Всё, что нужно знать о системах увлажнения воздуха

Заказчик жаловался, что увлажнитель нагревает воздух в помещении аж на 10 °C. На снимках было видно, что в вентустановке оставлена очень маленькая секция увлажнения, длиною всего 600 мм вместо рекомендованных 950 мм. При этом на 6000 куб.м использовалось 30 кг пара. При такой достаточно большой мощности имелся всего один парораспределитель. Естественно, в такой короткой секции увлажнения пар не успевал полностью усвоиться воздухом и конденсировался на каплеуловителе. При этом выделялось тепло, которое и нагревало воздух. Что нужно знать об увлажнении воздуха, чтобы избегать подобных ошибок?

Увлажняйте!

Влажность воздуха - один из важнейших показателей микроклимата, от которого зависит успешное протекание многих производственных/технологических процессов, сохранение материалов и, конечно, самочувствие человека. Недомогание, ощущение сухости во рту, першение в горле, кашель, воспаление глаз при ношении контактных линз, повышенный уровень заболевания ОРЗ и гриппом - все это зачастую следствие низкой влажности воздуха. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты необходимо хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Особенно остро вопрос недостаточной влажности встает зимой. Воздух в холодный период имеет высокую относительную влажность до 90%, но при этом очень малую абсолютную влажность. При нагревании такого воздуха в помещении относительная влажность падает. И хотя иногда для решения проблемы достаточно приточной установки или промышленного кондиционера, в большинстве случаев необходимо применение дополнительного оборудования – увлажнителей. Чаще всего только они могут восстановить необходимые параметры воздушной среды.

Сфера применения

Постоянное или периодическое увлажнение воздуха требуется:

• в типографиях для сохранения размеров и качества бумаги, предотвращения слипания листов из-за электростатических зарядов, улучшения качества печати;
• на текстильном производстве, где сухой воздух увеличивает количество брака из-за пересыхания и разрыва нитей;
• в пищевой промышленности для предотвращения «заветривания» мясных продуктов, для более длительного хранения фруктов и овощей;
• в электронной промышленности, где сухой воздух способствует накоплению статического электричества на поверхностях, что недопустимо в серверных, ЦОДах;
• в жилых помещениях для поддержания здоровья людей, предотвращения рассыхания мебели, паркета, музыкальных инструментов и т.д.;
• в оранжереях, зимних садах, теплицах, при выращивании грибов увлажнение воздуха необходимо для поддержания микроклимата и правильного роста растений;
• в библиотеках и музеях для хранения произведений искусства и исторических ценностей.

Разделяют относительную и абсолютную влажность.
Относительная влажность - это процентное отношение того количества влаги, которое сейчас содержится в воздухе, к максимально возможному количеству влаги, которое может содержать в себе воздух при данной температуре. Т.е. 100%-ная влажность не всегда означает, что идет дождь или стоит туман. Это означает лишь то, что воздух насыщен парами воды и больше в себя их взять не может. Оптимальной в тёплое время года считается относительная влажность 30-60%, в холодное — 30-45%
Абсолютная влажность — количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха.

Методы увлажнения воздуха

Увлажнение воздуха – достаточно дорогое удовольствие с точки зрения расхода энергии. Удельная теплота плавления льда – 333 кДж/кг, нагрев воды от 0 до 100 °С – 421 кДж/кг, удельная теплота парообразования – 2250 кДж/кг. Для испарения влаги требуется в 5,5 раз больше энергии, чем для нагрева воды на 100 °С! Поэтому подходить к вопросу увлажнения нужно очень аккуратно и взвешено. Все увлажнители воздуха в зависимости от способа их работы делятся на 2 группы: адиабатические и изотермические.

В основе адиабатических увлажнителей лежит естественный процесс испарения жидкости. Принцип действия этих агрегатов выглядит следующим образом: вода распыляется в воздухе в виде тонкого монодисперсного аэрозоля, который интенсивно испаряется, потребляя явное тепло, содержащееся в воздухе. Процесс адиабатический, т.е. при увеличении влажности температура воздуха понижается Вспомните, как летом купались в реке или озере. До того, как зайти в воду, было тепло. А вот при выходе из нее мы ощущаем холод, мурашки. Это кожа, смоченная водой, начинает испарять влагу. Для этого требуется тепло, которое отбирается у нашего организма, поэтому мы и чувствуем холод. Именно на испарении с поверхности и основано адиабатическое увлажнение. При использовании адиабатического метода требуется дополнительный нагреватель, который мог бы подогреть воздух, подаваемый в помещение, до необходимой нам температуры.

Плюсы:

• Низкое потребление электроэнергии (5-25 Вт на 1 кг пара), потому что используется только насос для распыления воды или создания пленки на поверхности.
• Простота конструкции.
• Дополнительный охлаждающий эффект.
• Практически неограниченная производительность. Адиабатическими увлажнителями чаще всего оборудуются системы вентиляции на 10000 м²/ч и выше.

Минусы:

• Риск размножения легионелл, увлажнение не стерильно.
• Необходимо тщательное обслуживание.
• Требуются дополнительные затраты тепла.
• Требуется высокое качество воды.

В изотермических (паровых) приборах водяной пар образуется в результате кипения (испарения воды), после чего смешивается с воздухом. Температуру воздуха такие установки не изменяют, т.е. как попал воздух 25 °С, так и остался на выходе 25 °С, при этом влажность воздуха выросла.

Плюсы:

• Чистый пар. Поэтому массово используются в медицине, в технологиях. Паровыми увлажнителями оснащаются прецизионные кондиционеры.
• Высокая точность регулирования.
• Удобство монтажа.
• Низкие капиталовложения.
• Низкие требования к качеству воды.

Минусы:

• Высокое потребление электроэнергии - 0,75 кВт на 1 кг пара.
• Пар высокой температуры (100 °С).
• Обслуживание.
• Паропроизводительность в пределах 1-120 кг/ч, ограничены по мощности. При этом увлажнители можно объединять в системы.

Бытует ошибочное мнение, что паровое увлажнение – это дорого, оно требует много энергии. На самом деле это не так. Энергии оно требует столько же, сколько адиабатическое, это физика. Но в паровом увлажнении в большинстве случаев применяется электроэнергия, которая стоит дороже, чем тепловая, использующаяся при адиабатическом методе (собственная котельная либо теплоцентраль).

Типы паровых увлажнителей

Паровые увлажнители подразделяются на 2 типа: электродный и тэновый (работает по принципу электрического чайника). У каждого имеются как преимущества, так и недостатки.

Электродные увлажнители отличаются более низкой стоимостью. Однако их эксплуатация обойдется дороже, т.к. необходимо регулярно менять электроды, которые в среднем служат сезон – с сентября-октября до марта-апреля. Этим увлажнителям требуется регулярная очистка. Чем чище будут содержаться электроды, тем дольше они прослужат. Точность поддержания параметров +/- 5%. Управление 20-100%.

Тэновые увлажнители стоят дороже. При этом имеют низкую стоимость запасных частей, т.е. окупятся через 3-4 сервисных чистки. У них ниже интервал сервисных работ. Точность +/- 2%. Управление 0-100%. Они потребляют меньше воды. При этом могут работать на воде любого качества, тогда как увлажнители электродного типа работают на водопроводной воде средней жесткости. Т.е. вода должна содержать минимальное количество солей и обладать проводимостью в диапазоне от 200 до 500 µS/cм (микросименс на 1 см) при температуре 15 °C.

Условия и параметры работы

Производительность парогенераторов электродного типа зависит от следующих условий:

• Электропроводность воды. Рабочий диапазон электродного парогенератора по этому параметру составляет 30-1000 µS/см.
• Жесткость воды. Рабочий диапазон электродного парогенератора по этому параметру составляет 50-500 PPM ( частиц на миллион ) или мг/л.
• Выбор выпарного цилиндра. Для каждого типоразмера пароувлажнителя существует подходящий выпарной цилиндр для воды с низкой, средней и высокой электропроводностью.

Дистанция пароувлажнения - это дистанция от размещения парораспределителя до каких-либо препятствий, т.е. это длина прямого участка, на котором пар с воздухом не должен встретить никакого препятствия. Поскольку в систему вентиляции подается горячий пар (100°C), необходимо определенное время, чтобы он растворился в воздухе или усвоился. Необходимо рассчитать дистанцию и определить, какой должен быть прямой участок для того, чтобы пар полностью усвоился воздухом. Чем ниже начальная влажность воздуха, тем дистанция будет меньше. Определенную поправку вносит температура воздуха. Если мы увлажняем воздух 24-25 °C, то приращение по абсолютной влажности будет очень большое, 9-10 грамм. Это значение увеличит дистанцию пароувлажнения.

Расположение парораспределителей в каналах. Если высота воздуховода или установки позволяет, лучше всего монтировать их друг над другом с определенными расстояниями. В ином случае можно монтировать ступенчато. Но при этом надо понимать, что дистанция увлажнения увеличится.

Прокладка паропроводов - очень важный момент. Здесь нельзя пренебрегать рекомендациями:

1. Длина вертикального прямого участка на выходе из парогенератора обязательно 500 мм. Меньше крайне не рекомендуется делать по ряду причин (вода кипит, может выплескиваться).
2. При прокладке горизонтальных участков обязательно должен быть уклон либо в сторону самого парогенератора, либо в сторону парораспределителя (конденсат должен стекать).

DEVATEC – профессиональное решение из Франции

Нашим клиентам мы предлагаем увлажнители воздуха французской компании DEVATEC (www.devatec.com). Это ведущий европейский производитель систем увлажнения, вся продукция соответствует высоким стандартам ЕС. Производитель имеет мировую сеть дистрибьюции. Модельный ряд пароувлажнители представлен следующими сериями:

1. Увлажнители электродного типа ELMC серии MC2,
2. Нагревательного типа серий RTH-LC и RTH.

Электродные пароувлажнители ELMC серии МС2 предназначены для использования в системах вентиляции или непосредственно в обслуживаемом помещении. Вода, заполняя паровой цилиндр, замыкает электроды и под действием тока вскипает, образуя чистый пар, который в свою очередь подается по системе паропроводов в вентиляционный канал или помещение.
Все увлажнители укомплектованы микропроцессорным контроллером для регулирования паропроизводительности. Увлажнители электродного типа работают на водопроводной воде средней жесткости. Паровой цилиндр из высокопрочного, высокотемпературного пластика.

• Компактные размеры и малый вес,
• Паропроизводительность от 5 до 100 кг пара/час,
• Заменяемые электроды,
• Унифицированные разборные или неразборные цилиндры,
• Различные варианты управления,
• Русскоязычный интерфейс,
• Большой выбор дополнительных аксессуаров.

Функциональные особенности:

• Производительность от 5 до 100 кг/ч -10 блоков,
• Специальные увлажнители мощностью более 100 кг/ч (до 990 кг/ч объединение по системе Master/Slave),
• Очищаемые или заменяемые цилиндры,
• ON/OFF или пропорциональное управление,
• Электрика и гидравлика разделены,
• Исполнение напряжения 230 V или 400 V,
• Доступны любые управляющие сигналы (0-1 0М; 4-20 мА),
• Индикаторы аварий,
• Таймер,
• Вывод питания 230 В.

Другие особенности:

• Электроды выполнены из нержавеющей стали,
• Работа на воде электропроводностью от 30 до 1000µS/cm,
• Ограничение максимального уровня воды,
• Легкий доступ к цилиндру и клапанам подачи с отвода воды,
• Давление воды от 1 до 6 Бар, T<40 °С,
• Ограничение мощности до 50%,
• Контроль проводимости воды и система антивспенивания,
• Автоматический слив при отключении.

Пароувлажнители с электронагревательными элементами серии RTH-LC укомплектованы микропроцессорным контроллером для регулирования паропроизводительности. Увлажнители нагревательного типа работают на воде любого качества, а также на деминерализованной воде. Нагревательные элементы выполнены из нержавеющей стали.

• Компактные размеры и малый вес,
• Паропроизводительность от 2 до 17 кг/ч,
• Съёмные, очищаемые цилиндры,
• Различные варианты управления,
• Высокая надежность при работе на воде любого качества,
• Паровой цилиндр и нагревательные элементы выполнены из высококачественной нержавеющей стали,
• Высокая точность поддержания заданного уровня влажности.

Функциональные особенности:

• Производительность от 5 до 100 кг/ч – 10 блоков,
• ON/OFF или пропорциональное управление,
• Электрика и гидравлика разделены,
• Исполнение 400 В, доступны другие виды напряжения,
• Самоочищаемые тэны,
• Защита от сухого пуска,
• Система антивспенивания,
• Система охлаждения воды.

Другие особенности:

• Наклоняемый бак,
• Сливной клапан с большим отверстием,
• Бак из нержавеющей стали,
• Режим быстрого охлаждения для обслуживания,
• Доступные цены на расходные части,
• Легкий доступ и эксплуатация,
• Клапан подачи воды со встроенным фильтром.