روان سنجی علمی است که به قوانین فیزیکی مخلوط آب و هوا می پردازد.
هنگام طراحی یک سیستم تهویه مطبوع، باید میزان دما و رطوبت هوای مطبوع و همان خواص هوای مورد نیاز برای ایجاد اثر تهویه مطبوع مورد نظر، شناخته شود. هنگامی که این ویژگی ها شناخته شدند، وظیفه تهویه مطبوع را می توان تعیین کرد. این تحلیل را می توان با استفاده از نمودار سایکرومتریک انجام داد. نمودار سایکرومتری به صورت گرافیکی چندین ویژگی فیزیکی هوا را در طیف وسیعی از شرایط نشان می دهد. دانستن رابطه این خصوصیات هوا به وظیفه طراحی و تجزیه و تحلیل سیستم تهویه مطبوع کمک می کند.
خواص هوا
در نگاه اول، نمودار روان‌سنجی شبکه‌ای از خطوط تاثیرگذار به نظر می‌رسد. با این حال، هنگامی که به درستی استفاده شود، اطلاعات ارزشمندی در مورد خواص هوا ارائه می دهد. در این جلسه نمودار سایکرومتریک و کاربرد آن در حل بسیاری از مشکلات تهویه مطبوع توضیح داده می شود.
نمودار روان سنجی شامل پنج ویژگی فیزیکی برای توصیف ویژگی های هوا است:
- دمای حباب خشک
- دمای لامپ مرطوب
- دمای نقطه شبنم
- رطوبت نسبی
- نسبت رطوبت
دمای حباب خشک
دمای حباب خشک از یک دماسنج معمولی که دارای دمای خشک است خوانده می شود
لامپ
دمای لامپ مرطوب
دمای لامپ مرطوب از دماسنج که حباب آن با فتیله مرطوب پوشانده شده است خوانده می شود. تفاوت بین دمای حباب مرطوب و دمای حباب خشک ناشی از اثر خنک کنندگی ناشی از تبخیر رطوبت از فتیله است. این اثر تبخیر دمای لامپ و در نتیجه خواندن دماسنج را کاهش می دهد.
در نتیجه، تفاوت بین خوانش دمای حباب خشک و حباب مرطوب، معیاری برای خشکی هوا است. هرچه هوا خشک‌تر باشد، تفاوت بین لامپ خشک و مرطوب بیشتر است.
دمای نقطه شبنم
سومین ویژگی، دمای نقطه شبنم، دمایی است که در آن رطوبت هوا را ترک می کند و روی اجسام متراکم می شود، درست همانطور که شبنم روی علف و برگ گیاهان تشکیل می شود.
هنگامی که دمای حباب خشک، مرطوب و نقطه شبنم یکسان است، هوا اشباع می شود. دیگر نمی تواند رطوبت را در خود نگه دارد. هنگامی که هوا در شرایط اشباع است، رطوبت وارد شده به هوا، رطوبت موجود در هوا را جابجا می کند. رطوبت جابجا شده هوا را به صورت قطرات ریز ترک می کند. هنگامی که این حالت در طبیعت رخ می دهد به آن مه می گویند.
رطوبت نسبی
ویژگی چهارم، رطوبت نسبی، مقایسه مقدار رطوبتی است که مقدار معینی از هوا در خود نگه می دارد، با مقدار رطوبتی که همان مقدار هوا می تواند در همان دمای حباب خشک نگه دارد.
رطوبت نسبی به صورت درصد بیان می شود. به عنوان مثال، اگر رطوبت نسبی هوا 50 درصد باشد، حاوی نصف میزان رطوبت ممکن در دمای حباب خشک موجود است.
نسبت رطوبت
در نهایت، نسبت رطوبت، وزن واقعی آب در مخلوط هوا و بخار آب را توصیف می کند. به عبارت دیگر، اگر یک پوند هوا کاملاً خشک شود، مقایسه وزن آب با وزن هوای خشک نسبت رطوبت آن را نشان می دهد.
نسبت رطوبت را می توان به صورت پوند رطوبت در هر پوند هوای خشک یا دانه های رطوبت در هر پوند هوای خشک بیان کرد. در هر پوند 7000 دانه آب وجود دارد. برای درک بزرگی این واحدهای اندازه گیری، در سطح دریا یک پوند هوای 70 درجه فارنهایت تقریباً 13.5 فوت مکعب را اشغال می کند و یک دانه آب در آن هوا حدود دو هزارم (0.002) اونس وزن دارد.
هنگامی که هر دو از این پنج ویژگی هوا شناخته شده است، سه ویژگی دیگر را می توان به سرعت از نمودار روان سنجی تعیین کرد.
مثال
به عنوان مثال، فرض کنید شرایط طراحی تابستانی لامپ خشک 95 درجه فارنهایت است
و لامپ مرطوب 78 درجه فارنهایت.
- لامپ خشک 95 درجه فارنهایت (DB)
- لامپ مرطوب 78 درجه فارنهایت (WB)
رطوبت نسبی، نسبت رطوبت و نقطه شبنم چیست؟
تنها یک نقطه در نمودار سایکرومتریک هوا را با هر دوی این شرایط نشان می دهد. این نقطه در جایی قرار دارد که خطوط دمای عمودی لامپ خشک 95 درجه فارنهایت (DB) و مورب دمای حباب مرطوب 78 درجه فارنهایت (WB) را قطع می کنند.
از این تقاطع، سه ویژگی هوای باقی مانده را می توان از نمودار خواند. هر دو خط نقطه شبنم و نسبت رطوبت افقی هستند و مقادیر در سمت راست نمودار نشان داده شده اند. در این مثال، نسبت رطوبت حدود 118 دانه رطوبت در هر پوند هوای خشک و دمای نقطه شبنم تقریباً 72 درجه فارنهایت است.
توجه داشته باشید که نقطه تقاطع بین دو منحنی رطوبت نسبی قرار می گیرد: 40% و 50%. با درون یابی، رطوبت نسبی در این شرایط تقریباً 47٪ است.
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The psychrometric chart enables engineers to analyze the properties of air to be conditioned and determine the required air conditioning effect. By plotting the initial and final conditions of the air on the chart, engineers can visualize the changes in temperature, humidity, and enthalpy, and select the appropriate equipment and control strategies to achieve the desired air conditioning effect. This graphical representation simplifies the complex calculations involved in air conditioning system design and analysis.
Dry-bulb temperature is the temperature of the air measured by a thermometer, whereas wet-bulb temperature is the lowest temperature that can be reached by a thermometer wrapped in a wet cloth and placed in an air stream. The wet-bulb temperature is a measure of the heat and moisture content of the air. On a psychrometric chart, the dry-bulb temperature is plotted on the x-axis, and the wet-bulb temperature is plotted on the y-axis, enabling engineers to visualize the relationship between these two properties.
Relative humidity plays a critical role in air conditioning system design, as it affects the comfort level of occupants and the energy consumption of the system. High relative humidity can lead to mold growth and discomfort, while low relative humidity can cause dryness and discomfort. The psychrometric chart enables engineers to determine the required dehumidification or humidification load to achieve the desired relative humidity, ensuring a comfortable indoor environment while minimizing energy consumption.
The dew point temperature is the temperature at which the air becomes saturated with water vapor and dew or frost begins to form. On a psychrometric chart, the dew point temperature is an important parameter, as it indicates the maximum amount of moisture that can be removed from the air. Engineers can use the dew point temperature to determine the required cooling coil temperature and airflow rate to achieve the desired dehumidification effect.
Yes, the psychrometric chart can be used for both heating and cooling system design. While the chart is commonly associated with cooling system design, it can also be used to analyze the properties of air in heating systems. By plotting the initial and final conditions of the air on the chart, engineers can determine the required heating effect and select the appropriate equipment and control strategies to achieve the desired indoor environment.
