Система адиабатического увлажнения воздуха

Система адиабатического увлажнения воздуха — климатическое устройство или группа взаимосвязанных устройств, использующихся для повышения влажности в помещении без изменения внутренней энергии воздуха. Одним из видов адиабатического увлажнения является форсуночное увлажнение. Данным системам свойственен впрыск воды через форсунки с глубокой предварительной очисткой. Они активно применяются с целью повышения относительной влажности в жилых и административных помещениях. Адиабатические (форсуночные) системы достаточно давно применяются в помещениях промышленного типа. Наиболее известные производители данных систем: Condair Group (Швейцария), Draabe Industrietechnik (Германия), Buhler-AHS (Канада), Merlin Technology (Австрия), CAREL Industries (Италия).

Форсунка адиабатической системы увлажнения

Теория

Все живые существа (в том числе и люди) в процессе своей жизнедеятельности потребляют из атмосферы кислород, насыщая окружающий воздух углекислым газом. В помещениях данный процесс протекает несколько иначе, именно поэтому все замкнутые помещения (как жилые, так и производственные) снабжаются вентиляционными системами. Разница температур может приводить к изменению влажности. Если температура наружного воздуха ниже, чем в помещении, его нагревают, вследствие чего относительная влажность снижается. И, наоборот, если температура наружного воздуха выше, чем в помещении, относительная влажность повышается. Для снижения влажности используют осушители воздуха. Существуют стандарты относительной влажности, при которых все биологические процессы в организме человека протекают правильно. Для холодного времени года относительная влажность составляет 30–45%, для теплого — 30–60%.[1] При этом, согласно медицинским исследованиям, дети, страдающие от ОРВИ, должны пребывать в помещениях с относительной влажностью 70–80%. Пересушенный воздух приводит к негативным последствиям:

  • обезвоживание организма: влага испаряется с кожи человека или домашнего животного, покидает поры комнатных растений, нарушая биологическое равновесие, ухудшая самочувствие всех обитателей помещения;
  • влага испаряется с покрытия стен, мебели, паркета (или ламината), всех предметов, изготовленных из гигроскопических материалов.

Для того чтобы повысить влажность воздуха до оптимальных показателей, используются увлажнители воздуха.

Способы увлажнения

С физической точки зрения, принимая во внимание термодинамические процессы, увлажнение может быть двух типов:

  • изотермическим, при котором повышается внутренняя энергия воздуха в помещении, сохраняя температуру неизменной;
  • адиабатическим, при котором внутренняя энергия воздуха остается неизменной, а влажность резко повышается.

В основе увлажнения лежит процесс распыления капель воды в помещении. Чем меньше частичка воды в процессе увлажнения, тем более эффективным является сам процесс. Самым традиционным, но в то же время радикальным способом является изотермическое увлажнение, при котором вода, пребывающая в жидком состоянии, нагревается, превращаясь в пар. Недостатками такого способа являются:

  • невозможность контролировать показатель относительной влажности в помещении;
  • высокие энергетические затраты.

Система адиабатического (форсуночного) увлажнения воздуха способна производить контролируемое повышение относительной влажности в помещении, при этом затраты снижаются на один-два порядка. При этом, в отличие от ультразвуковых увлажнителей, система гарантирует гигиеничность процесса увлажнения, а также эффект кондиционирования воздуха [2] — незначительное снижение температуры в помещении.

Преимущества адиабатических систем

К достоинствам форсуночных систем охлаждения следует отнести:

  • гигиеничность;
  • возможность интеграции в интерьер;
  • высокую эффективность;
  • простоту обслуживания;
  • наличие функции легкой ионизации;
  • энергоэффективность;
  • подавление пыли;
  • кондиционирование.

Гигиеничность

Бактериальная среда способна населять даже дистиллированную воду. Форсуночные системы увлажнения предусматривают бесконтактное взаимодействие воды и воздуха. Одноклеточные организмы смогут заселить частичку воды лишь после распыления. Производители также предусматривают использование политетрафторэтилена (тефлона) в изготовлении трубопровода. Благодаря инертности этого материала и его скользящим свойствам бактерии не населяют внутренние узлы системы.

Интеграция в интерьер

Внедрение системы адиабатического увлажнения не предусматривает внесение изменений в интерьер помещения. Основной (центральный) блок системы размещается в подсобном помещении, где есть возможность подключения к каналу водоснабжения и канализации. Распыляющие форсунки присоединяются к гибким трубкам диаметром не более 10 мм, которые обычно прокладываются в запотолочном пространстве одновременно с другими инженерными сетями и позже скрываются за отделочными материалами.

Высокая эффективность

Существуют различные конфигурации систем адиабатического увлажнения. Некоторые конфигурации предусматривают до пяти форсунок, другие, более производительные, — до 25. Одна форсунка распыляет от 0,6 л (при умеренном увлажнении) до 1,2 л (при активном увлажнении) воды в час.

Обслуживание

В отличие от паровых (сервисное обслуживание не реже 1 раза в 2–3 месяца) и бытовых (регулярная еженедельная дезинфекция и борьба с бактериальной микрофлорой) увлажнителей, форсуночные системы необходимо обслуживать 1–2 раза в год.

Ионизация

Адиабатические системы увлажнения включают в себя функцию легкой ионизации, тем самым создается лечебное и профилактическое воздействие на организм. Подобный эффект возникает в горной местности, рядом с быстрыми реками, на море, у водопадов. Отрываясь от общей массы, капля воды вызывает незначительную ионизацию воздуха. Подобные явления оказывают благоприятное воздействие на биологические системы и создают «эффект свежести» в воздухе.

Энергоэффективность

Для распыления воды используется только насос. В отличие от бытовых, паровых и традиционных промышленных увлажнителей, форсуночные системы не используют нагрев или генератор ультразвука. Превращение воды в распыленный туман происходит за счет прохождения воды под высоким давлением через форсунку. Отсутствие дополнительных узлов, приводящих к расходу энергии, делает такую систему энергоэффективной. К примеру, система адиабатического увлажнения расширенной конфигурации, применяемая на объекте площадью 800 кв. м, при максимально активном увлажнении потребляет порядка 0,3 кВт в час.

Подавление пыли

Размер капли, выходящей из форсунки, соизмерим с размером взвешенной в воздухе частицы пыли. Система форсуночного увлажнения очищают воздух в помещении от частиц отмершей кожи, бумаги, дерева, гипса и др.

Кондиционирование

При испарении капель воды температура воздуха снижается. В холодное время года, когда влажность в помещении снижается за счет работы систем отопления, форсуночный кондиционер, увлажняя воздух, снижает температуру на 2–3 градуса, делая помещение более комфортным. Такой эффект кондиционирования также наблюдается при работе аэрозольных генераторов, вырабатывающих туман и активно применяемых в сельском хозяйстве и пожаротушении.

Недостатки

Необходимость профессионального монтажа

Форсуночные системы увлажнения требуют квалифицированного монтажа, особенно в жилых объектах. Для центрального оборудования необходимо обеспечить подвод воды, канализации и электричества. Трасса высокого давления монтируется и обжимается с помощью специализированного инструмента. Целостность всех соединений должна строго проверяться прессовкой под давлением (обычно 90-110 бар).

Высокая стоимость

Все элементы форсуночных систем увлажнения, контактирующие с водой, должны быть изготовлены из нержавеющей стали (например, марки AISI304), так как глубокоочищенная вода приводит к коррозии других металлов. Все компоненты изготовлены для работы с высоким давлением и должны иметь усиленную конструкцию. Кроме того, данные системы имеют множество современных технических решений, которые требуют от производителей значительные инженерные затраты.

Принцип работы и монтаж

Перед началом непосредственного процесса распыления система адиабатического увлажнения воздуха подготавливает воду к использованию. Водопроводная вода должна проходить многоступенчатую очистку: механическую очистку, ультрафильтрацию, обратноосмотическую мембрану и, как правило, ультрафиолетовую дезинфекцию. После фильтрации вода становится дистиллированной, содержание примесей сводится к минимуму. Очищенная вода попадает в поршневой (плунжерный) насос, после которого под давлением от 50 до 70 бар она по трубкам высокого давления транспортируется в помещение, поступает в форсунки и распыляется в увлажняемые помещения.

Линии водопровода

Различные производители предусматривают разные типы трубок для транспортировки воды к форсункам. Чаще всего трубки диаметром 7,5 мм с толщиной стенки 2,0 мм фиксируются на потолке помещения. Предел прочности труб достаточно высокий, они способны выдерживать давление до 320 бар.

Форсунка состоит из двух компонентов — фильтрующего блока и головки с отверстием 0,1 мм, через которое вода распыляется, превращаясь в мелкодисперсный туман.

Управление системой

Управление системой осуществляется с помощью электронных или электромеханических гигростатов, которые измеряют актуальный уровень влажности, позволяют пользователю выставлять желаемый уровень влажности в помещении.

Система автоматически прекращает работу, если достигнут целевой уровень влажности, выставленных на гигростате.

Типы систем

Системы адиабатического увлажнения могут быть двух типов:

  • однозональные;
  • мультизональные.

Однозональные системы имеют один регулятор, который контролирует подачу воды во все форсунки. Мультизональные системы предусматривают несколько регуляторов, каждый из которых способен устанавливать различный уровень влажности в разных помещениях. Многозональные системы не предусматривают наличие нескольких насосов и фильтров, индивидуальное увлажнение зон достигается через внедрение системы клапанов: каждый клапан управляет форсункой, расположенной в обслуживаемой зоне.

Примечания
  1. ГОСТ 30494-96. Здания общественные и жилые, стр. 8, таблица 4.1 — Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий
  2. Кондиционирование воздуха — статья из Большой советской энциклопедии. 
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.