Справочник терминов.
Эта страница посвящена обзору методов и принципов промышленного увлажнения воздуха а также приборам обеспечивающим эти функции.
- - Методы промышленного увлажнения воздуха.
Для жизнедеятельности и длительной работоспособности человека в закрытом помещении необходима воздушная среда с определенными параметрами. Один из них - относительная влажность. Воздух должен содержать определенное количество водяного пара , 40-60 % от максимально возможного 100% насыщения воздуха влагой. Поэтому , при создании искуственного микроклимата в помещении путем вентиляции и кондиционирования воздуха, необходимо также поддерживать комфортное содержание водяных паров в воздухе.
Однако для многих технологических процессов, с целью повышения их эффективности, во многих отраслях промышленности требуется уровень насыщения воздуха водяными парами, отличающийся от комфортного для человека, обычно в сторону увеличения относительной влажности воздуха. Это очень широкий спектр производств - ткацкое и прядильное производство, полиграфия, деревообработка, хранение продуктов питания, фармацевтическая и пищевая промышленность. Поддержание постоянной влажности необходимо в музеях, библиотеках и т.д.
Физика процесса.
В традиционных системах кондиционирования (наряду с охлаждением и нагреванием воздуха ) для увлажнении воздуха в него необходимо внести новые молекулы воды, находящиеся в газообразном состоянии (упругий водяной пар), который смешиваясь с исходным воздухом повысит его влажность .
Рассмотрим каким способом можно внести молекулы воды в воздух. Существуют два основных Метода увлажнения воздуха и они базируются на двух основных физических принципах действия. Увлажнение Изотермическое и увлажнение Адиабатическое.
Изотермическое (паровое) увлажнение - это увлажнение готовым водяным паром (паровые увлажнители). Особенность (НЕДОСТАТОК) паровых увлажнителей - БОЛЬШОЙ РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ , для производства 1 кг. водяного пара, необходимо затратить около 750 Вт. электроэнергии. Преимущества - возможность большой производительности, меньшая требовательность к качеству воды, относительная технологическая простота, применение в особых областях увлажнения требующих условий изотермии. Поскольку для кипячения воды необходимо применение неочищенной воды, это преимущество оборачивается и определенными недостатками - отложение солей на внутренней поверхности бака кипячения и на поверхности нагревательных элементов. Зачастую этот комплект является одноразовым и требует замены через пол-года (зависит от модели пароувлажнителя).
Адиабатическае (аэрозольное и испарительное) увлажнение воздуха происходит путем испарения капель воды (водяного аэрозоля !!!) , разбрызгиваемых в воздухе, либо испарения влаги с поверхности воды (увлажненного материала). Сопутствующим эффектом адиабатических увлажнителей является небольшое (до 3-5 гр.С.) охлаждение воздуха. Адиабатические увлажнители обладают также меньшим энергопотреблением - 40-100 Вт. на преобразования 1 кг. воды в водяной пар.
Методы образования водяного аэрозоля в аэрозольных адиабатических увлажнителях. Недостатки и преимущества.
Основая задача адиабатического увлажнителя - образовать водный аэрозоль, который попадая в воздух испарится и повысит влажность. Существует множество способов получить водный аэрозоль. Исходя из этих способов именуются и типы адиабатических увлажнителей.
1.Центробежный (дисковый) метод. В них вода разбрызгивается вращающимися рассекателями. Добиться мельчайших водяных капель таким методом очень сложно. Один из недостатков - образование крупных капель, которые быстро оседают на стены, пол, предметы. Производительность таких увлажнителей может быть велика -десятки (сотни) литров в час, но главное - куда они потом направляются - в воздух или на пол.
2. Метод увлажнения форсунками. Это Метод использования воды под далением (от водяного насоса) , которая, проходя через специальные форсунки распыляется. Существует два способа распыления форсунками - форсунки низкого давления (насос 20-40 атмосфер) и форсунки высокого давления (насос 65-80 атмосфер). преимущества - достаточно большая производительность, что делает их вне конкуренции при образовании большого количества ландшафтного тумана. Недостатки - 1. требования к качеству воды. Наличие "солей жесткости" приводит к быстрому засорению форсунок (диаметр отверстия около 0,5 мм.) 2. образование крупных капель, которые быстро оседают на стены, пол, предметы.3. применение специальных шлангов высокого давления и соответственно высокие требования техники безопасности. 4. достаточно сильный шум при распылении воды.
3. Метод использования сжатого воздуха под давлением с помощью компрессора и системы форсунок. Это ниша дорогих и высокопроизводительных систем.
4. Увлажнители испарительного типа, в них вода испаряется с рабочей поверхности или с гигроскопичного материала (как в природе, с поверхности водоема). Преимущества - простота испарения и отсутствие капель вообще. Недостатки - отсутствие возможности регулировки влажности, при отсутствии промывки испарительного узла образуется рассадник бактерий и отложение солей жесткости в испарительном элементе и емкости с водой, большое количество неиспользуемой воды - уходящей в сток, дороговизна импортных сменных испарительных элементов.
И наконец 5. Ультразвуковой метод образования водяного аэрозоля . Наша компания "Вдох-Нова" занимается ультразвуковыми увлажнителями.
Ультразвуковой метод основан на образовании мельчайших капель воды при колебании ультрозвукового керамического диска (дисков) с частотой 1 700 000 раз в секунду. (1,7 МГц.). Имеет преимущества 1. качество тумана - только мельчайшие водяные капли, полностью испаряющиеся в воздухе. 2. Низкое энергопотребление - около 80 Вт на 1 литр распыляемой воды. Подробно о ультразвуковых увулажнителях "Вдох-Нова" здесь http://vdoh-nova.com.ua/products/31.htm [3]
Недостатки ультразвукового метода - 1.требования к качеству воды, 2. относительно не дешево - в удельном отношении на литр распыляемой воды уступают форсунчатым распылителям.
ОЧЕНЬ ВАЖНО ЗНАТЬ , что аэрозоль выходящий из увлажнителя, который должен испариться и насытить воздух водяным паром, характеризуется диаметром капли аэрозоля. Чем меньше диаметр, тем лучше он испаряется, превращается в невидимую влагу - упругий водяной пар. При большом диаметре капли образуются не аэрозоль, а водяные брызги. В некоторых случаях из форсунки увлажнителя выходит аэрозоль нескольких фракций. (Об этом умалчивают производители некоторых форсуночных распылителей). Высокодисперсная, среднедисперсная и низкодисперсная. в различных сочетаниях, иногда не в пользу высокодисперсной.
Выбирая аэрозольный увлажнитель, необходимо определится - допускается ли разбрызгивание водяных брызг в вашем помещении и образование конденсата и луж воды при увлажнении воздуха.
НЕОБХОДИМО ОТМЕТИТЬ, ультразвуковые увлажнители "ВДОХ-НОВА" образуют высокодисперсный аэрозоль - "холодный водяной пар", обеспечивают образование диаметра капель аэрозоля 1-5 мкм. Т.е. визуально Вы видете струю пара, подносите в нее руку, ощущаее прохладу. При этом рука сухая.
Чтобы классифицировать распылительные увлажнители по качеству увлажнения, необходимо знать классификацию аэрозолей по диаметру капель.
- Понятия и классификация аэрозолей
Классификация аэрозолей по дисперсности - диаметру капель:
1. Высокодисперсные 0,5-5мкм.
2. Среднедисперсные 5-25 мкм.
3. Низкодисперсные 25-100мкм.
4. Мелкокапельные 100-250 мкм.
5. Крупнокапельные 250-400 мкм.
Если взять 1мл. воды, (он имеет суммарную поверхность около 6мм.кв.) и перевести в аэрозоль (водяной туман) с размером частиц около 5 мкм, то мы получим до 15 миллиардов водяных частиц. А суммарная поверхность будет 12000кв.см. (1,2 кв.м) При аналогичном объеме и массе значительно возрастает поверхность соприкосновения , что приводит к увеличению скорости взаимодействия веществ (вода - воздух, либо вода + дезинфицирующее вещество - воздух). Т.е чем меньше диаметр водяной капли, тем больше суммарная площадь их соприкосновения с воздухом, тем быстрее и эффективнее испарение капли.
- Испарение высокодисперсного аэрозоля диаметром 1-5 мкм. , образуемого ультразвуковым увлажнителем , происходит практически мгновенно. .