Адиабатическое увлажнение воздуха

Адиабатическое увлажнение воздуха представляет собой процесс, при котором насыщение воздуха влагой происходит с помощью испарения воды. Внешние источники тепловой энергии при этом не используются.

По мере того, как жидкая вода изменяет свое состояние и превращается в газ, она поглощает тепло из окружающей среды. Количество тепла, которое абсорбируются в процессе фазового перехода, затрачивается на изменение молекулярной структуры жидкой воды и перевод ее в газообразное состояние. Это означает, что окружающий воздух становится холоднее, поскольку он отдает тепло в процессе испарения.

Количество теплоты, которое нужно затратить для испарения воды и перевода ее из жидкого состояния в газообразное, называется «скрытой теплотой испарения». Фактически при распылении одного литра воды из окружающего воздуха поглощается около 580 кКал (или 2400 кДж) энергии. 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, адиабатический увлажнитель воздуха является очень экономичным, так как процесс испарения происходит за счет внутренних источников тепла, а внешнее энергопотребление связано только с необходимостью преодоления сил поверхностного натяжения воды в ходе ее распыления.

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 при увеличении влажности;
• возможность круглогодичного использования: зимой для увлажнения, а летом – для охлаждения воздуха;
• эффект ионизации, или «баллоэлектрический эффект» (только для форсуночного увлажнения);
• экологичность – при таком увлажнении не происходит вредных выбросов в атмосферу.

Благодаря своим преимуществам адиабатическое увлажнение имеет широкий спектр применения и может использоваться для поддержания необходимого уровня влажности воздуха в различных помещениях, таких как:

• частный дом, квартира;
• офисные помещения;
• производственные помещения.

Реализация адиабатического увлажнения воздуха

Адиабатический процесс увлажнения воздуха может быть реализован несколькими методами. На практике самое широкое распространение получили традиционные, ультразвуковые и распылительные системы увлажнения.

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, чем и достигается увлажнение воздуха.

Преимущества:
- малое энергопотребление;
- очищение воздуха происходит благодаря оседанию пыли на мокрых поверхностях;
- оборудование можно использовать без водоподготовки (в зависимости от качества воды).

Недостатки:
- опасность развития микроорганизмов и попадания их в воздух;
- требуется регулярная очистка и смена гигроскопичного материала, иначе начнется биообрастание;
- резкое снижение производительности при увеличении влажности.

Как правило, устройство традиционных увлажнителей не отличается сложностью: в корпусе увлажнителя устанавливается поддон, в котором располагаются картриджи с ячеистой структурой или пакет параллельных дисков. В бачок наливается вода, которая поступает к поддонам, смачивает сетку или диски и начинает испаряться за счет большой поверхности смачивания. Встроенный вентилятор разгоняет увлажненный воздух по помещению.

Ультразвуковые увлажнители – принцип действия этого типа увлажнителей основан на ультразвуковом "затуманивании": данный эффект достигается путем подведения тока высокой частоты (более 1 МГц) к керамическому вибратору, который преобразует сигнал в высокочастотные колебания, образующие на поверхности воды поперечные волны, на вершинах которых формируются и отрываются от поверхности капли воды (размером менее 5 микрон), создающие туман, который разносится потоком воздуха.

Преимущества:
- реализуется процесс адиабатического увлажнения, что обеспечивает экономию воды и электроэнергии;
- высокая точность поддержания заданного значения влажности;
- низкий уровень шума.

Недостатки:
- требуется предварительная деминерализация воды с целью избегания образования белого налета на поверхностях;
- опасность развития микроорганизмов в емкости с водой и на элементах системы;
- необходимость проведения регулярной дезинфекции системы, для избегания резкого увеличения содержания микроорганизмов в воздухе.

Ультразвуковой увлажнитель состоит из емкости, в которой находится основной запас воды, и основания прибора с расположенным в нем излучателем. В основной емкости запаса воды устанавливается клапан-дозатор, который служит для поддержания нужного уровня воды в отсеке с излучателем, не допуская переизбытка. Также в увлажнителе устанавливается вентилятор для выдува распыленной ультразвуковым элементом воды.

Системы прямого распыления – принцип работы таких увлажнителей адиабатического типа заключается в том, что вода в виде мелкодисперсной аэрозоли, представляющей собой туман, распыляется непосредственно в пространство помещения либо в воздуховоды системы вентиляции.

Преимущества:
- полная микробиологическая безопасность, защита от распространения микроорганизмов, в том числе легионелл;
- низкое энергопотребление;
- широкий диапазон производительности;
- не требуется частое техническое обслуживание.

Недостатки:
- высокая стоимость;
- необходимость профессионального монтажа вследствие высокого давления воды.

Системы прямого распыления высокого давления обычно состоят из трёх групп компонентов:

• блок подготовки и очистки воды;
• насосный блок высокого давления;
• система трубопроводов, клапанов и распыляющих форсунок.

Системы прямого форсуночного распыления

Форсуночные системы на сжатом воздухе
В таких увлажнителях используется эффект пульверизатора с применением сжатого воздуха для мельчайшего распыления воды. К распыляющим форсункам (атомайзерам) подводится трасса сжатого воздуха и трасса воды низкого давления. Вода должна быть предварительно деминерализована. Системы на сжатом воздухе пользуются популярностью, прежде всего, в производственных помещениях. Применения для жилья и офисов ограничено из-за высокого уровня шума.

Системы высокого давления
Центральный блок в таких системах готовит очищенную стерилизованную и деминерализованную воду, которая под высоким давлением (от 50 до 80 бар) подается по тонким трубкам к распыляющим форсункам. Проходя в форсунке через специальное отверстие диаметром от 50 до 300 микрон, вода разбивается на микроскопические капли – аэрозоль, при этом диаметр капель составляет 15 – 40 микрон. Водяной туман быстро поглощается воздухом.
Кроме трубки с водой под давлением, к форсунке может подводиться кабель в случае установки на ней управляющего клапана.

Преимущества:
- гигиеничность и микробиологическая безопасность, отсутствие белого налета (достигается при условии профессиональной фильтрации);
- наличие эффекта пылеподавления;
- полностью автоматическая работа системы (зависит от возможностей оборудования конкретного производителя);
- высокая производительность, за счет чего достигается возможность обслуживания помещений большой площади;
- высокая энергоэффективность;
- неприхотливость в обслуживании;
- явление легкой ионизации воздуха, что оказывает лечебное воздействие;
- охлаждение воздуха.

Недостатки:
- относительно высокая стоимость;
- высокие требования к качеству оборудования из-за наличия в системе высокого давления воды;
- необходимость подключения к системе водоснабжения, электропитания и дренажа;
- необходимость профессиональной установки.

Реализация преимуществ прямого форсуночного распыления на примере системы UniverseDIY

В системе увлажнения прямого форсуночного распыления UniverseDIY применяются высокотехнологичные решения, позволяющие реализовать все преимущества систем увлажнения высокого давления, а именно:

1. Гигиеничность и микробиологическая безопасность, отсутствие белого налета, эффект пылеподавления:

• вода, используемая для увлажнения, проходит процесс глубокой многоступенчатой очистки (включая две последовательные мембраны обратного осмоса), в результате которой она становится дистиллированной и обеззараженной;
• трубки, по которым вода направляется к форсункам, имеют самоочищающуюся внутреннюю поверхность (она выполнена из Тефлона);
• система в автоматическом режиме производит регулярное промывание внутренних элементов и трубок для исключения застойных зон;
• эффект пылеподавления возникает за счет того, что капли воды имеют оптимальный размер для удержания пыли и очищения воздуха (от 15 до 40 микрон).

2. Полностью автоматическая работа системы:

• реализована полная автоматизация всего технологического цикла поддержания требуемого уровня влажности – от автоматической подачи питающей воды и ее очистки до подачи необходимого количества очищенной воды в помещение, что дает возможность пользователю не вмешиваться в работу системы;
• благодаря применению датчиков протечки и автоматики, контролирующей перепады давления в системе, реализовано автоматическое отключение при возникновении аварии.

3. Высокая производительность и энергоэффективность:

• производительность одной распыляющей форсунки составляет от 0,6 до 1,2 л/час, в базовую комплектацию системы могут входить до 5 форсунок (до 15 в расширенную), которые могут располагаться в разных помещениях – соответственно обслуживаемая системой площадь составляет от 10 м² до 900 м²;
• для распыления воды используется только энергия, запасенная водой под действием насоса – система потребляет не более 15 Вт/литр воды в час.

4. Нетребовательность к техническому обслуживанию:

• благодаря высокой степени автоматизации системы, функций самоочистки и самоконтроля техническое обслуживание системы требуется не чаще 1 раза в год при стандартном режиме эксплуатации.

5. Явление ионизации:

• ионизация воздуха происходит при тонком распылении воды, субъективно ощущается свежесть, при этом лёгкая ионизация оказывает лечебное воздействие.

6. Охлаждение воздуха:

• воздух охлаждается при испарении в нём капелек воды, температура в среднем понижается на 2 – 3 градуса, что позволяет использовать систему для приятного охлаждения летом.

Важной отличительной особенностью системы увлажнения воздуха UniverseDIY является то, что, несмотря на высокотехнологичность, система не требует профессиональной установки и может быть смонтирована пользователем самостоятельно!