Энергоэффективные увлажнители воздуха

Хотя увлажнение воздуха осуществимо с использованием любого из возможных политропических процессов, при которых увеличивается влагосодержание обрабатываемого воздуха, наибольшее практическое применение нашли следующие два способа увлажнения: изотермический и адиабатический.

Адиабатическое увлажнение происходит при постоянном количестве тепла. При увеличении относительной влажности воздуха его температура понижается. В воздух поступает тонкий водяной аэрозоль, который впоследствии испаряется. Фазовый переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет внутренних поступлений тепла из воздуха, вследствие чего его температура понижается. При распылении 1 л воды из окружающего воздуха поглощается около 590 кКал энергии.

Изотермическое увлажнение происходит при постоянной температуре. При увеличении относительной влажности воздуха его температура остается неизменной. В воздух непосредственно поступает насыщенный пар. Фазовый переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет внешнего источника тепла.

Изотермическое увлажнение проще реализуется аппаратно, но обладает значительно большим энергопотреблением, что связано с необходимостью компенсации скрытой теплоты испарения воды в ходе парообразования за счет внешних источников. Генерация10 кг влаги требует 7,25 кВт-час электроэнергии.

Адиабатическое увлажнение является на порядок экономичнее, поскольку процесс парообразования происходит за счет внутренних источников энергии, а внешнее энергопотребление связано только с преодолением сил поверхностного натяжения воды в ходе ее распыления. Генерация 10 кг влаги требует в этом случае 0,7 кВт-часэлектроэнергии.

Основные факторы, влияющие на выбор – чистота влаги и температурный баланс. В стерильных помещениях используются только изотермические увлажнители, при больших теплоизбытках – только адиабатические, для поддержания влажности при низких температурах – только адиабатические. 

Увлажнители разделяют по принципу действия:

• «холодные» (традиционные) увлажнители;
• паровые увлажнители;
• ультразвуковые увлажнители;
• распылительного типа (атомайзеры).

Принцип действия «холодных» увлажнителей основан на естественном увлажнении воздуха. В таких увлажнителях, вентилятор прогоняет воздух через влажные фильтры (увлажняющие картриджи) которые увлажняют воздух. Обычно в таких увлажнителях не предусматривают автоматики, так как производительность «холодных» увлажнителей сильно зависит от сухости воздуха. Чем он суше, тем быстрее увлажняется. Таким образом, осуществляется «саморегуляция».

Недостатки традиционных увлажнителей в том, что они должны работать на деминерализованной воде, а лучше вообще на дистиллированной. Если это будет не так, то увлажняющие фильтры будут быстро засоряться и их нужно будет часто менять. Альтернативой могут служить специальные смягчающие фильтры, которые уменьшают «жесткость» воды.

Достоинство, это как правило невысокая стоимость и низкое потребление электроэнергии 20-50 Вт.

Производительность «холодных» увлажнителей колеблется от 3 до 8 литров в сутки.

Паровые увлажнители нагревают воду до температуры испарения. Вода, находящаяся в резервуаре увлажнителя испаряется и таким образом повышается влажность. Паровые увлажнители имеют большую производительность и вследствие этого должны иметь гигростат (прибор измеряющий влажность) отключающий увлажнитель, когда влажность достигнет заданной величины. Иначе влажность очень быстро может превысить комфортные величины. По конструкции паровые увлажнители похожи на обычные электрические чайники, которые просто доводят воду до кипения.

Недостатки паровых увлажнителей в высоком потреблении электроэнергии, а также в высокой температуре выходящего увлажненного воздуха.

Достоинства в высокой производительности и низкой цене. Также многие марки паровых увлажнителей оснащают ингаляторными насадками, что позволяет их использовать в медицинских целях, а также емкостями для ароматических веществ, что позволяет использовать увлажнитель для ароматизации воздуха.

Производительность паровых увлажнителей колеблется от 7 до 16 литров в сутки.

Ультразвуковые увлажнители это, наверное, самый технологичный и современный тип увлажнителей. Они наиболее удобные и просты в использовании, имеют высокую производительность, небольшие размеры и потребляют мало электрического тока.

Принцип работы ультразвуковых увлажнителей основан на свойстве пьезоэлектриков преобразовывать электрические колебания в механические. На опущенные в воду пьезоэлектрические кристаллы подается напряжение ультразвуковой частоты, преобразуемое в механическую вибрацию. В воде образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемая кавитация) с выбросом в воздух мелкодисперсных частиц. Имеющийся в конструкции вентилятор, создает поток воздуха, который подает водяную взвесь в помещение, где она переходит в газообразное состояние. Вода в увлажнителе похожа на кипящую, но на самом она остается холодной, как и пар, выводимый из увлажнителя.

К ультразвуковым увлажнителям предъявляются такие же требования, как и к «холодным». А именно: вода используемая в ультразвуковых увлажнителях должна быть деминерализованной или лучше дистиллированной. Дело в том, что в воздух вместе с мельчайшими капельками воды выбрасываются и все вещества содержащиеся в ней. А это не редко (при «тяжелой» воде) приводит к выпадению белого осадка на мебели и других вещах в квартире. Современные ультразвуковые увлажнители не редко предусматривают в своей конструкции очищающие фильтры. Вообще список сопутствующих устройств для ультразвуковых увлажнителей очень широк. Можно встретить увлажнители и с жидкокристаллическим дисплеем и с дистанционным управлением и еще много с чем. Тут главное определиться, нужна ли та или иная функция именно Вам и не забывать, что основное предназначение увлажнителя – увлажнять воздух.

Производительность ультразвуковых увлажнителей колеблется от 7 до 12 литров в сутки.

Атомайзеры используют только в промышленности, так как для их работы необходим ряд условий и приспособлений. Тем более что у них огромная производительность, которая в быту ни к чему. Принцип их действия основан на распылении мелкодисперсной водяной взвеси при помощи форсунок, капли которой имеют в диаметре 5-8 мкм. Окончательный переход воды в газообразное состояние происходит на расстоянии в несколько десятков сантиметров от ее сопла.

Различают:

• распылительное увлажнение под высоким давлением, которое лишено недостатков, всех вышеперечисленных способов (оптимально соответствует применению в промышленных помещениях);
•  распылительно-воздушное (вакуумное) увлажнение, которое требует дополнительно сжатого воздуха, из-за чего повышается уровень шума, при этом значительная длина свободного пробега капель в потоке сжатого воздуха приводит к появлению конденсата в небольших помещениях.

Производительность атомайзеров доходит до 230 литров в час.