Адиабатическое увлажнение воздуха

Адиабатическая система увлажнения воздуха – это комплект климатического оборудования, предназначенного для повышения уровня влажности методом адиабатического увлажнения, то есть без дополнительного нагрева. При этом энергия для перевода воды в газообразное состояние берётся из окружающего воздуха, а его температура при этом снижается.

Увлажнение воздуха

Одно из свойств воздуха – это способность впитывать молекулы воды, и для каждого значения температуры воздуха есть некоторое максимальное количество воды, которая может быть впитана. Для понимания этого процесса важно различать понятия относительной и абсолютной влажности.

Абсолютная влажность воздуха – физическая величина, обозначающая массу воды, растворенной в одном килограмме воздуха. Чаще всего абсолютная влажность выражается в граммах воды на килограмм воздуха.

Относительной влажностью называется процентное соотношение количества воды, растворённой в воздухе, к максимально возможному её количеству при данной температуре. Для каждого значения температуры воздуха известно предельное количество воды, которое может быть растворено в воздухе, это постоянная справочная величина. Что произойдёт, если влаги вдруг оказывается больше предельного значения? Всё просто: она образует туман или конденсируется, то есть оседает на поверхностях. Единица измерения относительной влажности – проценты, они показывают, сколько в данный момент в воздухе имеется воды по сравнению с максимально возможным.

Когда мы говорим о недостаточной влажности воздуха и о его увлажнении, речь идёт об увеличении именно относительной влажности, которая влияет на скорость испарения воды с поверхностей.

Для перехода жидкости в пар требуется энергия. Исходя из принципа получения этой энергии, все современные устройства для увлажнения воздуха условно делятся на два типа: изотермические и адиабатические.

Изотермическое увлажнение – процесс, при котором энергия для превращения воды в пар берется из электросети или при сгорании газа, то есть вода нагревается и кипит. По этому принципу работают все парогенераторы.

При адиабатическом увлажнении энергия забирается из воздуха и окружающих предметов, снижая их температуру. Этот эффект также называется испарительным охлаждением. Температура воздуха после увлажнения опускается на 2-3 градуса, что значительно повышает комфорт летом.

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

Типы устройств для адиабатического увлажнения воздуха

Большинство современных устройств и целых систем работают по принципу адиабатического увлажнения – распылительные, ультразвуковые, традиционные. Стоит сказать подробнее о каждом из них.

  1. Ультразвуковые увлажнители воздуха

Ультразвуковой увлажнитель оснащён небольшой емкостью для воды. На дне этой ёмкости расположены пьезоэлектрические излучатели, которые вибрируют с высокой частотой. В результате вибрации на поверхности воды образуются поперечные волны, на вершинах которых формируются, а затем отрываются от поверхности мельчайшие водяные капли. Их размер обычно не превышает 5 микрон. В результате над поверхностью воды образуется туман, который уносится потоком воздуха в помещение. Такие маленькие капли воды быстро испаряются, и воздух насыщается влагой. Ультразвуковые приборы популярны и довольно универсальны. По способу установки их можно разделить на бытовые и профессиональные.

  1. Традиционные увлажнители воздуха

Принцип действия традиционных увлажнителей также базируется на адиабатическом увлажнении, в них используется эффект холодного испарения с поверхности воды. Для этого в приборе при помощи набора дисков, смоченных водой, или губки из гигроскопичного материала искусственно создается плёнка воды большой площади. Выход воздуха, насыщенного влагой, обеспечивает вентилятор, который продувает его через губку или диски. К традиционным относятся дисковые увлажнители, или мойки воздуха, и комнатные увлажнители, функционирующие с использованием гигроскопичного материала.

В дисковых приборах блок дисков, вращаясь, смачивается водой из поддона. Доливать воду обычно нужно вручную, однако некоторые модели могут быть подключены напрямую к водопроводу. В комнатных – на основе гигроскопичного материала вентилятор продувает воздух через губчатый материал, подпитываемый водой из поддона. Для работы увлажнителей такого типа необходимо подключение электричества, а в случае автоматического долива нужна подводка водопроводной, а лучше – предварительно очищенной воды, и дренажа.

  1. Системы прямого форсуночного распыления
адиабатическое увлажнение воздуха

Системы прямого форсуночного распыления – широкий и активно развивающийся класс оборудования. Они используются как в быту, для увлажнения воздуха в домах и квартирах, так и промышленности, в производственных помещениях, в офисах. Оборудование представлено двумя типами: системы высокого давления и работающие на сжатом воздухе.

Система высокого давления обычно состоит из трёх групп компонентов:

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

К этому типу относится и оборудование, представленное в нашем ассортименте. Центральный блок, или центральный модуль, является ключевым компонентом таких систем. Внутри него происходит очистка, стерилизация и деминерализация воды. Благодаря работе насоса в установке нагнетается давление, очищенная вода по тонким трубкам подаётся к форсункам и распыляется в помещение. Внутри форсунки вода проходит через микроскопическое, в диаметре от 60 до 300 микрон (в зависимости от производительности), отверстие и разбивается на микрокапли. Водяной туман, который образуется при этом, быстро растворяется в воздухе, повышая уровень его относительной влажности.

Системы на сжатом воздухе работают по принципу пульверизатора, используя сжатый воздух для распыления предварительно деминерализованной воды. Трасса сжатого воздуха и трасса воды низкого давления подводятся непосредственно к распыляющим форсункам, или атомайзерам. Системы увлажнения, работающие на сжатом воздухе, получили распространение в основном на производстве.

Адиабатическая система увлажнения как альтернатива кондиционеру

Увлажнение воздуха в помещении обычно рассматривается как мера для решения проблемы сухого воздуха в холодное время года. И действительно, многие эксперименты показывают, что влажность в доме опускается значительно ниже 35%, когда температура за окном менее +10 °С. В этот период использование системы адиабатического увлажнения воздуха – наиболее эффективная мера для поддержания комфортной влажности. А вот летом, когда на улице наблюдается высокая абсолютная влажность, воздух в помещении обычно достаточно влажный.

Однако опыт показывает, что владельцы распылительных систем увлажнения пользуются оборудованием круглый год: зимой – для увлажнения, летом – для охлаждения воздуха. Всё дело в эффекте адиабатического охлаждения. Преимуществом такого охлаждения является отсутствие риска развития простуды, как в случае с традиционными кондиционерами, поскольку не образуются сильные потоки воздуха, воздух не пересушивается, болезнетворным бактериям в отсутствие мокрых теплообменников негде размножаться.

Ионизация воздуха

Одним из дополнительных плюсов форсуночных адиабатических систем является ионизация воздуха в процессе увлажнения.

При распылении воды любым механическим способом капли воды и молекулярные комплексы, отрываясь от поверхности, сообщают воздуху электрический заряд. Причем при дроблении соленой воды этот заряд положительный, а при дроблении пресной – отрицательный. Соотношение зарядов может быть различным, но суммарное количество всегда намного выше их содержания в обычном воздухе.

Это явление было открыто ещё в восемнадцатом веке и стало известно, как «баллоэлектрический эффект». Его можно наблюдать у водопадов, на побережьях, во время шторма над поверхностью воды, а также во время дождя. Известно также, что электризация достигает максимума при разбрызгивании чистой воды. Чем больше количество примесей, тем меньше баллоэлектрический эффект.

ионизация при увлажнении воздуха

Ионизированный воздух благотворно влияет на здоровье человека. К сожалению, не многие люди имеют возможность постоянно проживать на берегу моря или поблизости от водопадов и горных рек. Поэтому современная медицина использует в терапии различных заболеваний метод гидроаэроионизации, который искусственно воссоздаёт баллоэлектрический эффект. Попадая в организм, гидроаэроионы оказывают лечебный эффект на функционирование различных систем организма.

Согласно исследованиям, в городской среде естественный уровень аэроионов значительно ниже нормы. Это во многом связано с загрязнённостью воздуха, а также с большим количеством в наших домах изделий из пластика, который поглощает отрицательно заряженные частицы.

Поэтому естественная ионизация воздуха в доме при помощи распылительной системы адиабатического типа – отличный способ позаботиться о здоровье.