گاز ازن بعنوان یکی از قوی‌ترین عوامل اکسید کننده شناخته میشود و در سالهای اخیر، کاربردهایش در سیستم های تهویه مطبوع گسترش یافته است. ازن به ویژه به دلیل خاصیت ضد عفونی کنندگی و قدرت بالای آن در از بین بردن باکتریها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و بوهای نامطبوع، مورد توجه طراحان و مهندسان سیستمهای تهویه قرار گرفته است.
در این سیستم‌ها، ازن میتواند بعنوان یک عامل مکمل برای بهبود کیفیت هوای داخلی، کاهش بار میکروبی و جلوگیری از رشد قارچ‌ها و کپک‌ها در کانال‌ها و کویل‌ها به‌کار رود. استفاده از ازن همچنین میتواند مصرف مواد شیمیایی سنتی در فرآیندهای تمیزکاری و ضد عفونی را کاهش داده و به افزایش بازدهی و عمر مفید تجهیزات کمک کند. با این حال، بهره‌گیری از ازن در سیستمهای تهویه نیازمند طراحی دقیق و کنترل مناسب میزان تولید آن است، زیرا در غلظت‌های بالا میتواند برای سلامت انسان مضر و باعث تسریع اکسیداسیون قسمتهای فلزی سیستمهای تهویه مطبوع باشد.
موارد استفاده گاز ازن در سیستمهای تهویه مطبوع
ازن در سیستمهای تهویه مطبوع کاربردهای خاص و موثری دارد، به ویژه در زمینه ضد عفونی، حذف بو و بهبود کیفیت هوا. در ادامه، مهم‌ترین کاربردهای گاز ازن در سیستمهای تهویه مطبوع را شرح می دهیم.
ضد عفونی و استریل‌سازی هوا و سطوح داخلی سیستم تهویه
یکی از مهم‌ترین کاربردهای گاز ازن در سیستمهای تهویه مطبوع، ضد عفونی کردن مسیر عبور هواست.خاصیت اکسیدکنندگی و ضد عفونی قوی گاز ازن به‌ویژه در نقاط مرطوب سیستمهای تهوسیه مطبوع مثل کویل‌های اواپراتور اهمیت دارد، جایی که رطوبت باعث رشد قارچ و کپک میشود.
همچنین، کانال‌های تهویه که اغلب با گرد و غبار و آلودگی‌های بیولوژیکی پوشیده می‌شوند، با استفاده از ازن پاکسازی شده و کیفیت هوای خروجی بهبود پیدا میکند. به‌علاوه، فیلترهای هوای بازگشتی که محل تجمع ذرات ریز و آلودگی هستند نیز با جریان هوای ازن‌دار تمیز و بدون رشد میکروبی باقی می‌مانند.
حذف بوهای ناخوشایند
یکی دیگر از کاربردهای مهم ازن، از بین بردن بوهای بد و ناخوشایند در محیط است. برخلاف اسپری‌ها و خوشبوکننده‌هایی که فقط بوی نامطلوب را می‌پوشانند، ازن با ساختار شیمیایی بوها واکنش داده و آنها را به مواد بی‌بو تبدیل میکند. این ویژگی ازن در محیط‌هایی مثل هتل‌ها، رستوران‌ها، اتاق‌های بیماران در بیمارستان و حتی در خانه‌ها کاربرد دارد. برای مثال، بوی سیگار، رطوبت، غذای مانده، حیوانات خانگی یا حتی کپک در فضای بسته، همه می‌توانند براحتی با ازن از بین بروند. این فرآیند بدون نیاز به مواد شیمیایی یا تهویه گسترده انجام میشود و فضای پاک و مطبوعی ایجاد میکند.
کاهش آلودگی‌های شیمیایی و ذرات معلق
در بسیاری از ساختمان‌های اداری، صنعتی و حتی مسکونی، ترکیبات آلی فرّار (VOCs) در هوا وجود دارند. این ترکیبات که از منابعی مانند رنگ‌ها، مواد شوینده، مبلمان جدید یا چسب‌ها منتشر می‌شوند، می‌توانند باعث سردرد، آلرژی یا مشکلات تنفسی شوند. ازن با این ترکیبات واکنش شیمیایی می‌دهد و آنها را به ترکیبات ساده‌تر و بی‌ضرر تبدیل میکند. همچنین، ازن در کاهش ذرات معلق در هوا، مانند گرد و غبار و ریزگردها نیز مؤثر است و باعث شفاف‌تر و پاک‌تر شدن هوای تنفسی میشود. این ویژگی، سیستم تهویه را به یک واحد پاکسازی قدرتمند تبدیل میکند که نه تنها هوا را جابجا میکند بلکه کیفیت آن را هم بهبود می‌دهد.
افزایش راندمان و بهره‌وری سیستم تهویه
یکی از تأثیرات غیر مستقیم اما بسیار مهم گاز ازن، کمک به افزایش بازدهی سیستم تهویه مطبوع است. وقتی کویل‌های داخلی، فیلترها و کانال‌ها به خوبی تمیز و ضد عفونی شده باشند، جریان هوا بهتر صورت می‌گیرد و تبادل حرارتی مؤثرتری بین کویل‌ها و هوا انجام میشود.
این یعنی دستگاه با انرژی کمتر، سرمایش یا گرمایش بیشتری تولید میکند. همچنین، کاهش آلودگی و رسوب روی اجزای مکانیکی باعث میشود عمر مفید قطعات بالا برود و نیاز به سرویس‌های پی‌درپی کمتر شود. در نتیجه، نه‌تنها مصرف انرژی پایین می‌آید، بلکه هزینه‌های نگهداری و تعمیر هم کاهش پیدا میکند.
نحوه نصب و استفاده از ازن در سیستمهای تهویه مطبوع
برای استفاده ایمن و مؤثر از ازن در سیستمهای تهویه، از ژنراتورهای ازن استفاده میشود. این دستگاه‌ها معمولاً در مسیر برگشت هوای سیستم نصب می‌شوند، جایی که هوا قبل از بازگشت به اتاق از فیلتر عبور میکند. برخی مدل‌ها به صورت دائم کار می‌کنند، در حالی که انواع پیشرفته‌تر دارای تایمر یا سنسورهای هوشمند هستند که سطح ازن محیط را اندازه‌گیری کرده و عملکرد دستگاه را بر اساس آن تنظیم می‌کنند. در محیط‌هایی که افراد حضور دارند، باید دقت شود که سطح ازن از حد مجاز فراتر نرود. در شرایط خاصی مانند ضد عفونی شبانه یا در محیط‌های بدون حضور انسان، می‌توان از غلظت بالاتری از ازن استفاده کرد، اما قبل از بازگشت افراد، فضا باید به خوبی توسط اگزاست فن یا ایرواشر تهویه شود.
مزایای گاز ازن در کاربری تهویه مطبوع
- ضدعفونی قوی و مؤثر: ازن یک اکسید کننده بسیار قوی است و میتواند ویروس‌ها، باکتریها، قارچ‌ها و بوی نامطبوع را از بین ببرد.
- حذف بوهای نامطبوع: به‌ویژه در مکان‌هایی مثل بیمارستان‌ها، رستوران‌ها، یا ساختمان‌هایی با تهویه نامناسب، ازن بوی بد را به طور مؤثری از بین می‌برد و باعث استریل نمودن تجهیزات پزشکی و سطوح مراکز دریمانی میشود.
- کاهش مصرف مواد شیمیایی: استفاده از ازن میتواند جایگزین برخی از مواد ضد عفونی کننده شیمیایی شود که هم به صرفه‌تر است و هم اثرات جانبی کمتری روی محیط دارد.
- نفوذ به نقاطی که فیلترها نمی‌رسند: ازن میتواند به جاهایی از سیستم تهویه مطبوع یا کانال‌ها برسد که فیلترهای فیزیکی قادر به تمیز کردنشان نیستند.
- قابلیت اتوماسیون و کنترل‌پذیری: ژنراتورهای ازن قابل زمان‌بندی و کنترل هستند و می‌توانند به صورت اتوماتیک فقط در زمان‌های خاص فعال شوند.
معایب و خطرات استفاده از ازن در تهویه مطبوع
- سمی بودن برای انسان و حیوانات: ازن اگر در غلظت بالا و در حضور انسان‌ها استفاده شود، میتواند به ریه‌ها آسیب برساند، باعث سرفه، تنگی نفس و تحریک مجاری تنفسی شود.
- تخریب برخی متریال‌ها: ازن ممکن است باعث اکسید شدن و خرابی لاستیک، پلاستیک و برخی فلزات در سیستم تهویه یا محیط شود.
- نیاز به کنترل دقیق غلظت: تنظیم نبودن غلظت گاز ازن میتواند خطرناک باشد؛ بنابراین نیاز به حسگرها و سیستم کنترل دقیق دارد.
- اثر کوتاه‌مدت: گاز ازن ناپایدار است و عمر کوتاهی دارد، بنابراین باید در لحظه مصرف تولید شود و این یعنی نیاز به دستگاه‌های تولید ازن.
- محدودیت استفاده در محیط‌های حساس: در مکان‌هایی مثل بیمارستان‌ها یا محیط‌های دارای تجهیزات الکترونیکی حساس، استفاده از ازن ممکن است محدود شود.
برای بهره برداری بهینه و کاهش معایب، روش های زیر پیشنهاد می شود:
- تزریق کنترل شده به کانال های هوا
- استفاده از سنسورهای هوشمند: برای تنظیم خودکار غلظت گاز ازن بر اساس کیفیت هوا.
- توزیع یکنواخت: نصب دیفیوزرهای مخصوص برای پخش مؤثر در تمام بخش های سیستم.
- ترکیب با فیلتراسیون چندلایه
- فیلترهای HEPA + گاز ازن: این ترکیب، هم ذرات معلق و هم آلاینده های گازی را حذف می کند.
- فیلترهای کاتالیستی: برای تجزیه محصولات جانبی ناخواسته.
- استفاده در چرخه هوای برگشتی
- تصفیه هوای بازگردانده شده: در سیستم های VAV (Volume Air Variable)، هوای برگشتی قبل از ورود مجدد ضد عفونی می شود.
- صرفه جویی در انرژی: کاهش نیاز به هوای تازه بیرونی.
- بکارگیری در فن کوئل ها و هواسازها
- ماژول های قابل نصب: برخی شرکت ها دستگاه های مخصوصی برای نصب روی فن کوئل ها طراحی کرده اند.
- سیستم های هواساز مرکزی: در بیمارستان ها و دیتاسنترها کاربرد دارد.
تاثیرات استفاده از ازن در کولینگ تاورها
استفاده از ازن در تصفیه آب برج خنک کننده، چیلرها و کمپرسورها یکی از بهترین روشهای کاهش مصرف آب است.
ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده باعث گسستن بایو فیلم شده و حتی آب با ظرفیت بالای مواد جامد محلول میتواند بارها سیرکوله شود که در نتیجه میزان تخلیه آب در این سیتمهای خنک کاری کاهش می‌یابد. زمانی سیستم با چنین خصوصیاتی کار میکند که ازن با غلظت کمی در آب وجود داشته باشد و از تشکیل مجدد میکروارگانیسمها جلوگیری کند. مزایای استفاده از گاز ازن سر راه سیال فرآیندی کولینگ تاورها به شرح زیر است:
- کاهش مقدار رسوب بیولوژیکی و افزایش انتقال حرارت
- رفع انسداد لوله‌ها
- کاهش استفاده از مواد شیمیایی در فرایند تصفیه آب
- کاهش هزینه تعمیر و نگهداری تجهیزات
- ازن ژنراتور بر خلاف پکیج تزریق مواد شیمیایی میزان اسیدیته آب را تغییر نمیدهد.
- حذف کامل باکتریها در هوای مجاور کولینگ تاور
- حذف کامل باکتری رسوبهای مربوط به ذرات معلق در لوله چگالنده
- افزایش تعداد سیرکولاسیون
- حذف کامل مصرف مواد شیمیایی بمنظور رسوب زدایی
- افزایش ضریب انتقال حرارت در لوله‌های کندانسور در نتیجه کاهش تشکیل رسوب
- کاهش فوق العاده میزان زیر آب
- اکسید کردن آهن و منگنز موجود در آب
- افزایش راندمان فیلتراسیون (حدود 50%)
- کاهش زمان مورد نیاز برای تشکیل فلوک و لخته سازی
- کاهش مواد شیمیایی مورد نیاز برای فرایند انعقاد
- کاهش لجن حاصل از پس شویی فیلترها
- ناپایداری و عدم ایجاد باقیمانده مضر در آب
با توجه به جدی بودن بحران آب در سالهای اخیر توجه به این نکته حائز اهمیت است که با استفاده از ازناسیون آب درون برج خنک کننده حدود 5 بار بیشتر میتواند آب را درون برج بچرخانید.
نکات ایمنی استفاده از گاز ازن در سیستمهای تهویه مطبوع
در ادامه نکات ایمنی برای استفاده از ازن در سیستمهای تهویه مطبوع را توضیح می دهیم.
- ازن باید در سطحی کمتر از حد مجاز استفاده شود. برای این کار، نصب سنسورهای تشخیص ازن ضروری است تا از بالا رفتن ناخواسته غلظت جلوگیری شود. طبق استاندارد OSHA حداکثر غلظت مجاز در محیط های کاری 0.1ppm است و طبق استانداردهای EPA برای مصارف مسکونی و تجاری باید زیر 0.05ppm حفظ شود.
- استفاده از استیل ضد زنگ و پلیمرهای مقاوم در ساخت کانال ها و قطعات سیستم و همچنین پوشش دهی داخلی کویل ها برای جلوگیری از اکسیداسیون ضروری است.
- ازن فقط زمانی باید تزریق شود که افراد در محیط حضور ندارند، مثل ساعات شب یا تعطیلی. تماس مستقیم با گاز ازن میتواند آسیب‌زا باشد.
- بعد از پایان عملیات، باید فضا کاملاً تهویه شود تا ازن باقیمانده تخلیه شود. ازن معمولاً ظرف 20 تا 30 دقیقه به اکسیژن تجزیه میشود، اما تهویه مکانیکی ایمن‌تر است.
- استفاده از ژنراتورهای گاز ازن استاندارد با قابلیت کنترل خودکار و نصب صحیح آن در مسیر بازگشت هوا، از پخش مستقیم این گاز جلوگیری میکند و ایمنی را بالا می‌برد.
- کارکنان باید با خطرات ازن آشنا باشند و نحوه کار ایمن با سیستم را بلد باشند. در مواقع تعمیر یا سرویس، استفاده از تجهیزات ایمنی مانند ماسک و دستکش ضروری است.
- نصب سیستمهای هشدار دهنده که در صورت بالا رفتن سطح ازن هشدار دهد، از بروز خطرات جدی جلوگیری میکند و میتواند باعث توقف خودکار سیستم شود. همچنین استفاده از تهویه اضطراری در مواقع خطر باعث فعال سازی فن های تخلیه خواهد شد.
- بازرسی دوره‌ای، کالیبراسیون سنسورها و بررسی نشتی‌ها از ملزومات ایمنی است. تجهیزات باید به‌صورت منظم سرویس شوند تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود.
چه زمانی استفاده از گاز ازن برای تهویه مطبوع توصیه می شود؟
- محیط های درمانی و بیمارستان ها
- صنایع غذایی و رستوران ها
- هتل ها و مراکز تجاری پرتردد
- کارخانه های دارای آلاینده های شیمیایی
چه زمانی بهتر است از روش های جایگزین بجای استفاده از گاز ازن استفاده کرد؟
- فضاهای کوچک مسکونی بدون نظارت فنی
- سیستم های قدیمی با قطعات مستعد خوردگی
- محیط هایی که کنترل غلظت گاز دشوار است.
