Sistem adiabatic de umidificare a aerului

Un sistem adiabatic de umidificare a aerului este un dispozitiv climatic sau un grup de dispozitive interconectate utilizate pentru a crește umiditatea dintr-o încăpere fără a modifica energia internă a aerului. Un tip de umidificare adiabatică este umidificarea cu duze. Aceste sisteme se caracterizează prin injectarea apei prin duze cu pre-curățare profundă. Ele sunt utilizate în mod activ pentru a crește umiditatea relativă în clădirile rezidențiale și administrative. Sistemele adiabatice (duze) au fost utilizate în spațiile industriale de mult timp. Cei mai cunoscuți producători ai acestor sisteme: Condair Group (Elveția), Draabe Industrietechnik (Germania), Buhler-AHS (Canada), Merlin Technology (Austria), CAREL Industries (Italia).

Teorie

Toate ființele vii (inclusiv oamenii) în cursul activității lor de viață consumă oxigen din atmosferă, saturând aerul din jur cu dioxid de carbon. În sediu, acest proces decurge oarecum diferit, motiv pentru care toate spațiile închise (atât rezidențiale, cât și industriale) sunt alimentate cu sisteme de ventilație . Diferențele de temperatură pot duce la modificări ale umidității. Dacă temperatura exterioară este mai mică decât temperatura interioară, aceasta este încălzită, ceea ce reduce umiditatea relativă. În schimb, dacă temperatura exterioară este mai mare decât în ​​interior, umiditatea relativă crește. Dezumidificatoarele sunt folosite pentru a reduce umiditatea . Există standarde de umiditate relativă la care toate procesele biologice din corpul uman decurg corect. Pentru sezonul rece, umiditatea relativă este de 30-45%, pentru sezonul cald - 30-60%. [1] În același timp, conform cercetărilor medicale, copiii care suferă de SARS ar trebui să stea în camere cu o umiditate relativă de 70-80%. Aerul uscat duce la consecințe negative:

Pentru a crește umiditatea aerului la niveluri optime, se folosesc umidificatoare de aer .

Metode de hidratare

Din punct de vedere fizic, luând în considerare procesele termodinamice, umidificarea poate fi de două tipuri:

Umidificarea se bazează pe procesul de pulverizare a picăturilor de apă într-o cameră. Cu cât particulele de apă sunt mai mici în procesul de umidificare, cu atât procesul în sine este mai eficient. Cea mai tradițională, dar în același timp radicală metodă este umidificarea izotermă, în care apa, aflată în stare lichidă, este încălzită, transformându-se în abur. Dezavantajele acestei metode sunt:

Sistemul de umidificare adiabatică (duză) a aerului este capabil să producă o creștere controlată a umidității relative din încăpere, în timp ce costurile sunt reduse cu unul sau două ordine de mărime. Totodata, spre deosebire de umidificatoarele cu ultrasunete, sistemul garanteaza igiena procesului de umidificare, precum si efectul aerului conditionat [2] - o usoara scadere a temperaturii in incapere.

Avantajele sistemelor adiabatice

Avantajele sistemelor de răcire cu duze includ:

Igienă

Mediul bacterian este capabil să locuiască chiar și în apă distilată . Sistemele de umidificare cu duze asigură interacțiunea fără contact între apă și aer. Organismele unicelulare vor putea popula o particulă de apă numai după pulverizare. Producătorii prevăd, de asemenea, utilizarea politetrafluoretilenei (Teflon) la fabricarea conductei. Datorită inerției acestui material și proprietăților sale de alunecare, bacteriile nu locuiesc în componentele interne ale sistemului.

Integrare interioară

Introducerea unui sistem de umidificare adiabatică nu prevede modificări în interiorul încăperii. Unitatea principală (centrală) a sistemului este situată în camera de utilitate, unde este posibilă conectarea la canalul de alimentare cu apă și canalizare. Duzele de pulverizare sunt conectate la tuburi flexibile cu un diametru de cel mult 10 mm, care sunt de obicei așezate în spațiul de deasupra tavanului în același timp cu alte rețele de inginerie și sunt ulterior ascunse în spatele materialelor de finisare.

Eficiență ridicată

Există diverse configurații ale sistemelor de umidificare adiabatică. Unele configurații oferă până la cinci duze, altele, mai productive - până la 25. O duză pulverizează de la 0,6 l (cu umidificare moderată) la 1,2 l (cu umidificare activă) de apă pe oră.

Întreținere

Spre deosebire de umidificatoarele cu abur (servire cel puțin o dată la 2-3 luni) și de uz casnic (dezinfectare săptămânală regulată și lupta împotriva microflorei bacteriene), sistemele de duze trebuie întreținute de 1-2 ori pe an.

Ionizare

Sistemele de umidificare adiabatică includ funcția de ionizare a luminii , creând astfel un efect terapeutic și profilactic asupra organismului. Un efect similar apare la munte, lângă râuri repezi, la mare, lângă cascade. Rupându-se de masa totală, o picătură de apă provoacă o uşoară ionizare a aerului. Astfel de fenomene au un efect benefic asupra sistemelor biologice și creează un „efect de prospețime” în aer.

Eficiență energetică

Doar pompa este folosită pentru a pulveriza apă. Spre deosebire de umidificatoarele de uz casnic, cu abur și industriale tradiționale, sistemele de duze nu folosesc căldură sau un generator de ultrasunete. Transformarea apei în ceață atomizată are loc datorită trecerii apei sub presiune înaltă prin duză. Absența nodurilor suplimentare care duc la consumul de energie face ca un astfel de sistem să fie eficient din punct de vedere energetic. De exemplu, un sistem avansat de umidificare adiabatică utilizat într-o suprafață de 800 mp. m, cu cea mai activă umidificare consumă aproximativ 0,3 kW pe oră.

Suprimarea prafului

Mărimea picăturii care iese din duză este proporțională cu dimensiunea unei particule de praf suspendate în aer. Sistemul de umidificare a duzei purifică aerul din încăpere de particulele de piele moartă, hârtie, lemn, gips etc.

Aer condiționat

Pe măsură ce picăturile de apă se evaporă, temperatura aerului scade. În sezonul rece, când umiditatea din cameră este redusă din cauza funcționării sistemelor de încălzire, aparatul de aer condiționat cu duză, umezind aerul, reduce temperatura cu 2-3 grade, făcând camera mai confortabilă. Acest efect de condiționare se observă și în timpul funcționării generatoarelor de aerosoli care produc ceață și sunt utilizate activ în agricultură și stingerea incendiilor.

Dezavantaje

Necesitatea unei instalări profesionale

Sistemele de umidificare cu duze necesită o instalare calificată, în special în clădirile rezidențiale. Pentru echipamentul central este necesar să se asigure o alimentare cu apă, canalizare și energie electrică. Linia de înaltă presiune este montată și sertizată folosind o unealtă specializată. Integritatea tuturor conexiunilor trebuie verificată strict prin apăsare sub presiune (de obicei 90-110 bar).

Cost ridicat

Toate elementele sistemelor de duze de umidificare care vin în contact cu apa trebuie să fie din oțel inoxidabil (de exemplu, calitatea AISI304), deoarece apa foarte purificată duce la coroziunea altor metale. Toate componentele sunt realizate pentru servicii de înaltă presiune și trebuie să aibă un design întărit. În plus, aceste sisteme au multe soluții tehnice moderne care necesită costuri de inginerie semnificative din partea producătorilor.

Principiul de funcționare și instalare

Înainte de a începe procesul propriu-zis de pulverizare, sistemul adiabatic de umidificare a aerului pregătește apa pentru utilizare. Apa de la robinet trebuie să fie supusă epurării în mai multe etape: purificare mecanică, ultrafiltrare, membrană cu osmoză inversă și, de regulă, dezinfecție cu ultraviolete. După filtrare, apa devine distilată, conținutul de impurități este redus la minimum. Apa purificată intră în pompa cu piston (piston) , după care, la o presiune de 50 până la 70 bar, este transportată prin conducte de înaltă presiune în cameră, intră în duze și este pulverizată în încăperi umidificate.

Linii de apă

Diferiți producători oferă diferite tipuri de tuburi pentru transportul apei la duze. Cel mai adesea, tuburile cu un diametru de 7,5 mm cu o grosime a peretelui de 2,0 mm sunt fixate pe tavanul camerei. Rezistența la tracțiune a țevilor este destul de mare, ele sunt capabile să reziste la o presiune de până la 320 bar .

Duza este formată din două componente - un bloc de filtru și un cap cu o gaură de 0,1 mm, prin care se pulverizează apă, transformându-se într-o ceață fină.

Managementul sistemului

Sistemul este controlat de higrostate electronice sau electromecanice care măsoară nivelul actual de umiditate și permit utilizatorului să seteze nivelul de umiditate dorit în încăpere.

Sistemul se oprește automat dacă este atins nivelul țintă de umiditate setat pe higrostat.

Tipuri de sistem

Sistemele de umidificare adiabatică pot fi de două tipuri:

Sistemele cu o singură zonă au un singur regulator care controlează debitul de apă către toate duzele. Sistemele multizone oferă mai multe regulatoare, fiecare dintre acestea fiind capabil să seteze un nivel diferit de umiditate în camere diferite. Sistemele cu mai multe zone nu prevăd prezența mai multor pompe și filtre, umidificarea individuală a zonelor se realizează prin introducerea unui sistem de supape: fiecare supapă controlează o duză situată în zona deservită.

Note

  1. GOST 30494-96. Clădiri publice și rezidențiale, p. 8, tabelul 4.1 - Standarde optime și permise pentru temperatură, umiditate relativă și viteza aerului în zona deservită a clădirilor rezidențiale și pensiuni
  2. Aer condiționat - articol din Marea Enciclopedie Sovietică