ۵۵٪ تا ۶۵٪ | ۷۰٪ تا ۸۰٪ | ۸۵٪ تا ۹۵٪ |
طول محفظه پاشش | کوتاهتر | متوسط | طولانی (جهت تماس بیشتر) |
کاربرد اصلی | تهویه عمومی سبک | ساختمانهای اداری/تجاری | نساجی و اتاقهای تمیز خاص |
مصرف پمپ | پایین | متوسط | بالا |
نکته مهندسی: برای پروژههایی که نیاز به راندمان بالا دارند، اگر کلاس ۸ انتخاب شود، طول دستگاه افزایش مییابد تا زمان اقامت (Residence Time) هوا در محفظه پاشش بیشتر شود.
تفاوت ایرواشر با هواساز و کولر آبی:
درک تفاوتهای تکنیکال بین این سه دستگاه، مرز بین یک سیستم مهندسی و یک سیستم خانگی را مشخص میکند.
۱. مقایسه Air Washer با هواساز (AHU):
- مکانیزم سرمایش: هواساز (Air Handling Unit) به خودی خود تولید سرما نمیکند و وابسته به کویل آب سرد (متصل به چیلر) یا کویل DX است. اما ایرواشر یک سیستم مستقل تبخیری است (البته میتوان کویل گرمایشی نیز به Air Washer اضافه کرد).
- کنترل رطوبت: ایرواشر ذاتا رطوبتزن است، اما هواساز میتواند با کویل سرمایشی رطوبتگیری (Dehumidification) انجام دهد.
- هزینه: هزینه اولیه و مصرف برق این دستگاه به مراتب کمتر از سیستم هواساز + چیلر است.
2. مقایسه Air Washer با کولر آبی:
- سطح تماس: کولر آبی از پوشال یا پد سلولزی استفاده میکند، اما Air Washer از نازلهای پودر کننده آب (Nozzles).
- افت فشار و ظرفیت: کولرهای آبی محدودیت ظرفیت دارند و قادر به غلبه بر افت فشار کانالکشیهای طولانی نیستند. ایرواشرها به صورت سفارشی (Custom-made) تا ظرفیتهای بسیار بالا (مثلا ۶۰۰۰۰ CFM) ساخته میشوند.
- بهداشت: ایرواشر به دلیل نداشتن بستر خیس ثابت (مثل پوشال)، کمتر مستعد رشد قارچ و باکتری است و قابلیت تمیزکاری خودکار با فیلتراسیون قویتری دارد.
کاربردهای ایرواشر چیست؟
با وجود اینکه استفاده از این دستگاه محدودیتهای خاص خود را دارد، در کاربردهای هدفمند، بهترین گزینه فنی به شمار میرود. در ادامه به مهم ترین کاربرد های این دستگاه خواهیم پرداخت.
۱. صنایع نساجی (Textile Industry):
حیاتیترین کاربرد آن در سالنهای ریسندگی و بافندگی است. در این صنایع دو چالش وجود دارد:
- پرزهای معلق در هوا.
- نیاز به رطوبت بالا برای جلوگیری از پاره شدن نخها (کاهش الکتریسیته ساکن).
ایرواشر کلاس ۸ بهترین گزینه برای شستن پرزها و تامین رطوبت اشباع است.
۲. آپارتمان ها و سالنهای ورزشی:
برای فضاهایی با سقف بلند مثل مساجد، سولههای ورزشی و سالنهای اجتماعات که نیاز به ۱۰۰٪ هوای تازه (Fresh Air) دارند، استفاده از چیلر مقرونبهصرفه نیست. ایرواشر با هزینه انرژی پایین، حجم هوای تازه عظیم را خنک و فیلتر میکند.
۳. محیطهای صنعتی غبارآلود:
در کارخانههای سیمان، چوببری و معادن، Air Washer به عنوان یک اسکرابر هوا عمل کرده و گرد و غبار را قبل از ورود به محیط کار جذب میکند.
جهت دریافت مشاوره تخصصی و اطلاع از قیمت انواع Air Washer، میتوانید با کارشناسان تهویه اروند تماس بگیرید.
مزایا و معایب ایرواشر:
مزایا:
- مصرف انرژی پایین: حذف کمپرسورهای پرمصرف چیلر.
- هوای تازه: قابلیت کارکرد به صورت Full Fresh Air (جلوگیری از سندرم ساختمان بیمار).
- قیمت اولیه: بسیار ارزانتر از سیستمهای تراکمی و جذبی.
- فیلتراسیون طبیعی: حذف ذرات معلق و بوهای نامطبوع محلول در آب.
معایب:
- مصرف آب بالا: به دلیل ماهیت تبخیری، مصرف آب در این دستگاهها قابل توجه است (بهویژه در کلاس ۸).
- محدودیت اقلیمی: در مناطق شرجی (مثل شمال یا جنوب ایران در تابستان) که رطوبت نسبی هوا بالاست، راندمان سرمایشی ایرواشر به شدت افت میکند.
- نگهداری: نازلها نیاز به بازدید دورهای دارند تا از گرفتگی ناشی از سختی آب جلوگیری شود.
راهنمای انتخاب و خرید ایرواشر مناسب:
برای انتخاب صحیح، باید پارامترهای زیر را در نظر بگیرید:
- محاسبه CFM (دبی هوا) :بر اساس بار حرارتی محسوس و دمای خروجی دستگاه محاسبه میشود.
- انتخاب کلاس: بر اساس رطوبت مورد نیاز محیط. اگر محیط خشک است و سرمایش زیاد میخواهید، کلاس ۶ یا ۸ توصیه میشود.
- جنس بدنه و تشتک: با توجه به تماس دائم با آب، استفاده از متریال با کیفیت برای جلوگیری از زنگزدگی حیاتی است. شرکت تهویه اروند در ساخت بدنه از استانداردهای بالای مقاومت در برابر خوردگی پیروی میکند.
- هد پمپ: پمپ باید توانایی پودر کردن آب در دورترین نازل را داشته باشد.
نتیجهگیری:
در مجموع، ایرواشر بهعنوان یکی از راهکارهای مؤثر تهویه مطبوع در اقلیمهای خشک و نیمهخشک شناخته میشود؛ سیستمی که با بهرهگیری همزمان از اصول مکانیک سیالات و ترمودینامیک، سرمایش تبخیری و شستشوی هوا را انجام میدهد. بررسی اینکه ایرواشر چیست و آشنایی با کلاسهای ۴، ۶ و ۸ آن، به طراحان و مهندسان کمک میکند تا متناسب با نوع کاربری، بهترین گزینه را برای فضاهای صنعتی، سالنهای بزرگ و بهویژه صنایع نساجی انتخاب کنند.
با وجود مصرف آب نسبتا بالا، کاهش چشمگیر مصرف انرژی الکتریکی در مقایسه با سیستمهای تراکمی، همچنان این سیستم را به انتخابی قابلتأمل در بسیاری از پروژههای تهویه تبدیل کرده است.
سوالات متداول ایرواشر و کلاس های آن:
ایرواشر چیست؟
ایرواشر یک سیستم تهویه مطبوع تبخیری است که با تماس مستقیم آب و هوا، همزمان دمای هوا را کاهش میدهد و ذرات معلق و آلایندهها را از جریان هوا شستشو و حذف میکند.
آیا ایرواشر برای مناطق شمالی و شرجی ایران مناسب است؟
خیر. این دستگاه بر اساس سرمایش تبخیری کار میکند. در مناطق شرجی که هوا اشباع از رطوبت است، امکان تبخیر آب و کاهش دما وجود ندارد و دستگاه کارایی خود را از دست میدهد.
تفاوت اصلی ایرواشر کلاس ۶ و ۸ چیست؟
تفاوت اصلی در تعداد ردیفهای نازل و راندمان است. کلاس ۶ یک ردیف نازل دارد و راندمان متوسطی ارائه میدهد، اما کلاس ۸ دارای دو ردیف نازل است و میتواند رطوبت هوا را تا ۹۵٪ (نزدیک به اشباع) برساند که برای نساجیها کاربرد دارد.
آیا ایرواشر میتواند گرمایش هم انجام دهد؟
بله. با نصب یک کویل آب گرم (متصل به دیگ موتورخانه) در مسیر هوای خروجی ایرواشر، میتوان در فصل زمستان از آن به عنوان یک هواساز گرمایشی (هیتینگ) استفاده کرد.
مصرف آب ایرواشر چقدر است؟
مصرف آب بستگی به ظرفیت هوادهی (CFM)، دمای هوای بیرون و کلاس دستگاه دارد. اما به طور کلی مصرف آب آن نسبت به برجهای خنککننده کمتر، اما نسبت به سیستمهای گازی بیشتر است.
دریافت مشاوره با کارشناسان و درخواست خرید:
برای دریافت مشاوره تخصصی در خصوص ایرواشر متناسب با پروژه خود، همین امروز با کارشناسان فنی تهویه اروند تماس بگیرید یا فرم سفارش محصول را تکمیل کنید.