Меню

Адиабатических систем увлажнения воздуха



Адиабатическое увлажнение воздуха

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.

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:

  • экономичность и энергоэффективность;
  • комфорт – нет ощущения духоты как «в бане»;
  • естественное снижение температуры воздуха, которое дополняет ощущение комфорта, так как наилучшая температура для человека снижается с увеличением влажности;
  • возможность круглогодичного использования: зимой для увлажнения, а летом – для кондиционирования и охлаждения воздуха;
  • эффект ионизации, или «баллоэлектрический эффект» (только для форсуночного увлажнения);
  • экологичность – при таком увлажнении не происходит вредных выбросов в атмосферу.

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.

  1. Ультразвуковые увлажнители воздуха

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.

  1. Традиционные увлажнители воздуха

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.

  1. Системы прямого форсуночного распыления

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.
Читайте также:  Очиститель воздуха comfort ar 555

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.

Это явление было открыто ещё в восемнадцатом веке и стало известно, как «баллоэлектрический эффект». Его можно наблюдать у водопадов, на побережьях, во время шторма над поверхностью воды, а также во время дождя. Известно также, что электризация достигает максимума при разбрызгивании чистой воды. Чем больше количество примесей, тем меньше баллоэлектрический эффект.

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.

Источник

Адиабатическое увлажнение воздуха — современная альтернатива устаревшим методам регуляции микроклимата

Отправим материал на почту

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.

Читайте также:  Есть ли эффект от увлажнителя воздуха

Современные устройства адиабатического увлажнения отличаются:

  • экологичностью;
  • сниженными показателями электропотребления, экономичностью;
  • пригодностью к эксплуатации в любой сезон;
  • отсутствием эффекта «парилки»;
  • способностью производить эффект ионизации;
  • возможностью выводить систему на максимальную производительность, что обеспечивает получение значительного объема увлажненного воздуха за короткий промежуток времени;
  • разнообразием моделей.

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.

  • Пространства значительной площади, обладающие сложным строением, комплектуются многоканальными системами адиабатического увлажнения воздуха. Подача подготовленной смеси осуществляется в этом случае посредством комплекса решеток, диффузоров и анемостатов.
  • Небольшие комнаты оборудуются несколькими устройствами, размещаемыми отдельно и подающими «туман» непосредственно из форсунок.

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.

Читайте также:  Ионизаторы воздуха для дома самые лучшие

Источник

Что такое адиабатическое увлажнение воздуха? Просто о сложном.

Для большинства районов России характерен умеренный климат с продолжительным отопительным сезоном. Сухой холодный воздух в зимнее время поступает в обогреваемые помещения и становится еще суше. Это отрицательно влияет на здоровье человека, а также на микроклимат в квартире или офисе.

Низкая влажность воздуха губительна и для многих производственных процессов. Принятые Санитарные правила и нормы (СанПиН) жестко регламентируют нормы содержания влаги в воздухе любых помещений и требуют принятия мер по доведению этого параметра до нормативных величин путем принудительного увлажнения.

Воздух и влага. Основные термины

Для понимания физики процесса адиабатического увлажнения воздуха можно не углубляться в основы термодинамики, достаточно понять простую терминологию и основные факторы.

  1. Абсолютная влажность воздуха — это содержание водяных паров в 1 кубометре воздушной массы при конкретной температуре воздуха:

Это фактическое содержание влаги в воздухе, которое можно измерить различными способами (например, по разнице температур мокрого и сухого термометров, с использованием психрометрических таблиц). Абсолютная влажность измеряется в килограммах (граммах) воды на 1 кубометр воздуха. При определенном значении этого параметра для конкретной температуры воздуха (точке росы) влага становится избыточной, начинает конденсироваться и выпадать из воздуха в виде тумана или капель. Влагоемкость воздуха растет с повышением его температуры. Например, при 0 °С максимальная влагоемкость равна 4,9 г, а при +30 °С она составит 30,4 г водяного пара на 1 кубометр.

  1. Относительная влажность воздуха — это отношение фактической абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности при данной температуре:

В этой формуле относительная влажность выражена через парциальное (частичное) давление водяного пара (фактическое к максимальному). Ничего страшного, так принято.

Относительная влажность является основным параметром, который определяет комфортность и безопасность помещения для здоровья человека. Ее величина составляет от 40 до 60%. Параметр можно измерить напрямую с помощью гигрометра.

Это самые простые зависимости. На самом деле на определение влажности воздуха влияет и атмосферное давление, которое меняется в зависимости от погоды и высоты над уровнем моря. Влиянием давления можно пренебречь в первом приближенном описании процесса.

Чтобы было легче во всем этом разобраться, приведем пример. При +30 °С в помещении определили абсолютную влажность в 15 г на кубометр. Мы уже знаем, что для этой температуры максимальное содержание влаги составляет 30,4 г на кубометр. Естественно, что относительная влажность при этом равна примерно 50% (вполне комфортно).

А что произойдет, если в помещение поступает воздух с улицы при 0 °С и влажности 100% (содержание влаги 4,9 г на кубометр) и нагревается отопительными приборами до тех же +30 °С? Простой расчет: 4,9 : 30,4 × 100% = 16%. Это уже никуда не годится! Необходимо увлажнение воздуха.

Увлажнение воздуха: изотермическое и адиабатическое

В странах с отопительным сезоном люди всегда боролись с низкой относительной влажностью воздуха. Они заметили, как быстро сохнет белье зимой в квартире, и стали специально расставлять в определенных местах емкости с водой, раскладывать намоченную ткань и т.д. Позже появились точечные увлажнители воздуха, которые имеют небольшой радиус действия и множество недостатков.

Радикальный способ увлажнения больших по объему помещений — это насыщение их горячим водяным паром (например, четыре чайника постоянно кипят на плите!). Такой способ повышает внутреннюю энергию воздуха и влажность без изменения его температуры. Это изотермическое увлажнение воздуха. Его практически не применяют, так как затраты на испарение 1 кг воды огромны и достигают 700 Вт.

Есть и другой физический способ увлажнить большой объем воздуха без изменения его внутренней энергии, сопровождаемый резким увеличением влажности и небольшим снижением температуры, — это адиабатическое увлажнение помещений. При этом затраты на испарение 1 кг воды уменьшаются на один-два порядка!

Система проста — это известный всем автолюбителям впрыск через форсунки. Для воды в обязательном порядке требуется глубокая очистка от примесей и растворенных солей. Подготовленная вода поступает в накопители и насосом подается в магистраль высокого давления (до 50 атм. и выше). Тонкие, малозаметные пластиковые трубопроводы прокладываются под потолком (на потолочном плинтусе) по всему периметру помещения. Через определенные расстояния расположены форсунки, которые распыляют воду в виде микроскопических капель. Капли быстро превращаются в невидимый водяной пар и повышают относительную влажность воздуха до нормативных значений. Весь процесс управляется электронным контроллером, который связан с датчиками относительной влажности воздуха.

Такая система увлажнения помещений является самой передовой и востребованной на сегодняшний день, она легко интегрируется в общую систему «умного дома», экономична и эффективна.

Источник