Меню

Адиабатический увлажнитель воздуха что это такое



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.

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.

Читайте также:  Увлажнитель воздуха scoole sc hr ul 11 m характеристики

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

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.

Читайте также:  Причины поломки автоматического освежителя воздуха

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

Адиабатическое увлажнение воздуха

Типы увлажнения

Наибольшее практическое применение получили два основных способа увлажнения воздуха:

Изотермический способ – при увеличении относительной влажности температура воздуха остается примерно постоянной, немного даже повышается, нагретый насыщенный пар поступает непосредственно из области кипения в воздух. Переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет подвода внешнего тепла, чаще всего при помощи электрического нагревателя. Изотермическое увлажнение просто реализуется, но обладает большим энергопотреблением, что связано с необходимостью компенсации скрытой теплоты испарения воды нагревателем. Генерация 1 кг/час пара в час требует около 750 Вт тепловой мощности. Изотермический метод увлажнения применяется в газовых, электрических ТЭН и электродных увлажнителях.

Адиабатический способ – применяется без подвода внешнего тепла: при увеличении относительной влажности температура воздуха понижается, в воздух поступает водяной аэрозоль (или идет испарение с водяной пленки на смоченной поверхности), который впоследствии испаряется, фазовый переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет энергии воздуха, вследствие чего его температура понижается. Фактически при распылении воды из окружающего воздуха поглощается довольно много тепла. Например, летом наружный воздух с температурой 28 °C и влажностью 35% при помощи адиабатического увлажнителя может быть охлажден до комфортной температуры 23 °C при доведении уровня влажности до 60%. Таким образом, адиабатическое увлажнение является на порядок экономичнее, так как процесс испарения происходит за счет запасенной теплоты самого воздуха, а внешнее энергопотребление связано только с необходимостью преодоления сил поверхностного натяжения воды в ходе ее распыления. В зависимости от типа распылительного увлажнителя на генерацию 1 кг влаги в час требуется от 4 до 120 Вт электрической мощности.

Типы адиабатических увлажнителей воздуха

Ультразвуковые увлажнители – принцип действия увлажнителей этого типа основан на ультразвуковом туманообразовании: данный эффект достигается путем высокочастотных колебаний керамического пьезоэлемента, образующие на поверхности воды поперечные волны, на вершинах которых формируются и отрываются от поверхности капли воды (размером порядка 5 микрон), создающие туман, который разносится потоком воздуха.

Бытовые ультразвуковые увлажнители благодаря доступности во всех ценовых категориях являются самыми распространенными. При довольно низком электропотреблении они способны повысить уровень влажности в помещении до 70%. Главный минус бытовых ультразвуковых увлажнителей – это быстрый рост микробов в емкости с водой и выброс их в воздух. Крайне необходимо менять воду в резервуаре не реже раза в сутки и мыть ежедневно внутренние поверхности, в противном случае содержание микроорганизмов в воздухе увеличится в 100 и более раз. При этом нельзя использовать дезинфицирующие добавки, так как в процессе работы прибора они могут попадать в воздух и затем в легкие при вдыхании.

Читайте также:  Может ли вызывать кашель увлажнитель воздуха

Профессиональные (канальные) ультразвуковые увлажнители также отличаются низким энергопотреблением благодаря реализации процесса адиабатного увлажнения. Данный тип увлажнителей способен поддерживать уровень относительной влажности в обслуживаемом помещении в широком диапазоне и с высокой точностью. Основным недостатком увлажнителей данного типа тоже является опасность развития микроорганизмов в емкости с водой и на элементах системы вентиляции и кондиционирования, что приводит к необходимости проведения дезинфекции всей системы вентиляции 1 – 2 раза в год и, соответственно, к увеличению стоимости проведения технического обслуживания.

Традиционные увлажнители – принцип действия таких увлажнителей основан на контактном методе, воздух проходит через увлажнитель, в котором искусственно создается плёнка воды большой площади, и контактирует с влагой, таким образом достигается увлажнение воздуха.

Бытовые традиционные увлажнители воздуха характеризуются низким энергопотреблением, а также эффектом очищения воздуха, который достигается благодаря оседанию части пыли на мокрых поверхностях. Приборы данного типа имеют ряд значительных недостатков – резкое уменьшение производительности с увеличением влажности воздуха, что не позволяет поднять уровень влажности выше 30%, быстрое загрязнение воды в резервуаре приводит к увеличению содержания микробов в помещении, шум вентилятора.

Профессиональные (канальные) традиционные увлажнители, как и все адиабатические, отличаются значительной энергоэффективностью, кроме того, в определенной мере они позволяют очищать воздух от пыли и запахов. В зависимости от качества используемой воды данное оборудование может использоваться без предварительной водоподготовки. Главными недостатками данного оборудования является опасность развития микроорганизмов и попадание их в пространство увлажняемого помещения, а также необходимость регулярной очистки и замены гигроскопичного материала, что может представлять значительные сложности.

Системы прямого форсуночного распыления – принцип работы данного увлажнителя адиабатического типа заключается в том, что от центрального блока системы под высоким давлением по трубкам подается предварительно очищенная и стерилизованная вода к форсункам, из которых она распыляется в виде мелкодисперсной аэрозоли, представляющей собой туман (капли воды имеют размер в среднем 15 – 40 микрон и испаряются очень быстро, в пределах секунды).

Системы увлажнения путем прямого форсуночного распыления имеют следующие преимущества:

  • гигиеничность и микробиологическая безопасность, отсутствие белого налета, что достигается за счет прохождения водой процесса глубокой очистки;
  • наличие эффекта пылеподавления;
  • полностью автоматическая работа системы (зависит от возможностей оборудования конкретного производителя);
  • энергоэффективность;
  • обеспечение мультизональности – охват большого количества помещений с возможностью поддержания различного уровня влажности (зависит от возможностей оборудования конкретного производителя);
  • высокая производительность, за счет чего достигается возможность обслуживания помещений большой площади;
  • простота обслуживания;
  • эффект легкой ионизации воздуха, оказывающей лечебное воздействие;
  • кондиционирование.

Главными недостатками систем прямого форсуночного распыления являются относительно высокая цена, высокие требования к качеству оборудования из-за наличия в системе высокого давления воды и сложной водоочистки, необходимость подключения к системе водоснабжения, электропитания и дренажа.

Системы увлажнения воздуха методом прямого тонкодисперсного распыления воды высокой степени очистки Buhler-AHS и Universe

Системы увлажнения Buhler-AHS и Universe являются яркими представителями систем увлажнения адиабатического типа и полностью раскрывают все преимущества адиабатного увлажнения воздуха путем прямого форсуночного распыления. Благодаря применению высококачественных компонентов и высокотехнологичных решений системы этого производителя являются лидерами в данном классе оборудования.

Так гигиеничность и микробиологическая безопасность обеспечиваются применением следующих технологических решений:

  • используется запатентованная технология двойного прогона воды через мембрану обратного осмоса, таким образом, мембрана постоянно промывается, а качество отфильтрованной воды значительно повышается, а двухступенчатая схема очищает воду до уровня, не достижимого для традиционных систем обратного осмоса;
  • кольцевая промывающая магистраль высокого давления, по которой вода направляется к форсункам, имеет самоочищающуюся внутреннюю поверхность (выполнена из Тефлона), что исключает возможность роста микрофлоры;
  • система в автоматическом режиме производит регулярное промывание внутренних элементов и трубок для полного исключения появления застойных зон.

Благодаря продуманным алгоритмам работы оборудования обеспечивается полная автоматизация всего цикла поддержания требуемого уровня влажности в каждом помещении, кроме того, за счет применения нескольких типов датчиков протечки, а также автоматики, контролирующей перепады давления в системе, обеспечивается автоматическое отключение при возникновении протечки в любом компоненте системы.

В системах имеется возможность организации надежного беспроводного управления для объектов любого размера. Применение специальных алгоритмов обработки управляющих сигналов позволило расширить зону действия беспроводных пультов управления в несколько раз без увеличения мощности. При установке в железобетонных зданиях радиоуправление гарантированно покрывает всю зону установки системы увлажнения, при этом радиоуправление работает на свободной частоте 433 МГц.

Продукция Buhler-AHS и Universe соответствует требованиям национальных и международных стандартов, технических условий и других правил, что подтверждается наличием сертификатов соответствия Европейского союза и Таможенного союза, а также полной локализацией под Технические регламенты РФ.

Наличие высокопрофессиональных специалистов и фирменных сервисных центров в России, которые обеспечены полным ассортиментом всей номенклатуры оборудования, расходными материалами и запасными частями, позволяет качественно и оперативно проводить монтаж и техническое обслуживание систем увлажнения воздуха Buhler-AHS и Universe.

Источник