Prema standardima, u prostorijama sa stalnom popunjenošću potrebno je održavati ne samo određenu temperaturu, već i vlažnost. Niska vlažnost zraka potiče nakupljanje statičkog elektriciteta na metalnim predmetima. Povećani nivoi su takođe neprijatni i dovode do osećaja začepljenosti i kondenzacije na površinama.
Održavana vlažnost specijalnih uređaja- ovlaživači. Podijeljeni su u dva fundamentalno različita tipa, koji se razlikuju po načinu ovlaživanja - može biti adijabatska (izentalpijska) ili izotermna (slika 1, redovi 1-3 i 1-2).Adijabatsko (izentalpijsko) ovlaživanje
Adijabatsko ovlaživanje je proces najčešćeg isparavanja vode u okoliš. Ovako voda u čaši vremenom ispari, lokve na putevima nestanu...
Pokretačka sila procesa isparavanja je razlika u parcijalnom pritisku vodene pare iznad površine vode (gde je visok i skoro jednak pritisku zasićene pare) i u okolnom vazduhu (gde je manji, a što je niži). suši vazduh).
Učinkovitost adijabatskog ovlaživanja ovisi o površini vlažne površine i brzini zraka koji je udiše. Stoga su elementi iz kojih dolazi do isparavanja u ovlaživačima koji koriste ovu metodu ili kasete od tkanine ili papira, ili plastični diskovi kroz koje teče voda. Ovi elementi se ugrađuju u zračni kanal ili se upuhuju posebnim ventilatorom.
Sa fizičke tačke gledišta, ono što se dešava je da strujanje vazduha apsorbuje vlagu, pretvarajući je u vodenu paru. Proces pretvaranja vode u paru zahtijeva ogromnu količinu energije. Vazduh ovu energiju prenosi na vodu, usled čega se hladi. Ukupna energija sistema (entalpija) je praktično nepromijenjena, pa se proces naziva izentalpijski (adijabatski).
Na Id dijagramu ovaj proces je prikazan ravnom linijom duž izentalpe dole desno (sl. 1).
Metoda adijabatskog ovlaživanja se koristi u evaporativnim, rascjepnim i ultrazvučnim ovlaživačima.
Izotermno ovlaživanje
Izotermno ovlaživanje je proces miješanja vodene pare sa strujom zraka.
Svrha ovlaživača je da proizvodi paru iz vode, ali ovaj put se energija potrebna za pretvaranje tekućine u plin ne uzima iz zraka, već iz električne mreže. Kao rezultat toga, temperatura zraka se praktički ne mijenja tokom vlaženja (zbog čega se metoda naziva izotermna), a račun za struju izaziva blago zaprepaštenje, jer instalacija kapaciteta samo 1 l/h troši 700 W, a ovlaživanje stan zimi zahtijeva oko 3 kW.
Na Id dijagramu procesna linija je usmjerena duž izoterme udesno (slika 1).
Metoda izotermnog ovlaživanja koristi se u grijaćim, infracrvenim i elektrodnim ovlaživačima.
Sa terminološke tačke gledišta, napominjemo da se izotermni ovlaživači često nazivaju parni ovlaživači, budući da stvaraju paru tokom svog rada. Zauzvrat, adijabatski ovlaživači ne mogu se nazvati parnim ovlaživačima.
Vrste ovlaživača zraka
Pogledajmo pobliže svaki od navedenih tipova ovlaživača:
Izotermni ovlaživači
Ovlaživači za grijanjeU grijaćim ovlaživačima voda se zagrijava i ključa u posebnom spremniku, a dobivena para se kroz crijevo dovodi u zračni kanal, gdje se ravnomjerno raspoređuje kroz cijev s malim rupicama po cijeloj dužini (razdjelnik pare).
Nastala para mora biti pregrijana kako se ne bi kondenzirala na zidovima crijeva na putu do zračnog kanala.
Infracrveni ovlaživači
Infracrveni ovlaživači su slični onima za grijanje i razlikuju se samo po načinu zagrijavanja vode. U ovom slučaju se koriste lampe koje zagrijavaju vodu putem infracrvenog termičkog zračenja.
Elektrodni ovlaživači
Ovlaživači tip elektrode(Sl. 2) za proizvodnju pare koristi se fenomen disocijacije vode – njeno raspadanje pod uticajem električne struje. Dvije elektrode, anoda i katoda, spuštaju se u spremnik vode i na njih se primjenjuje napon. Struja koja prolazi kroz vodu zagrijava je i pretvara u paru.
Elektrodni parni ovlaživači su efikasniji od grijaćih i infracrvenih. Osim toga, mnogo su sigurniji: ako nema vode, strujni krug je prekinut i ovlaživač se automatski isključuje.
Adijabatski ovlaživači
Evaporativni ovlaživači
U evaporativnim ovlaživačima voda se dovodi na posebnu površinu (obično papir ili plastiku) koja se upuhuje zrakom. Prilikom duvanja, vlaga postepeno isparava, čime se ovlažuje zrak.
Ovlaživači koji se razdvajaju
Koriste se dezintegrirajući ovlaživači komprimirani zrak ili vodenu pumpu pod visokim pritiskom za razdvajanje vode na male čestice koje se šalju u struju zraka i lako isparavaju.
Ultrazvučni ovlaživači
Ovo je najsavremeniji tip ovlaživača (slika 3). Koristi posebnu membranu koja vibrira na visokoj frekvenciji. Voda koja pada na membranu se trenutno raspršuje i pretvara se u oblak mikročestica. Vazduh koji prolazi kroz ovaj oblak efikasno apsorbuje vlagu.Imajte na umu da je za posljednje dvije vrste ovlaživača potrebno čista voda kako bi se izbjeglo zagađenje zraka nečistoćama. Mnogi proizvođači pokušavaju napraviti fisione i ultrazvučni ovlaživačišto sigurniji za ljude, opremljeni su brojnim funkcijama koje rješavaju ovaj problem.
Prednosti, mane i aplikacije
Kao što je već spomenuto, glavna razlika između adijabatskog ovlaživanja i izotermnog ovlaživanja je u tome što se u prvom slučaju energija strujanja zraka troši na isparavanje vode, uslijed čega se hladi, au drugom slučaju električna energija iz mreža se koristi. Stoga, tamo gdje hlađenje zrakom nije isplativo, mora se koristiti izotermno ovlaživanje.
Na primjer, zimi u dovodnoj ventilaciji stana, ureda ili upravna zgrada vazduh odveden sa ulice u apsolutna vrijednost sadrži malo vode, pa je nakon zagrijavanja njegova vlažnost samo 10-15%. Ovlaživanje sveže zagrejanog vazduha adijabatskom metodom će ga ohladiti i zahtevati dalje zagrevanje, što komplikuje sistem. Stoga se u ovom slučaju preporučuje korištenje izotermnih ovlaživača zraka.
Istovremeno, ljeti se vanjski zrak s temperaturom od 28 °C i vlažnošću od 35% može ohladiti na potpuno ugodnu temperaturu od 23 °C sa vlažnošću od 60% pomoću kućnog ili kanalnog adijabatskog ovlaživača. Ovdje treba napomenuti da se ovlaživanje nakon 60%, iako dovodi do naknadnog smanjenja temperature zraka, ne preporučuje, jer visoka vlažnost izaziva osjećaj začepljenosti i nelagode.
Još jedno područje primjene adijabatskih ovlaživača je hlađenje zraka koji ulazi u kondenzator kako bi se naknadno smanjila temperatura kondenzacije u rashladnom krugu do najveće moguće mjere.
Ova potreba se javlja u vrućim danima i nosi nekoliko prednosti. Prvo, izbjegava nesreću rashladna jedinica za visoki pritisak. Drugo, smanjenje temperature kondenzacije za 1 °C povećava kapacitet hlađenja za 3%. Konačno, ako je adijabatsko hlađenje kondenzatora bilo uključeno u fazi projektovanja instalacije, to će uštedjeti na kapitalnim ulaganjima: bit će potreban manje moćan kondenzator ili suhi hladnjak.
Ovaj sistem se može koristiti u rashladnim kondenzatorima, kompresorsko-kondenzatorskim jedinicama, daljinskim kondenzatorima, kao i suvim hladnjacima i drugim hladnjacima radne materije (voda, rastvor glikola, rashladno sredstvo) sa spoljnim vazduhom.
Izotermno ovlaživanje u sistemu dovodne ventilacije
U sistemima dovodne ventilacije za male i srednje objekte, u pravilu se koristi izotermno ovlaživanje. U tom slučaju, ovlaživač se može montirati zasebno (obično na zid) ili ugraditi u zračni kanal.U prvom slučaju, ovlaživač nije ni na koji način povezan sa ventilacijom i radi potpuno autonomno, samostalno stvarajući potreban iznos paru regulacijom potrošnje energije, stvarajući protok zraka u koji se uvodi para pomoću ugrađenih ventilatora.
U drugom slučaju, ovlaživač je direktno povezan s radom dovodnog ventilacijskog sistema, a para se raspršuje u zračni kanal, kretanje zraka u kojem se osigurava dovodnim ventilatorom. Shodno tome, kada je ventilacija isključena, ovlaživač mora biti isključen (po pravilu, ovlaživači imaju odgovarajuće kontakte).
Para se dovodi u dovodni vazdušni kanal pomoću linearnog razvodnika pare, u koji se para dovodi kroz crevo (slika 4). Tačnu lokaciju linearnog razdjelnika pare s obzirom na visinu zračnog kanala treba razjasniti prema preporukama za ugradnju parnog ovlaživača.
Ako nema kanala za dovod zraka za ugradnju cijevi za razvod pare, predviđena je ventilatorska jedinica koja ima spojne rupe za razdjelnik pare i ventilator za stvaranje protoka zraka. Prednosti ove vrste ugradnje parnog ovlaživača zraka u odnosu na zidni monoblok su mogućnost ugradnje glavne i ventilatorske jedinice na međusobnoj udaljenosti.
Parni ovlaživač zraka može se kontrolirati pomoću ugrađene ili daljinske upravljačke ploče.
Sekcije za vlaženje u klima komorama
U snažnim ventilacijskim jedinicama, adijabatski ovlaživači su ugrađeni kao opcioni dijelovi. I tu postoje neke posebnosti.Već zagrejani vazduh se mora dovoditi u deo za ovlaživanje, a parametri ovog grejanja se određuju iz sledećeg uslova: vazduh posle grejača mora imati takvu entalpiju pri kojoj tokom procesa vlaženja može da postigne potreban sadržaj vlage. Na primjer, ako zrak nije dovoljno zagrijan, tada će kada se ovlaži doći do stanja zasićenja (φ = 100%) prije nego što primi potrebnu količinu vode.
Prilikom detaljnog proučavanja ovog pitanja, ispostavilo se da bi temperatura ispred ovlaživača trebala biti znatno viša od sobne temperature (na primjer, 40 °C i 24 °C, kao u primjeru proračuna ispod).
Dakle, u jedinice za dovod vazduha sa delom za ovlaživanje (koji se naziva i centralnim klima uređajima), postoje dva grejača: pre i posle ovlaživača (slika 5).
Ovlaživačem se upravlja sa centralnog panela klima uređaja. U tom slučaju se postavljaju samo potrebne vrijednosti temperature i vlažnosti, dok se sekcije grijanja i ovlaživanja automatski podešavaju.
Primjer proračuna izotermnog ovlaživača zraka
Podaci jedinice za dovod zraka:
Vlažnost vanjskog zraka (određena I d-dijagramom): φ out = 91%.
Parametri unutrašnjeg okruženja:
Entalpija vazduha u prostoriji (određena iz I d-dijagrama): i soba = 48 kJ/kg.
Gustina vazduha u prostoriji (određena iz I d-dijagrama): ρ prostorija = 1,17 kg/m 3.
Termodinamički podaci:
Proračun potrebnog izlaza pare ovlaživača
Zrak ulazi u ovlaživač nakon grijača, tako da je temperatura zraka jednaka podešenoj sobnoj temperaturi (t prostorija). U ovom slučaju, proces grijanja se odvija pri konstantnom sadržaju vlage, dakle, sadržaj vlage zagrijanog zraka jednak je sadržaju vlage vanjskog zraka (d out).
Temperatura zraka nakon grijača: t grijanje = t prostorija. Teat = 24 °C.
Entalpija vazduha (određena iz I d-dijagrama): i toplota = 25 kJ/kg.
Vlažnost vazduha (određena iz I d-dijagrama): φ toplota = 2%.
Gustoća zraka (određena iz I d-dijagrama): ρ opterećenje = 1,17 kg/m 3.
Kao što vidite, zimi je vlažnost zraka nakon grijača samo 2% - upravo je to razlog potrebe da se klima komora opremi ovlaživačem. Ako ga nema, u prostoriju će se dovoditi izuzetno suv vazduh. Inače, zbog oslobađanja vlage u prostoriji (korištenje vode u stanu, oslobađanje vlage ljudi i životinja znojenjem i disanjem), vlažnost zraka se svakako povećava. U pravilu je oko 20% i što je niža vanjska temperatura je niža.
Svrha ovlaživača je povećanje relativne vlažnosti zraka na unaprijed određenu vrijednost (φ pom) bez promjene njegove temperature. Dakle, sadržaj vlage u zraku mora se povećati sa d topline na d prostoriju.
d uvl = d soba - d opterećenje.
d uvl = 8,98 g/kg.
Potreban izlaz pare ovlaživača:
P hidratacija = 7,4 kg/h.
Dakle, u sistem snabdevanja ventilacija sa protokom G pr = 700 m 3 / h, ako je potrebno ovlažiti zrak do 50 %, protok vode (parni kapacitet ovlaživača) od najmanje P ovlaživač = 7,4 kg/h će biti potrebno.
Znajući izlaz pare ovlaživača, možete procijeniti njegovu potrošnju energije. Ova procjena se zasniva na činjenici da je određeni protok vode potrebno prevesti u plinovito agregatno stanje (paru), odnosno utrošiti energiju faznog prijelaza (tzv. latentna toplina isparavanja).
N hlorovodonična kiselina = P hlorovodonična kiselina ∙r voda.
N uvl = 5,1 kW.
Ekspresna metoda za izračunavanje performansi i snage parnog ovlaživača
Ekspresna metoda omogućava procjenu proizvodnje pare bez složenih proračuna i upotrebe I d-dijagrama.
P uvl [kg/h] = 0,21∙G [m 3 /h]∙φ [%]∙10 -3,
gdje su G i φ brzina protoka, respektivno dovodni vazduh i održavanu potrebnu vlažnost u prostoriji.
Navedena formula za proračun proizvodnje pare vrijedi samo za zimski period; daje najbolji rezultati pri sobnoj vlažnosti od 30...70% i pri bilo kojoj brzini protoka vazduha.
Ekspresna metoda za izračunavanje snage koju troši parni ovlaživač zraka svodi se na jednostavnu formulu i praktično nema ograničenja u upotrebi:
N hidrol [kW] = 0,7∙P hidro [kg/h].
Primjer proračuna adijabatskog ovlaživača
Podaci jedinice za dovod zraka:
Protok dovodnog vazduha: G pr = 700 m 3 /h.
Opcije okruženje(standardni projektni uslovi):
Projektni pritisak: P izračunato = 0,1 MPa.
Spoljna temperatura vazduha: t out = -26 °C.
Entalpija vanjskog zraka: iad = -25,1 kJ/kg.
Vlažnost vanjskog zraka (određena Id dijagramom): φ out = 91%.
Parametri unutrašnjeg okruženja:
Održavana temperatura u prostoriji: t prostorija = 24 °C.
Održavana vlažnost u prostoriji: φ prostorija = 50%.
Entalpija vazduha u prostoriji (određena iz Id dijagrama): i soba = 48 kJ/kg.
Gustoća zraka u prostoriji (određena iz Id dijagrama): ρ prostorija = 1,17 kg/m 3.
Termodinamički podaci:
Latentna toplota isparavanja: r voda = 2500 kJ/kg.
Toplotni kapacitet vazduha c vazduh = 1,005 kJ/kg∙°C.
Proračun potrebnih performansi ovlaživača.
Ovlaživač prima zrak nakon predgrijavanja. Snaga predgrijača je ograničena minimalna vrijednost, tako da vazduh iza njega, u procesu adijabatskog ovlaživanja, može prihvatiti količinu vlage koja je potrebna za postizanje sadržaja vlage d prostorije. I d-dijagram pokazuje da bi, po pravilu, prva faza grijanja trebala biti snažnija nego u sistemu sa izotermnim ovlaživačem.
Za naš primjer možemo uzeti temperaturu prvog grijanja = 40 °C. Proces grijanja se odvija pri konstantnom sadržaju vlage, stoga je sadržaj vlage zagrijanog zraka jednak sadržaju vlage vanjskog zraka (d out). Tako će zrak sa sljedećim parametrima ući u ovlaživač:
Temperatura zraka nakon grijača: t grijanje = 40 °C.
Entalpija vazduha (određena iz I d-dijagrama): i toplota = 41,3 kJ/kg.
Vlažnost vazduha (određena iz I d-dijagrama): φ toplota = 1%.
Gustoća zraka (određena iz I d-dijagrama): ρ opterećenje = 1,11 kg/m 3.
Svrha adijabatskog ovlaživača je povećanje sadržaja vlage u zraku na zadatu vrijednost (d prostorija) s ciljem naknadnog zagrijavanja na potrebnu temperaturu t prostorije i na taj način postizanja zadate vlažnosti φ prostorije.
Entalpija zraka nakon ovlaživanja: i ad_uvl = i toplina i ad_uvl = 41,3 kJ/kg
Temperatura vazduha (određena iz Id dijagrama): tad_soul = 17,4 °C.
Vlažnost vazduha (određena iz Id dijagrama): φ ad_hydr = 75%.
Gustoća zraka (određena iz Id dijagrama): ρ ad_uvl = 1,20 kg/m 3 .
Razlika u vlažnosti zraka u prostoriji i nakon grijača:
D uvl = d ad_uvl - d opterećenje.
D uvl = 8,98 g/kg.
Potrebne performanse ovlaživač:
P svl = d svl ∙G pr ∙ (ρ toplina + ρ pom)/2.
P hidratacija = 7,4 kg/h.
Snaga za adijabatski ovlaživač se ne izračunava, jer je proces ovlaživanja izentalpijski i, shodno tome, troškovi energije su nula.
Sada ostaje odrediti snagu drugog grijača potrebnu za zagrijavanje vlažnog zraka na datu temperaturu t prostorije:
N toplota2 = c vazduh ∙ G pr ∙ ρ pom ∙ (t pom - t ad_uvl).
Nheat2 = 1,5 kW.
zaključci
Dakle, stvaranje ugodnih uslova ne znači samo održavanje određene temperature, već i kontrolu vlažnosti. Pitanja hidratacije u različitim aspektima bitna su kako u hladnoj tako i u ljetnoj sezoni.
Tako je zimi sadržaj vlage uličnog zraka nizak (manje od 1 g/kg) i nakon zagrijavanja zraka u grijačima zraka izlazi suhi mlaz (relativna vlažnost ne veća od 5%). Ovlaživanje zraka se može izvesti adijabatskom ili izotermnom metodom, ovisno o vrsti ventilacijske opreme i drugim faktorima.
Ljeti je ovlaživanje dovodnog zraka praktično irelevantno, osim možda korištenja efekta hlađenja i ovlaživanja adijabatskih ovlaživača u sušnim klimama. Međutim, interesantno je adijabatsko hlađenje vazdušnim hlađenjem spoljašnjih jedinica klimatizacionih sistema (chiller kondenzatori, daljinski kondenzatori, kompresorsko-kondenzatorske jedinice, suvi rashladni uređaji). Ova tema će biti detaljnije obrađena u narednim brojevima časopisa.
Osim toga, posebna tema je upotreba precizni klima uređaji sa ugrađenim ovlaživačima, što je važno za industrijske i telekomunikacione objekte, kao što su centri za obradu podataka. O tome će biti riječi iu narednim izdanjima.
Yuri Khomutsky, tehnički urednik časopisa Climate World
Kanalski ovlaživač zraka je posebna vrsta opreme za kontrolu klime dizajnirane za održavanje karakteristika vlažnosti zraka u velikim prostorijama. Ovi uređaji se ugrađuju u vazdušne kanale sistema dovodne i izduvne ventilacije, grijanje zraka ili kod kuće. Kanalski ovlaživači se odlikuju visokim performansama, lakoćom rada i upravljanja.
Glavne vrste opreme za kontrolu klime
Danas postoje tri glavne vrste kanalnih ovlaživača:
- Adijabatski kanalni ovlaživači, čiji se rad zasniva na isparavanju vodene magle u protoku dovodnog zraka. Ultrazvučni emiter, mlaznica itd. može djelovati kao generator finog vodenog aerosola.
- Parni uređaji koji ovlažuju zrak dizajnirani su za distribuciju "suhe pare" u zračne kanale centralni sistem dovod pare
- Ćelijski ovlaživači koji rade na principu površinskog isparavanja vlage iz navlaženog materijala pomoću strujanja zraka.
Svaka vrsta kanalnih ovlaživača zraka za ventilacijske sisteme efikasno se nosi sa zadatkom, ima svoje prednosti i nedostatke i koristi se u određenim uvjetima.
Parni kanalni ovlaživač
Para iz centralnog sistema za dovod pare se dovodi kroz sistem dovodnih cevi do filtera, prolazi kroz parni ventil sa električnim ili pneumatskim pogonom, nakon čega ulazi u dovodnu cev, a kroz nju do razvodnih razvodnih cevi, koji se montiraju. direktno u dovodni ventilacioni kanal. Kao rezultat, zrak je obogaćen vodenom parom, što rezultira povećanjem njegove vlažnosti. Strujanje vlažnog zraka dolazi iz vazdušnih kanala direktno u prostoriju.
Osim toga, neki modeli su opremljeni sistemom za sakupljanje kapanja koji vraća vodu u kolektor za ponovnu upotrebu. Zahvaljujući ovom uređaju, potrošnja vode u uređajima je naglo smanjena.
Neki modeli ovakvih ovlaživača koriste visokotehnološki izolacijski premaz na kolektorima, koji smanjuje stvaranje kondenzacije kada para, na temperaturi od oko 120 C°, prolazi kroz kolektore.
Ultrazvučni ovlaživač
Princip rada ovog predstavnika tehnologije kontrole klime je prilično jednostavan: generator vodene magle montira se direktno u dovodni vazdušni kanal ventilacionog sistema. Oko raspršivača (emitera) formira se oblak fino raspršenog vodenog aerosola koji se pod utjecajem strujanja zraka kreće duž zračnog kanala, sve dok potpuno ne ispari. Vazduh sa visokim nivoom vlage ulazi u prostoriju. Ultrazvučni kanalni ovlaživač zraka stvara sićušni vodeni aerosol, koji potpuno isparava u struji zraka, bez stvaranja kondenzacije na zidovima zračnog kanala.
Uređaj se sastoji od visokokvalitetnog kućišta od čelika otpornog na koroziju, generatora vodenog aerosola, elektroenergetskog sistema i upravljačkog modula. Kućište sadrži rezervoar za vodu, u koji je ugrađen emiter vodene magle, i komoru za direktno ovlaživanje protoka vazduha. Obično uključuje posudu za kapanje. Neisparene kapi vode uklanjaju se kroz poseban otvor drenažni sistem. Sam emiter se može sastojati od nekoliko membrana, čiji broj ovisi o performansama uređaja. Uređaj je integriran u zračni kanal preko prirubničke veze.
Nivoi vlažnosti vazduha kontrolišu se kontrolnim emiterima. U pravilu, upravljačka jedinica ultrazvučnog ovlaživača zraka uključuje jedinicu za automatizaciju koja štiti uređaj od nedostatka vode itd.
Za dugotrajan rad ultrazvučnih uređaja dizajniranih za održavanje optimalnog nivoa vlažnosti, treba koristiti vodu niskog nivoa saliniteta. Ako to nije dostupno, trebali biste koristiti vodu propuštenu kroz filter reverzne osmoze.
Cell ovlaživač
Jedan od najjednostavnijih i „najprirodnijih“ uređaja za povećanje razine vlažnosti dovodnog zraka su ćelijski ili evaporativni ovlaživači. Princip rada kanalnog ćelijskog ovlaživača zraka, kao što je gore spomenuto, temelji se na principu površinskog isparavanja vlage iz vlažnog materijala, koji su zamjenjive kasete.
- U kućište uređaja je ugrađena tacna od nerđajućeg čelika koja je punjena uzdama iz centralnog vodovoda.
- Pumpa pumpa vodu iz posude i isporučuje je kroz razvodni češalj do bloka glava, koje vlaže kasete od materijala koji upija vodu.
- Onaj dio vode koji materijal nije adsorbirao vraća se u posudu.
- Protok vazduha koji prolazi kroz kasete isparavaće vlagu sa njihove površine, stvarajući uslove za povećanje nivoa vlažnosti vazduha.
- Kada vlaga isparava, temperatura materijala kasete se smanjuje, što omogućava korištenje ćelijskog ovlaživača kao sistema za klimatizaciju ljeti.
Nivo vode u rezervoaru uređaja obično se kontroliše pomoću senzora plovka ili trske. Kako bi se normaliziralo smanjenje soli u vodi, dizajn većine ovih uređaja predviđa ispuštanje otpadnih voda u odvodnju.
Popularni proizvođači opreme za kontrolu klime
Danas proizvođači ovlaživača zraka tip kanala može se računati, kako kažu, na jednu ruku.
- Najpopularniji ultrazvučni uređaj za povećanje vlažnosti zraka među našim sunarodnjacima je uređaj iz serije UltraSonic, koji proizvodi Aquair. Proizvođač razvija i proizvodi kanalske ovlaživače zraka u tvornicama u Italiji i Kini. Danas je u Rusiji počela proizvodnja ovih uređaja.
- Ćelijski isparivači proizvodne i inženjerske kompanije CYCLONE su veoma popularni među našim potrošačima. Model Cyclone HCUC koji je objavila ova kompanija ima mnogo prednosti u odnosu na svoje strane konkurente: jednostavan je za ugradnju, idealan za naslagane ventilacione sisteme, troši niske snage i ne zahtijeva gotovo nikakvo održavanje.
- Italijanska kompanija Carel proizvodi i snabdeva Rusko tržište popularni u Evropi, ovlaživači parnih kanala. Naši sunarodnjaci najčešće koriste proizvode kompanije u skladištima za povrće i voće, vina, sireve, općenito, gdje nivo vlažnosti zraka igra ključnu ulogu u postizanju kvaliteta proizvoda.
Tokom hladne sezone, vazduh u stanovima i vikendicama postaje suviše suv (relativna vlažnost 10 20%, a norma je 40 60%). Dovodna ventilacija samo otežava situaciju, jer dovodi vazduh sa veoma niskim sadržajem vlage (o razlozima niske vlažnosti vazduha u zimski period možete pročitati u popularnom članku Što je vlaga). Zato se u krajevima sa hladnom klimom preporučuje ugradnja ventilacionog sistema sa ovlaživanjem vazduha. Međutim, potrebno je utrošiti mnogo energije na ovlaživanje zraka, kao i na njegovo zagrijavanje. Na primjer, za održavanje u stanu od 80 m2. optimalna temperatura i vlažnosti, snaga grijača ventilacionog sistema treba biti oko 5 kW. Rijetko je da stan ima priliku dodijeliti takvu snagu za potrebe ventilacije, pa ćemo dalje pogledati opcije za rješavanje ovog problema:
- Klima komora sa rekuperacijom. Ovo je najekonomičnija opcija u smislu potrošnje energije: 50 80% toplotne energije izduvnog vazduha se prenosi na dovodni vazduh. Međutim, za stan ili malu vikendicu korištenje rekuperatora možda nije baš prikladno. dobra odluka. Prvo, dužina mreže za dovod zraka je udvostručena (pored dovodne, potrebna je i odsisna mreža), a to nije uvijek izvodljivo zbog nedostatka slobodnog prostora. Drugo, nestat će tlak zraka u "prljavim" prostorima (WC, kuhinja), u nedostatku kojih će se mirisi slobodno širiti po stanu (kada se koristi dovodna ventilacija bez oporavka, cijeli volumen dovedenog zraka uklanja se kroz rešetke za dovod zraka i odvodni kanali koji se nalaze u kupatilima i kuhinji).
- Jedinica za dovod zraka sa bojlerom. Možda je ovo optimalno rješenje ako postoji izvor vruća voda. Sistemi sa bojlerom uspešno se koriste u vikendicama sa autonomni sistem grijanje na plinski bojler, ali u stanovima s centralnim grijanjem teško je koristiti bojler.
- Jedinica za dovod zraka sa kanalom za recirkulaciju. Ideja iza ovog rješenja je korištenje viška topline koju stvaraju radijatori centralno grijanje, rasvjeta i drugi uređaji za proizvodnju topline. Doista, u mnogim stanovima standardne baterije zamjenjuju se modernim radijatorima koji imaju rezervu toplinske snage i opremljeni su termostatima za održavanje ugodne temperature. Reći ćemo vam kako možete iskoristiti ovu rezervu snage da smanjite energiju koju troši ventilacijski sistem.
Dovodna ventilacija sa recirkulacijskim kanalom
Prije svega, napominjemo da poteškoće u korištenju „besplatne“ topline iz radijatora grijanja nastaju samo kada je potrebno ovlažiti zrak do ugodnih 40 50% relativne vlažnosti. U suprotnom (bez potrebe za vlaženjem) dovoljno je jednostavno smanjiti snagu PU grijača i u stan uvesti hladan zrak koji će se grijati radijatorima za grijanje.Za ovlaživanje zraka u ventilacijskom kanalu koriste se dvije vrste ovlaživača: parni i evaporativni. Parne ovlaživače nećemo razmatrati jer troše oko 750 Wh električne energije da ispare 1 kg vode. To znači da će parni ovlaživač zraka za stan površine 60 × 80 m² potrošiti oko 2,5 kW/h, a to ne uzima u obzir snagu potrebnu za zagrijavanje zraka (parni ovlaživači praktički ne zagrijavaju vazduh, jer se sva energija koju troše troše na fazni prelazak vode u gasovito stanje). U uštedi energije pomoći će nam evaporativni ovlaživač zraka, u kojem voda isparava iz posebne kasete od poroznog materijala velike površine. Da bi se vazduh efikasno ovlažio, njegova temperatura na ulazu u ovlaživač mora biti najmanje 16 18°C. Recirkulacijski kanal se precizno koristi za zagrijavanje zraka: u komori za miješanje hladni dovodni i topli recirkulacijski zrak se miješaju u takvom omjeru da se dobije potrebna temperatura na izlazu. Pošto je isparavanje vlage praćeno apsorpcijom toplote, vazduh se prilikom prolaska kroz ovlaživač lagano hladi, nakon čega se dovodi u prostoriju, gde se grejajućim radijatorima zagreva na zadatu temperaturu.
Strukturno, takav ventilacioni sistem nije komplikovan, ali za koordiniranu kontrolu svih njegovih elemenata potreban je „pametan“ sistem automatizacije, koji radi prema sledećem algoritmu:
- Podešavanjem snage grijača i omjera protoka dovodnog i recirkulacijskog zraka održava se određena (automatski izračunata) temperatura na izlazu iz jedinice uz maksimalni mogući protok svježeg zraka.
- Podešavanjem performansi ovlaživača, izračunata vlažnost vazduha se održava na njegovom izlazu (iznad vrednosti koju je odredio korisnik). Nakon distribucije zraka po prostorijama i zagrijavanja, vlažnost zraka će pasti na unaprijed određeni nivo.
Karakteristika takvog sistema je potreba za pažljivim projektovanjem protoka vazduha tako da hladan vazduh iz ventilacionog sistema ne ulazi u radni prostor(po osobi), ali je ravnomjerno raspoređeno po prostoriji, miješajući sa topli vazduh i zagrijavanje.
Jedinica za dovod zraka sa komorom za miješanje Breezart 1000 Mix
Kompanija Breezart je 2011. godine razvila i pustila u prodaju jedinicu za napajanje i recirkulaciju sa komorom za mešanje, čiji ugrađeni sistem automatizacije implementira opisani algoritam rada. Automatizacija ove kontrolne jedinice je fokusirana na upravljanje Breezart ovlaživačima, ali može raditi i sa opremom drugih proizvođača. Jedinicom za obradu zraka i ovlaživačem zraka upravlja se jednim daljinskim upravljačem, na kojem možete podesiti potrebnu temperaturu i vlažnost zraka, kao i željenu brzinu ventilatora. Nova oprema može se uspješno koristiti u stanovima, uredima i vikendicama, gdje nije moguće koristiti PU sa bojlerom, a raspoloživa električna snaga je ograničena.
Kako bi mikroklima u zatvorenom prostoru bila ugodna, vrlo je važno kontrolirati vlažnost zraka. Ukoliko vazduh nije dovoljno vlažan, imunološki sistem može oslabiti, što posledično dovodi do čestih prehlada. Da biste spriječili takve zdravstvene probleme, koristite kanalni ovlaživač zraka.
Kanalski ovlaživač se koristi u velikim prostorima
Šta je kanalski ovlaživač? Njegove sorte
Kanalski ovlaživač je poseban tip oprema za kontrolu klime, koja je dizajnirana da održava vlažnost vazduha na odgovarajućem nivou u velikim prostorijama.
Instalacija ovog uređaja provodi se u ventilacionom sistemu i u centralnoj zoni klimatizacije prostorije. Među mnogim sličnim tehničkim uređajima ističu se po visokim performansama, jednostavnosti upotrebe i upravljanja.
U ovoj fazi vremena postoje 3 glavne vrste takvih ovlaživača:
- Adijabatski pogled. Njegovo funkcionisanje je takođe povezano sa isparavanjem vodene magle u protoku dovodnog vazduha. Raspršivač, mlaznica ili ultrazvučni emiter se često koriste u obliku elementa za generiranje malih čestica aerosola.
- Parni ovlaživač. Dizajniran za proizvodnju dijela "suhe pare" u vazdušne kanale iz glavne tačke sistema za dovod pare.
- Ovlaživač vazduha u obliku saća. Radi po principu isparavanja tekućine s površine navlaženog materijala uslijed strujanja zraka.
Svaki od ovih tipova uređaja ima niz pozitivnih i negativni aspekti, pa je poželjno koristiti svaki uređaj u zasebnom okruženju.
Ovlaživači parnog tipa
U ovom slučaju, funkcionisanje uređaja je osigurano činjenicom da se iz centra sistema za dovod pare napaja kroz sistem cijevi koje vode do filtera.
Zatim para prelazi preko ventila za paru (može imati električni ili pneumatski pogon) i kreće se u dovodnu cijev, a kroz nju se kreće do razdjelnika koji se ugrađuju direktno u dovodni ventilacijski kanal.
Takve radnje doprinose obogaćivanju zračnih masa vodenom parom, što osigurava povećanje razine njegove vlažnosti. A već navlaženi protok vazduha iz vazdušnog kanala curi u prostoriju.
Postoji niz modela takvih uređaja koji u svom sklopu sadrže poseban sistem za hvatanje kapljica, koji osigurava vraćanje vodene mase u kolektor za dalju upotrebu. Ova funkcija značajno smanjuje gubitak vode u takvim uređajima.
Postoje i zasebni modeli sa posebnim izolacijskim premazom, koji značajno smanjuje pojavu kondenzacije prilikom kretanja pare.
Ovlaživač s parnim kanalom ima niz prednosti
Među prednostima ovog uređaja su sljedeće:
- vazduh se vlaži do nivoa koji je jednak higijenskim standardima;
- niska potrošnja topline u grijaču zraka;
- jednostavnost rada;
- jednostavnost rada;
- visok nivo čvrstoće;
- Dozvoljena je upotreba uređaja bez tretmana vode.
Među negativnim aspektima postoji samo jedan - prekomjerna potrošnja električne energije.
Adijabatski tip uređaja
Suština rada uređaja je da je generator vodene magle montiran u kanal za dovod zraka za ventilaciju. Tada se oko raspršivača formira oblak vodenog aerosola pod utjecajem zračnih masa, koji nastavlja svoj put duž zračnog kanala dok konačno ne ispari. Zračne mase se pojavljuju u prostoriji sa visoki nivo vlažnost.
Ova vrsta ovlaživača je u stanju da stvori fini vodeni aerosol, koji je podvrgnut potpunom isparavanju, a nema kondenzacije u području zidova kanala. Uređaj sadrži visokokvalitetno i izdržljivo kućište, koje je napravljeno od materijala kao što je korozijski čelik, kao i generator vodenog aerosola, sistem za napajanje uređaja i modul za njegovo upravljanje.
Kućište sadrži poseban rezervoar za skladištenje vode, u koji je ugrađen emiter vodene magle i komora koja obezbeđuje vlaženje protoka vazduha. U većini slučajeva, takva komora ima ladicu za prikupljanje kapanja. One kapi koje nisu isparile uklanjaju se zahvaljujući drenažnom sistemu.
Kontrola vlažnosti se postiže kontrolom emitera.
Karakteristike ovlaživača ćelijskog tipa
Ovaj tip ovlaživača je najlakši za rukovanje i korištenje.
Suština rada uređaja je da tekućina isparava s površine navlaženog materijala. Kao gore navedeni materijal koriste se zamjenjive kasete.
U tijelo ovlaživača (od materijala kao što je čelik, koji nije podložan rđi) postavlja se poslužavnik, koji se puni pomoću uzde iz centralnog vodovoda. Zatim pumpa pumpa vodenu masu iz posude, a zatim je isporučuje u glavni blok (pritom voda prolazi kroz razvodnu ploču), gdje se vlaže kasete od materijala koji upija vodu.
Taj dio vodene mase koji materijal nije apsorbirao vraća se nazad u posudu. U ovom trenutku, protok vazduha koji prolazi kroz kasete isparava tečnost sa njene površine, obezbeđujući odgovarajuće uslove za povećanje nivoa vlažnosti.
Zbog činjenice da tokom procesa isparavanja vode dolazi do smanjenja temperature, ovaj tip ovlaživača može se koristiti kao klima uređaj u vrućoj sezoni.
Svi navedeni kanalski ovlaživači su pogodni kako za ugradnju u ventilaciju stana (pod uvjetom da je prilično velik) tako i za ugradnju u industrijske prostorije.
U stanovima i pojedinačnim sobama vikendica najčešće se koriste ultrazvučni ovlaživači zraka (uključujući i one s prethodno zagrijanom vodom) i „perači zraka“. Ultrazvučni modeli su obično jeftiniji i efikasniji, ali zahtijevaju redovnu zamjenu kertridža za omekšavanje. Ako razmatramo ovlaživače sa stanovišta higijene i jednostavnosti upotrebe, onda najbolji izbor doći će do "ispiranja zraka". Tipične performanse kućnog ovlaživača (0,3-0,5 kg/h) dovoljne su za servisiranje jedne prostorije površine 20-30 m².
Međutim, bez obzira koji ovlaživač zraka odaberete, moraćete jednom ili dva puta dnevno puniti njegov rezervoar vodom. Ako vam ova opcija korištenja ovlaživača ne odgovara, morat ćete kupiti skuplji poluindustrijski ovlaživač koji je priključen na vodovod i kanalizaciju. Takvi ovlaživači su prikladni za korištenje kao dio ventilacijskog sustava za ovlaživanje zraka u ventilacijskom kanalu - to vam omogućava održavanje potrebnog nivoa vlažnosti u svim prostorijama stana ili vikendice bez potrebe za stalnim održavanjem. Dalje ćemo govoriti o takvim sistemima koji koriste Carel opremu kao primjer, ali prvo, malo teorije.
Kalkulator performansi ovlaživača
Kalkulator vam omogućava da izračunate potrebne performanse ovlaživača zraka za stan, ured ili vikendicu (vrijednost korekcije Y koja se koristi pri izračunavanju ovlaživanja za proizvodnih procesa, ne uzima se u obzir). Metoda izračuna je opisana u nastavku.
Metoda za izračunavanje performansi ovlaživača zraka
Učinak većine kućnih ovlaživača je u rasponu od 0,3-0,5 kg/h i stoga nema potrebe da ih birate prema ovom parametru. Komercijalni ovlaživači imaju kapacitet od 1 do 500 kg/h i za svaki objekat je potreban tačan proračun deficita vlage. Prilikom izračunavanja uzimaju se u obzir sljedeći glavni parametri:
- Potrebna vlažnost vazduha u zatvorenom prostoru (na datoj temperaturi).
- Temperatura i vlažnost vanjskog zraka.
- Dostupnost dovodne ventilacije i njene performanse
- Volumen prostorije
- Ostali faktori koji mogu uticati na potrebne performanse ovlaživača (popunjenost, higroskopnost i sadržaj vlage materijala, itd.).
Deficit vlage izračunava se pomoću formule:
Q = +Y, Gdje:
Q— količina vlage potrebna za ovlaživanje zraka u prostoriji, kg/h;
L— u prisustvu prisilne ventilacije, njegova produktivnost, m³/h
u nedostatku prisilne ventilacije L = V x N, Gdje
V— zapremina prostorije, m³;
N— brzina izmjene zraka (obično od 0,5 do 2,0);
X1— sadržaj vlage (apsolutna vlažnost) dovodnog vazduha u najgorim uslovima (obično zimi), g/kg;
X2— sadržaj vlage (apsolutna vlažnost) vlažnog vazduha u zatvorenom prostoru na datoj temperaturi, g/kg;
Y— vrijednost korekcije koja uzima u obzir druge faktore (higroskopni materijali, itd.).
Sadržaj vlage u vazduhu (apsolutna vlažnost) X1 i X2 se određuje na osnovu navedenih vrednosti temperature i relativne vlažnosti vazduha. Da biste odredili sadržaj vlage, morate povući liniju prema gore od date temperature (na donjoj skali) sve dok se ne ukrsti sa krivom označenom potrebnim nivoom vlažnosti. Od tačke njihovog ukrštanja udesno se povlači horizontalna linija koja će, kada se preseca sa skalom, pokazati željenu vrednost apsolutne vlažnosti.
Na primjer, pri temperaturi od 23°C i relativnoj vlažnosti od 50%, 1 kg suhog zraka sadržavat će 9 g vode (tj. sadržaj vlage od 9 g/kg). Na prikazanom id dijagramu temperatura zraka je ograničena od ispod do -10°C. Pošto je sadržaj vlage u hladnom vazduhu veoma mali, za približne proračune sadržaj vlage X1 na temperaturama ispod -10°C može se uzeti jednakim 0,5 g/kg.
Tipične vrijednosti deficita vlage za stambene prostore pri vanjskoj temperaturi od -20°C, temperaturi unutarnjeg zraka i vlažnosti od +22°C i 50%, respektivno:
- Stan površine 80 m² bez prinudne ventilacije na N = 1: Q = 2,1 kg/h
- Stan od 80 m² sa prisilna ventilacija pri L=350 m³/h: Q = 3,3 kg/h
- Vikendica površine 150 m² sa prinudnom ventilacijom na L=700 m³/h: Q = 6,6 kg/h
- Vikendica površine 450 m² sa prinudnom ventilacijom na L=2000 m³/h: Q = 18,8 kg/h
Nakon izračunavanja deficita vlage, možete preći na sekvencijalni odabir tipa, serije i modela ovlaživača.
Klasifikacija ovlaživača
IN prethodni odjeljci opisali smo tipove kućnih ovlaživača u zavisnosti od njihovog principa rada. Ovlaživači visokih performansi koriste više od opšta klasifikacija, zasnovan na metodi generisanja pare. Svi ovlaživači zraka podijeljeni su u dvije grupe: izotermne i adijabatske.
- U izotermnim (ili parnim) ovlaživačima, voda se dovodi do ključanja, a nastala para se dovodi u prostoriju. Istovremeno, temperatura zraka u prostoriji ostaje gotovo nepromijenjena (može se samo neznatno povećati), jer energija utrošena na isparavanje vode ide na povećanje entalpije (latentne energije) zraka. Pošto voda isparava, mineralne soli i mikroorganizmi ne ulaze u zrak, izotermno Carel ovlaživači može se koristiti ne samo u stambenim prostorijama, već čak iu prostorijama sa sterilnim i antiseptičkim okruženjem (bolnice, operacione sale, "čiste" sobe u elektronskoj industriji). Nedostatak parnih ovlaživača je velika potrošnja energije (za proizvodnju 1 kg pare potrebno je oko 750 Wh energije), pa je njihov maksimalni izlaz pare ograničen na 180 kg/h.
- U adijabatskim ovlaživačima voda isparava kada sobnoj temperaturi, bez opskrbe dodatnom energijom (na primjer, “ispirači zraka” i ultrazvučni modeli su adijabatski ovlaživači). U industriji se najčešće koriste ovlaživači ili raspršivači tipa spreja, koji kroz posebne mlaznice raspršuju finu vodenu suspenziju. Tokom faznog prijelaza vode iz tekućeg u plinovito stanje, toplina se apsorbira iz zraka, zbog čega se njegova temperatura smanjuje. Tako se adijabatski ovlaživači mogu koristiti za istovremeno ovlaživanje i hlađenje zraka minimalni troškovi energije. Zahvaljujući niskoj potrošnji energije, performanse su komercijalno dostupne adijabatski ovlaživači može dostići 500 kg/h, a po zahtevu je moguća proizvodnja sistema kapaciteta do 5000 kg/h. Adijabatski ovlaživači se koriste u hladnjačama, proizvodnji tekstila i papira, štamparijama i skladištima gotovih proizvoda.
U sljedeća dva odjeljka govorit ćemo o tome koje vrste ovlaživača se preporučuju za upotrebu u različitim objektima i pogledati karakteristike Carelove popularne serije izotermnih i adijabatskih ovlaživača zraka.