Изотермический увлажнитель воздуха принцип работы
Обновлено: 05.05.2024
Адиабатическая система увлажнения воздуха – это комплект климатического оборудования, предназначенного для повышения уровня влажности методом адиабатического увлажнения, то есть без дополнительного нагрева. При этом энергия для перевода воды в газообразное состояние берётся из окружающего воздуха, а его температура при этом снижается.
Увлажнение воздуха
Одно из свойств воздуха – это способность впитывать молекулы воды, и для каждого значения температуры воздуха есть некоторое максимальное количество воды, которая может быть впитана. Для понимания этого процесса важно различать понятия относительной и абсолютной влажности.
Абсолютная влажность воздуха – физическая величина, обозначающая массу воды, растворенной в одном килограмме воздуха. Чаще всего абсолютная влажность выражается в граммах воды на килограмм воздуха.
Относительной влажностью называется процентное соотношение количества воды, растворённой в воздухе, к максимально возможному её количеству при данной температуре. Для каждого значения температуры воздуха известно предельное количество воды, которое может быть растворено в воздухе, это постоянная справочная величина. Что произойдёт, если влаги вдруг оказывается больше предельного значения? Всё просто: она образует туман или конденсируется, то есть оседает на поверхностях. Единица измерения относительной влажности – проценты, они показывают, сколько в данный момент в воздухе имеется воды по сравнению с максимально возможным.
Когда мы говорим о недостаточной влажности воздуха и о его увлажнении, речь идёт об увеличении именно относительной влажности, которая влияет на скорость испарения воды с поверхностей.
Для перехода жидкости в пар требуется энергия. Исходя из принципа получения этой энергии, все современные устройства для увлажнения воздуха условно делятся на два типа: изотермические и адиабатические.
Изотермическое увлажнение – процесс, при котором энергия для превращения воды в пар берется из электросети или при сгорании газа, то есть вода нагревается и кипит. По этому принципу работают все парогенераторы.
При адиабатическом увлажнении энергия забирается из воздуха и окружающих предметов, снижая их температуру. Этот эффект также называется испарительным охлаждением. Температура воздуха после увлажнения опускается на 2-3 градуса, что значительно повышает комфорт летом.
Преимущества адиабатического увлажнения:
Типы адиабатических увлажнителей воздуха
Большинство современных устройств и целых систем работают по принципу адиабатного увлажнения – распылительные, ультразвуковые, традиционные. Стоит сказать подробнее о каждом из них.
Ультразвуковой увлажнитель оснащён небольшой емкостью для воды. На дне этой ёмкости расположены пьезоэлектрические излучатели, которые вибрируют с высокой частотой. В результате вибрации на поверхности воды образуются поперечные волны, на вершинах которых формируются, а затем отрываются от поверхности мельчайшие водяные капли. Их размер обычно не превышает 5 микрон. В результате над поверхностью воды образуется туман, который уносится потоком воздуха в помещение. Такие маленькие капли воды быстро испаряются, и воздух насыщается влагой. Ультразвуковые приборы популярны и довольно универсальны. По способу установки их можно разделить на бытовые и профессиональные.
Принцип действия традиционных увлажнителей также базируется на адиабатическом увлажнении, в них используется эффект холодного испарения с поверхности воды. Для этого в приборе при помощи набора дисков, смоченных водой, или губки из гигроскопичного материала искусственно создается плёнка воды большой площади. Выход воздуха, насыщенного влагой, обеспечивает вентилятор, который продувает его через губку или диски. К традиционным относятся дисковые увлажнители, или мойки воздуха, и комнатные увлажнители, функционирующие с использованием гигроскопичного материала.
В дисковых приборах блок дисков, вращаясь, смачивается водой из поддона. Доливать воду обычно нужно вручную, однако некоторые модели могут быть подключены напрямую к водопроводу. В комнатных – на основе гигроскопичного материала вентилятор продувает воздух через губчатый материал, подпитываемый водой из поддона. Для работы увлажнителей такого типа необходимо подключение электричества, а в случае автоматического долива нужна подводка водопроводной, а лучше – предварительно очищенной воды, и дренажа.
Системы прямого форсуночного распыления – широкий и активно развивающийся класс оборудования. Они используются как в быту, для увлажнения воздуха в домах и квартирах, так и промышленности, в производственных помещениях, в офисах. Оборудование представлено двумя типами: системы высокого давления и работающие на сжатом воздухе.
Система высокого давления обычно состоит из трёх групп компонентов:
- блок подготовки и очистки воды;
- насосный блок высокого давления;
- система трубопроводов, клапанов и распыляющих форсунок.
К этому типу относится и оборудование, представленное в нашем ассортименте. Центральный блок, или центральный модуль, является ключевым компонентом таких систем. Внутри него происходит очистка, стерилизация и деминерализация воды. Благодаря работе насоса в установке нагнетается давление, очищенная вода по тонким трубкам подаётся к форсункам и распыляется в помещение. Внутри форсунки вода проходит через микроскопическое, в диаметре от 60 до 300 микрон (в зависимости от производительности), отверстие и разбивается на микрокапли. Водяной туман, который образуется при этом, быстро растворяется в воздухе, повышая уровень его относительной влажности.
Системы на сжатом воздухе работают по принципу пульверизатора, используя сжатый воздух для распыления предварительно деминерализованной воды. Трасса сжатого воздуха и трасса воды низкого давления подводятся непосредственно к распыляющим форсункам, или атомайзерам. Системы увлажнения, работающие на сжатом воздухе, получили распространение в основном на производстве.
Адиабатическая система увлажнения как альтернатива кондиционеру
Увлажнение воздуха в помещении обычно рассматривается как мера для решения проблемы сухого воздуха в холодное время года. И действительно, многие эксперименты показывают, что влажность в доме опускается значительно ниже 35%, когда температура за окном менее +10 °С. В этот период использование адиабатического увлажнителя воздуха – наиболее эффективная мера для поддержания комфортной влажности. А вот летом, когда на улице наблюдается высокая абсолютная влажность, воздух в помещении обычно достаточно влажный.
Однако опыт показывает, что владельцы распылительных систем увлажнения пользуются оборудованием круглый год: зимой – для увлажнения, летом – для охлаждения воздуха. Всё дело в эффекте адиабатического охлаждения. Преимуществом такого охлаждения является отсутствие риска развития простуды, как в случае с традиционными кондиционерами, поскольку не образуются сильные потоки воздуха, воздух не пересушивается, болезнетворным бактериям в отсутствие мокрых теплообменников негде размножаться.
Ионизация воздуха
Одним из дополнительных плюсов форсуночных адиабатических систем является ионизация воздуха в процессе увлажнения.
При распылении воды любым механическим способом капли воды и молекулярные комплексы, отрываясь от поверхности, сообщают воздуху электрический заряд. Причем при дроблении соленой воды этот заряд положительный, а при дроблении пресной – отрицательный. Соотношение зарядов может быть различным, но суммарное количество всегда намного выше их содержания в обычном воздухе.
Ионизированный воздух благотворно влияет на здоровье человека. К сожалению, не многие люди имеют возможность постоянно проживать на берегу моря или поблизости от водопадов и горных рек. Поэтому современная медицина использует в терапии различных заболеваний метод гидроаэроионизации, который искусственно воссоздаёт баллоэлектрический эффект. Попадая в организм, гидроаэроионы оказывают лечебный эффект на функционирование различных систем организма.
Согласно исследованиям, в городской среде естественный уровень аэроионов значительно ниже нормы. Это во многом связано с загрязнённостью воздуха, а также с большим количеством в наших домах изделий из пластика, который поглощает отрицательно заряженные частицы.
Поэтому естественная ионизация воздуха в доме при помощи распылительной системы адиабатического типа – отличный способ позаботиться о здоровье.
Увлажнение воздуха – задача, которая актуальна не только тогда, когда речь идет о здоровье человека. Многие производственные и технологические процессы также требуют поддержания определенного уровня влажности помещения. Именно в этих случаях на помощь приходят промышленные системы увлажнения воздуха.
Отметим сразу, что промышленные системы могут использоваться и в бытовом, и в коммерческом секторе, когда требуется увлажнение воздуха на объектах с большим количеством помещений.
Необходимость увлажнения воздуха
Сухой воздух является причиной возникновения на поверхностях предметов статического электричества, которое может вызвать короткое замыкание или вывести из строя оборудование. Также оно влияет на качество выпускаемой продукции, поскольку нередко приводит к нарушению технологических процессов. Кроме того, по причине сухости воздуха может происходить усыхание производственного сырья и материалов.
Общая влажность воздуха формируется из суммы нескольких факторов и состоит из влаги, поступившей в помещение вместе с наружным воздухом, а также той, которую выделяют люди, и той, что возникает при испарении жидкостей. Также влияние оказывают некоторые технологические процессы, связанные с парообразованием. При этом необходимо учитывать наличие гигроскопичных материалов и процессы, в результате которых возможно осушение воздуха.
Норма влажности воздуха для разных типов помещения устанавливается индивидуально. Так, для жилых комнат это 60 и 65% (в теплое время года и зимой соответственно), для производственных – 40-70%, для нежилых – 30-70%, для больниц – 30-60%.
В зимнее время воздух, подаваемый в производственное помещение с улицы, проходит процедуру предварительного прогревания, в результате чего он существенно осушается и его влажность не превышает 10%, что значительно ниже нормы. Для того, чтобы повысить эти показатели до нужных значений, дополнительно используется система увлажнения воздуха для промышленного сектора.
Особенно такие установки актуальны для типографий, теплиц, текстильной, деревообрабатывающей, мебельной и других видов промышленности.
Отрасли, в которых используются промышленные увлажнители
Во многих производственных сферах достаточная увлажненность воздуха играет одну из ключевых ролей для достижения высоких результатов деятельности.
Так, в музейной и библиотечной отрасли промышленные системы увлажнения воздуха помогают создавать условия, необходимые для сохранения экспонатов и книжных изданий.
В типографском деле уровень влажности напрямую влияет на качественные характеристики бумаги, используемой при производстве.
В деревообрабатывающей промышленности увлажнители воздуха обеспечивают сохранность качества древесины, поскольку в случае пересушенности на ней могут появиться трещины, расколы и другие деформации.
В серверных помещениях и дата-центрах системы увлажнения не позволяют образовываться зарядам статического электричества, что вносит помехи в полноценную работу систем.
В медицинской отрасли увлажнители помогают решать множество задач. Одна из первостепенных – обеспечение сохранности медицинских препаратов в пригодном состоянии. Системы увлажнения используются как на производстве и в местах хранения лекарств, так и непосредственно больничных помещениях разного назначения.
Еще одна отрасль, для которой актуальная проблема поддержания определенного уровня влажности – текстильная, где излишняя сухость воздуха сказывается на прочности тканей.
Роль систем увлажнения воздуха
Увлажнители воздуха помогают дольше сохранять продукты свежими, влияют на качественные характеристики материалов и изделий. Кроме того, они оказывают благоприятное влияние на физическое состояние человека, позволяя поддерживать его работоспособность и здоровье.
Системы увлажнения воздуха на производстве рекомендуется использовать в комплекте с другими климатическими установками, отвечающими за нагрев, кондиционирование и вентиляцию воздуха, когда это необходимо. Для некоторых отраслей обязательным является использование промышленных пароувлажнителей.
Увлажнитель воздуха, используемый в промышленности, играет важную роль для производственных процессов. Его производительность рассчитывается, исходя из площади помещения, а также задач, решению которых он служит.
Отслеживают уровень влажности воздуха помещения с помощью специальных датчиков.
Принципы действия
Все существующие промышленные системы увлажнения воздуха по принципу действия можно разделить на две группы – адиабатические и изотермические увлажнители. Обе группы установок служат одной цели – обеспечивать должный уровень влажности воздуха в помещении, поддерживая комфортную рабочую среду.
К адиабатическим относятся поверхностные, ультразвуковые и форсуночные системы. В основе их работы – принцип естественного преобразования влаги в пар. Может влиять на температурные показатели, смещая их в меньшую сторону.
В изотермическую группу входят пароувлажнители, работа которых строится на смешивании воздушных масс помещения с паром, производимым установкой. Такие увлажнители не оказывают влияния на температуру воздуха в комнате.
Виды промышленных систем увлажнения воздуха
Среди разнообразия увлажнителей наиболее эффективными для задач промышленности являются такие типы систем, как распылители, мойки воздуха и ультразвуковые установки.
Первые работают по принципу аэрозоли, распыляя мельчайшие частицы воды по помещению через заданные отрезки времени. Регулирование работы увлажнителям осуществляется с помощью специальных датчиков, отслеживающих соответствие характеристик воздуха заданным параметрам.
В основе ультразвуковых систем – вибрирующая с ультразвуковой частотой пластина, расщепляющая воду на микроскопические капли, которые разносятся по помещению, смешиваясь с воздушными массами.
Промышленные мойки воздуха эффективно справляются с очищением и увлажнением воздуха на довольно больших площадях. Представляют собой емкость, наполненную водой, внутри которой установлены вращающиеся пластиковые диски. Соприкасаясь с ними воздух, нагнетаемый от вентилятора, промывается от вредных примесей и наполняется влагой.
Типы промышленных систем увлажнения воздуха
На сегодняшний день существует несколько типов систем, предназначенных для поддержания определенного уровня влажности в помещениях промышленного сектора. Среди основных можно выделить сотовые, паровые и ультразвуковые установки, а также увлажнители с водяным распылением и с распылением по зонам.
Сотовый увлажнитель
Этот тип адиабатических увлажнителей может использоваться для задач увлажнения воздуха как в зимний период времени, так и летом, помогая разгрузить системы кондиционирования.
Устанавливаются в качестве дополнительного элемента в системах вентиляции или воздуховодах. Состоит увлажнитель из кассеты с сотами, коллектора с форсунками, насоса, системы для налива и слива воды. Корпус изготовлен из нержавеющей стали.
Адиабатическое увлажнение воздуха предполагает улучшение микроклимата помещений без нагрева жидкости. Распыление частиц воды размером порядка 6–8 микрон посредством мощного насоса позволяет получить еще один важный для хорошего самочувствия эффект — снижение температуры окружающей среды. Потеря 2–3 °C малозначительна в холодный сезон, но ценна в жару.
Зачем это нужно
Влажность атмосферы помещений служит одним из важнейших параметров комфорта. Любые отклонения ее от оптимальных значений негативно воздействуют на состояние здоровья, ухудшают самочувствие.
Сухой воздух вызывает:
- преждевременное старение кожных покровов, ломкость волос и ногтей;
- потерю влаги слизистыми оболочками, их избыточную восприимчивость к патогенам, провоцирующим развитие болезней органов дыхания;
- падение доли кислорода в атмосфере комнат, появление чувства вялости, постоянной усталости.
Большая часть технических устройств для эффективного функционирования также нуждается в относительной влажности воздуха порядка 40–50%. При значительном изменении этого показателя приборы быстрее изнашиваются, раньше выходят из строя.
Искусственное адиабатическое увлажнение среды является необходимостью во всех регионах, где практикуется продолжительный по времени отопительный сезон. В морозное время года холодный и бедный парами воды воздух с улицы, попадая в помещения, становится еще суше под воздействием нагревательных приборов.
Преимущества
Адиабатическая система увлажнения представляет собой комплект климатического оборудования, использующего кинетическую энергию воды, которая протекает через насос. Так, в распылительных устройствах жидкость поступает на форсунки под давлением порядка 70 атм. Блок управления позволяет гибко регулировать уровень производительности агрегата.
Современные устройства адиабатического увлажнения отличаются:
Современные системы адиабатического увлажнения воздуха энергоэкономичны и просты в настройке Источник vlaga.pro
Разница в потреблении электроэнергии устройствами изотермического и адиабатного типа составляет 1–2 порядка. Производство 10 кг влаги в первом случае требует 7,5 кВт*ч, во втором — всего 0,04 кВт*ч. Экономия достигается за счет того, что процесс туманообразования выполняется посредством внутреннего перераспределения энергии, поступление ее извне ограничивается нуждами малозатратных вспомогательных механизмов (вентилятора, насоса).
Эффект ионизации производят только форсуночные системы. Отрываясь от поверхности, мелкие капли, комплексы молекул передают атмосфере определенный электрический заряд. При использовании пресной воды он будет отрицательным, подсоленной — положительным.
В природе это явление носит название баллоэлектрического эффекта, наблюдается неподалеку от водопадов, в дождь, над поверхностью водоемов и побережий во время шторма. Наибольшая передача заряда происходит при разбрызгивании чистой воды, наличие примесей уменьшает степень ионизации.
Охлаждающее действие адиабатического метода увлажнения дает возможность отказаться от использования традиционных кондиционеров, нередко приводящего к регулярным простудам. Это физиологичный способ снижения температуры в жаркие дни: он не позволяет образовываться сквознякам, не способствует развитию болезнетворных микроорганизмов ввиду отсутствия постоянно отсыревающих теплообменников.
Типы устройств
Любой адиабатический увлажнитель воздуха работает по принципу распыления частиц воды, но каждый из них имеет свои особенности.
Системы традиционного типа
Традиционные модели адиабатических систем увлажнения воздуха используют принцип холодного испарения воды с поверхностей большой площади. Для создания пленки жидкости применяют наборы вращающихся дисков, губки из гигроскопичного сырья. Чтобы усилить процесс, агрегаты дополняют вентиляторами.
Запасы воды для испарения размещают в поддонах. Жидкость в них доливают вручную, некоторые устройства позволяют осуществлять процесс пополнения емкостей в автоматическом режиме.
Конструктивное исполнение увлажнителей этой разновидности предполагает два варианта функционирования: с рециркуляцией воды и без нее. В первом случае влага становится благоприятной средой для размножения и развития патогенной микрофлоры, второй чреват значительным расходом очищенной жидкости. Отрегулировать ее подачу достаточно точно испарительные механизмы не позволяют.
К генераторам тумана этого типа можно отнести также любые интерьерные аксессуары, осуществляющие естественное увлажнение среды. Среди них наиболее востребованы аквариумы, домашние мини-фонтаны. Даже открытые форточки служат своеобразной системой обогащения жилой атмосферы насыщенным водой воздухом.
Ультразвуковые устройства
Адиабатический увлажнитель ультразвукового типа снабжается небольшой ванной для воды, на дне ее размещают пьезоэлектрические излучатели. Высокочастотные вибрации создают на поверхности среды волны, с гребней которых и срываются затем мельчайшие капли.
Размер частиц жидкости, продуцируемых агрегатами, редко превышает 5 микрон. Итогом их работы служит образование мелкодисперсного тумана, который затем разносится потоками воздуха по всему помещению, насыщая его атмосферу влагой.
Агрегаты прямого распыления
Адиабатические увлажнители прямого форсуночного распыления частиц воды представляют собой системы высокого давления. Такие устройства используются в быту, офисах и на производстве.
Современные системы распыления включают три основных рабочих блока:
- систему водоподготовки, где жидкость очищается от посторонних примесей, деминерализуется и стерилизуется;
- насос, нагнетающий давление;
- трубопровод с клапанами и форсунками, разбивающими поток жидкости на капли микроскопического размера.
Модели на сжатом воздухе функционируют по принципу пульверизаторов. Потоки его вместе с водой подводятся к распыляющим форсункам единовременно. Такие агрегаты в наибольшей степени востребованы на промышленных предприятиях.
Деминерализация воды осуществляется посредством механизма обратного осмоса. Эффективность устройств достигает 90%, именно такой объем поступающей и обрабатываемой влаги выполняет возложенную на прибор задачу. Слишком крупные капли стекают в поддон под действием силы тяжести, мелкие образования, не успевшие испариться в процессе перемещения по системе, осаждаются в элиминаторе (каплеотбойнике).
Варианты монтажа
Установка адиабатических систем увлажнения выполняется стационарно, для обслуживания пространств небольшого размера применяются переносные устройства. Одно- и мультизональные варианты, функционирующие через единый центр управления, помогают быстро наладить обслуживание многокомнатных зданий.
Конфигурация агрегата должна максимально соответствовать текущим индивидуальным запросам пользователя.
В качестве дополнения допустимо применение секций центрального кондиционирования атмосферы жилищ, иных механизмов поддержания оптимального микроклимата.
Заключение
Адиабатические увлажнители воздуха позволяют создавать комфортную среду при минимальных затратах энергии. Они пригодны для эксплуатации в условиях дефицита электричества, недостаточной мощности сети. Богатый ассортимент моделей распылительного и испарительного типа позволяет подбирать эффективные устройства для помещений любой конфигурации, предназначения и загруженности.
In the practice of designing and setting up ventilation and air conditioning systems and cold centers for buildings for various purposes, knowledge of the theoretical and practical foundations of issues related to air humidity is required. We bring to the attention of our readers an article on the basics of this section of air conditioning. The topic is supposed to be developed in the next issue of the magazine.
В практике проектирования и наладки систем вентиляции и кондиционирования воздуха и хладоцентров зданий различного назначения необходимы знания теоретических и практических основ вопросов, касающихся влажности воздуха. Предлагаем вниманию читателей статью об основах данного раздела кондиционирования воздуха. Развить тему предполагается в следующем номере журнала.
Н. Кондрашин, инженер
Абсолютная и относительная влажность
Влажность воздуха характеризуют два основных параметра – абсолютная и относительная влажность. При разных температурах воздух может поглощать разное количество влаги: чем выше температура, тем больше влаги может содержаться в воздухе. Абсолютная влажность описывает точное количество влаги, содержащейся в воздухе в граммах воды на килограмм воздуха. Относительная влажность показывает, какое количество влаги относительно максимально возможного для этой температуры содержится в воздухе. Поэтому летом при температуре +25 °C и относительной влажности 30 % в воздухе присутствует значительно больше влаги, чем зимой при температуре –5 °C и относительной влажности 80 %. Нагревание воздуха приводит к уменьшению его относительной влажности, при этом значение абсолютной влажности остается тем же самым.
Для каждого значения давления существует определенная точка, при которой воздух становится неспособным поглотить большее количество влаги. Эта температура называется температурой насыщения, или точкой росы. Если понизить температуру воздуха ниже точки росы, из воздуха начинает выпадать конденсат. Предположим, что у нас есть закрытый сосуд, температура воздуха в котором составляет +20 °C. Абсолютная влажность этого воздуха составляет 10 г/кг, а относительная влажность – 70 %. На основе этих данных можно определить по психрометрической диаграмме, что при снижении температуры воздуха на 6 °C или повышении абсолютной влажности на 5 г/кг воздух достигнет точки росы, а стенки сосуда с внутренней стороны запотеют – на них появится конденсат.
Психрометрическая диаграмма (диаграмма Молье)
Психрометрическая диаграмма, разработанная в 1923 году немецким теплотехником Ричардом Молье, наглядно показывает, как изменяется состояние влажного воздуха в результате нагревания, увлажнения, осушения и охлаждения. Также по этой диаграмме можно выполнять расчеты: изменение параметров воздуха в процессах определяется графическим способом. На психрометрической диаграмме отображаются все параметры, которые необходимы для описания состояния воздуха: температура – t, °C, абсолютная влажность – x, г/кг, относительная влажность – %, удельная энтальпия – h, кДж/кг, плотность – ρ, кг/м 3 . Для удобства использования психрометрическая диаграмма построена в косоугольной системе координат: ось абсцисс повернута по часовой стрелке таким образом, чтобы изотерма (линия постоянной температуры) t= 0 °C в области ненасыщенного влажного воздуха стала горизонтальной.
Линии, соответствующие постоянному значению удельной энтальпии h, проходят слева направо и сверху вниз. Линии, обозначающие постоянное влагосодержание x, располагаются вертикально. Горизонтальная ось, на которую нанесены значения влагосодержания х, не проходит через начало координат – так диаграмма становится более наглядной. В качестве второй оси абсцисс можно использовать кривую парциального давления водяного пара, которое зависит только от влагосодержания x и давления воздуха p. На проходящие под наклоном вниз линии нанесены значения удельной энтальпии h. На диаграмме также показаны кривые относительной влажности. Чтобы определять изменения параметров было проще, на диаграмму могут быть нанесены дополнительные линии (Δh/Δx), например для отслеживания изменений при паровом увлажнении воздуха. Изотермы проходят в области ненасыщенного воздуха с небольшим наклоном. После точки насыщения (относительная влажность = 1) линии направлены вниз, поскольку при достижении максимального паросодержания дополнительная вода может присутствовать в воздухе только в жидкой фазе в виде небольших капель (тумана). В зоне тумана изотерма отличается от проходящей через точку насыщения изоэнтальпы (линии постоянной энтальпии) только на небольшое значение энтальпии, вносимое влагой в виде тумана. В области ненасыщенного воздуха проходят кривые постоянной относительной влажности, равномерно разделенные соответствующими изотермами в диапазоне от 0 до 1. На диаграмме видно, что относительная влажность всегда снижается при нагревании воздуха, если влагосодержание x при этом остается постоянным.
Нагрев при постоянной абсолютной влажности
Адиабатическое увлажнение воздуха (распыление или испарение воды)
Если распыление или испарение воды осуществляется без подвода тепла, то затрачиваемая на испарение энергия забирается из окружающего воздуха, и воздух охлаждается. Так как процесс охлаждения проходит в адиабатических условиях, т. е. без потерь тепла и подвода его извне, он называется адиабатическим охлаждением. На психрометрической диаграмме точное направление, в котором происходит процесс охлаждения во время увлажнения, может быть определено на основе характеристики (Δh/(Δx. Расчет характеристики (Δh/(Δx: (Δh = изменение энтальпии, кДж/кг; (Δx = изменение влагосодержания, г/кг.
Принцип адиабатического увлажнения используют системы увлажнения различных типов: ультразвуковые, оросительные (сотовые), форсуночные низкого и высокого давления. Системы различных типов имеют свои особенности и ограничения для применения.
Изотермическое увлажнение (увлажнение с помощью пара)
Если увлажнение воздуха осуществляется паром, то температура, как правило, остается неизменной, поскольку водяной пар не обменивается энергией с воздухом – подведения теплоты для испарения воды уже не требуется. Расчет характеристики (Δh/(Δx выполняется так же, как и в предыдущем случае.
Изотермическое увлажнение воздуха на практике осуществляется в паровых увлажнителях (парогенераторах) с электродным или резистивным нагревом воды. Выбор технологии нагрева в основном зависит от параметров используемой воды.
Увлажнение воздуха: зачем оно нужно?
Большинство людей чувствует себя наиболее комфортно при температуре от +20 до +22 °C и относительной влажности от 40 до 60 %. Если значение относительной влажности опускается ниже 30 %, как это случается в отопительный сезон, начинаются проблемы: сухой воздух стремится поглотить как можно больше влаги, которую он забирает из окружающей среды, в том числе и из находящихся в ней людей. В результате может появиться кожный зуд, жжение в глазах, головная боль и общая усталость – так проявляется обезвоживание.
Сухой воздух вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, нарушая их нормальную работу. В результате пыли и болезнетворным микроорганизмам становится проще проникнуть через естественный защитный барьер, что приводит к нарушению нормального функционирования органов дыхания и повышению риска вирусных заболеваний. По данным научных исследований, чтобы снизить риск заражения и вероятность проявления болезненных симптомов до минимально возможного уровня, следует поддерживать влажность воздуха на уровне 40–60 %. Кроме того, падение уровня относительной влажности ниже 35 % приводит к пересыханию одежды, ковров, мебели и других находящихся в помещении предметов, а это способствует усиленному образованию пыли. В сухом воздухе все виды пластиков накапливают электрический заряд, который притягивает еще больше частиц пыли.
Влажность гигроскопичных материалов стремится к равновесию с влажностью окружающего воздуха: после прекращения увлажнения предметы интерьера в помещениях начнут отдавать влагу обратно воздуху. Если в помещении находятся произведения искусства, музыкальные инструменты, мебель или паркет из ценных пород дерева, такое колебание влажности может привести к их растрескиванию и порче, поэтому необходимо не только создать правильную влажность, но и автоматически поддерживать ее, чтобы ни колебания температуры, ни изменения влажности наружного воздуха не могли повлиять на изменение влажности в помещении.
Читайте также: