Увлажнение воздуха - обзор вариантов выбора оборудования

Увлажнение воздуха играет особую роль в обеспечении комфортности климатических условий в зимний период, когда, даже при высокой относительной влажности атмосферного воздуха, его абсолютное влагосодержание является, как правило, чрезвычайно низким. Поступая в помещение, воздух нагревается. При этом его абсолютное влагосодержание остается неизменным, а относительная влажность резко падает до 5–10%.
Для сравнения следует указать, что относительная влажность воздуха в пустыне Сахара не опускается ниже 15%!!! Для поддержания относительной влажности на комфортном уровне 50% при комнатной температуре 20°С требуется искусственное увлажнение воздуха, причем зачастую достаточно интенсивное.

Помимо обеспечения комфорта, поддержание необходимого уровня влажности является также чрезвычайно важным с санитарно-гигиенической точки зрения. Известно, что бактериальная флора (pneumococcus, staphylococcus, streptococcus) угнетается в 20 раз интенсивнее при относительной влажности воздуха от 45 до 55%, чем при влажности воздуха выше 70% и ниже 20%.

Наибольшее практическое использование получили два типа увлажнителей: изотермические (или паровые) и адиабатические (или распылительные).

Изотермическое увлажнение проще реализуется аппаратно, но обладает большим энергопотреблением, что связано с необходимостью компенсации скрытой теплоты испарения воды в ходе парообразования за счет внешних источников. Генерация 1 кг/ час влаги требует 750 Вт электроэнергии. По этой причине данный тип увлажнителей используется в бытовых и полупромышленных целях при потребности в увлажнении, как правило, не более 100 кг пара/час. Преимущества изотермических увлажнителей — простота эксплуатации, низкий уровень шума.

Адиабатическое увлажнение экономичнее на 1–2 порядка. В адиабатических увлажнителях на производство 1 кг/час влаги требуется от 4 до 116 Вт электроэнергии, которая затрачивается на процесс распыления воды до тонкодисперсного аэрозоля. Дополнительная энергия на переход аэрозоля в парообразное состояние поступает за счет снижения температуры приточного воздуха. Требуется второй подогрев после секции увлажнения. Согласно проекта установки Объекта оборудованы теплообменниками второго подогрева, предназначенными для использования в летний период. Для определения возможности применения теплообменников второго подогрева для нужд увлажнения требуется теплотехнический расчёт.

 К недостаткам адиабатических увлажнителей следует отнести более высокий, по сравнению с изотермическими увлажнителями, уровень шума и особые требования к качественному составу воды.

                                                 

Рассмотрим несколько типов промышленных увлажнителей воздуха

 Атомайзеры.

Т.н. атомайзеры, как и все распылительные увлажнители, являются системами двойного действия, обеспечивая одновременное увлажнение и охлаждение воздуха.

Используя сжатый воздух для мельчайшего распыления воды через форсунки, они отличаются высокой производительностью по расходу воды (до 230 л/час) и низким энергопотреблением (70 Вт на 1 л/ час) и предназначены для работы на воде стандартной и низкой жесткости.

Распыление осуществляется без использования воды рециркуляционного контура, что исключает развитие бактериальных культур.

Распределительные стойки с форсунками возможно разместить в воздуховоде, при этом отпадает необходимость вмешательства в конструкцию вентустановок,  как и в случае с паровыми увлажнителями. Однако, возможно образование капель, что требует установки каплеуловителя с системой отвода конденсата.

Для распыления воды используется либо сжатый воздух, либо насос высокого давления, располагаемый непосредственно в агрегате. Форсунки имеют функцию периодического самоочищения.

Необходима очистка воды, так как иначе содержащиеся в воде минералы попадут в приточный воздух. Для этой цели возможно использование системы очистки воды со сменными фильтрующими элементами для грубой очистки, а для окончательной очистки основанные на принципе обратного осмоса.  Система требует отдельной разработки с учётом требуемого количества воды для увлажнения и состава имеющийся в наличии водопроводной воды. При этом объёмный расход воды превышает расход, требуемый для увлажнения, так как часть воды используется для промывки и уходит в систему канализации.

Водяные увлажнители. Форсуночная оросительная камера Форсуночная оросительная камера применяется для регулирования относительной влажности приточного воздуха, а также для охлаждения в зависимости от температуры распыляемой воды. Форсуночная оросительная камера состоит из распределителя потока воздуха, трубопроводов, распространяющих воду, форсуночного блока, каплеуловителя, водяного насоса, поддона и поплавкового клапана. Корпус камеры оснащен открывающимися смотровыми окнами. Вода из поддона с помощью насоса подается к форсункам и распыляется навстречу потоку воздуха. На выходе из камеры установлен каплеуловитель, который возвращает воду обратно в поддон. Параметры работы: питание увлажнителя может осуществляться водопроводной водой. На питающем трубопроводе должен быть установлен запорный вентиль и фильтр пропускной способностью не ниже 500 х 10-6м. Питание электромотора водяного насоса осуществляется 3ф ~ 380В. Примечание: форсуночная оросительная камера характеризуется высокой эффективностью увлажнения до 85%.

Тонкая очистка воды не обязательна. Требует периодического технического обслуживания – очистки элементов от грязи и накипи. В рециркуляционной воде возможно образование микрофлоры. Поставляются как блоки производителя вентустановок – VTS Clima, так и блоки сторонних производителей. Блоки имеют значительные габариты.  Блоки возможно установить в существующие вентустановки перед теплообменником второго подогрева. Требуется смещение частей корпуса вентустановок, перемонтаж трубопроводов обвязки теплообменников. Возможна длительная остановка работы систем.

Водяные увлажнители c увлажняющей поверхностью Параметры работы: питание увлажнителя может осуществляться водопроводной водой. На питающем трубопроводе должен быть установлен запорный вентиль и фильтр пропускной способностью не ниже 500 х 10-6м. В зависимости от содержания в воде солей и минералов можно применять прямое или рециркуляционное увлажнение.

Тонкая очистка воды не обязательна. Требует периодического технического обслуживания – очистки элементов от грязи и накипи. Имеются сменные элементы – кассеты. В рециркуляционной воде возможно образование микрофлоры. По данным производителей установок, попадания микроорганизмов в приточный воздух не происходит.

Блоки обладают меньшими габаритами по сравнению с форсуночными оросительными камерами. Блоки возможно установить в существующие вентустановки перед теплообменником второго подогрева. Требуется смещение частей корпуса вентустановок, перемонтаж трубопроводов обвязки теплообменников. Возможна длительная остановка работы систем.

Паровые увлажнители Паровые увлажнители применяются для регулирования относительной влажности приточного воздуха. Паровой увлажнитель состоит из электрического парогенератора, парораспределителя, размещенного в установке, эластичного трубопровода, соединяющего парораспределитель с резервуаром парогенератора и гидростатом. Внутри парогенератора находится резервуар с нагревательными элементами, которые обеспечивают преобразование воды в пар. Парораспределение осуществляется с помощью распределительных трубок. Эффективность увлажнения контролируется системой автоматики и гидростатом. Парогенератор может быть установлен на внешней стороне корпуса установки или на стене, вблизи установки или блока управления автоматикой. Примечание: парогенератор входит в комплект секции парового увлажнителя, но поставляется в отдельной упаковке, т.к. его монтаж может осуществляться в любом удобном Заказчику месте.

Требуется очистка воды для увеличения срока службы паровых цилинров. Для парогенераторов мощностью 130 кг/ч требуемая скорость потока питающей воды составляет 45 л/мин. Требуется периодическая замена паровых цилиндров. Парораспределители возможно разместить в воздуховоде, при этом отпадает необходимость вмешательства в конструкцию вентустановок. Падения температуры воздуха в процессе увлажнения не происходит, необходимость использования второго подогрева отпадает.