Systemy osuszania Cz. 1. Wytyczne dla kompleksowego doboru
Ocena użytkowników: / 3
SłabyŚwietny 
Data dodania: 19.01.2016

Dobór osuszania jako złożony proces powinien uwzględniać wiele czynników wpływających na zyski wilgoci w określonym pomieszczeniu. Jest niezmiernie istotny, gdyż bardzo często systemy osuszania biorą czynny udział w procesach produkcyjnych poprzez odpowiednie przygotowanie powietrza w określonej kubaturze.

 


Kiedy osuszanie jest potrzebne ?

 

Korozja elementów stalowych


Szczególnie niewskazane jest zjawisko korozji elementów stalowych konstrukcji przy magazynowaniu produktów goto- wych oraz półproduktów, w trakcie eksploatowania budynków, np. lodowiska, przemysł. W celu uzyskania pełnego zabezpieczenia należy zapewnić obniżenie wilgotności otaczającego powietrza poniżej 50%. Korozji spada do bardzo niskiego poziomu przy wilgotności poniżej 60%, a przy wartości poniżej 40% prawie nie występuje.

 


Wykraplanie się wody


W wielu przypadkach m.in. na stacjach wodociągowych dochodzi do sytuacji, w której temperatura powierzchni elementów instalacji jest niższa niż temperatura punktu rosy otaczającego powietrza. Powoduje to wykroplenie się wody i niszczenie wyposażenia obiektu. Aby zapobiec temu zjawisku, konieczne jest osuszenie powietrza, celem utrzymania temperatury rosy poniżej temperatury powierzchni „zimnych” elementów. W przemyśle spożywczym wykroplenie może wynikać ze współczynnika ubytku masy, wtedy gdy gorący produkt trafia np. do wstępnego wychłodzenia (np. przemysł mięsny).

 


Oszranianie

 

Podobnie jak w przypadku wykraplania zjawisko to występuje, gdy temperatura powierzchni elementów jest niższa niż temperatura punktu rosy a dodatkowo jest niższa od zera, czyli temperatury zamarzania. Oczywiście skutkować to będzie powstawaniem lodu na powierzchniach (np. w chłodniach przyczynia się do spadku wydajności chłodniczej, stwarzając jednocześnie zagrożenie związane z możliwością poślizgnięcia się na zalodzonych rampach załadowczych). Również w tym przypadku konieczne jest osuszenie powietrza, celem utrzymania temperatury rosy poniżej temperatury powierzchni „zimnych” elementów. Aby tak się stało należy w temperaturze, niejednokrotnie ujemnej utrzymać bardzo niski poziom bezwzględnej zawartości wilgoci w powietrzu, co zawęża urządzenia możliwe do zastosowania (osuszacze adsorpcyjne).

 

 

Zbrylanie się materiałów


Duża cześć spośród produktów spożywczych, środków farmaceutycznych oraz granulatów wykorzystywanych przy produkcji elementów z tworzyw sztucznych, aby mogły pozostać w stanie sypkim lub „suchym” muszą mieć zapewnione odpowiednie warunki wilgotnościowe, kiedy to nie będzie przekraczana określona wilgotność względna. Większość produktów higroskopijnych nie pochłania wilgoci przy powietrzu o wilgot- ności poniżej 50%, jednak niektóre wymagają parametrów nawet poniżej 15%.

 

 

Pleśń i grzyb powstające w warunkach zbyt dużej wilgotności

 

Wilgoć, z reguły powyżej 70%, powoduje powstawanie pleśni i sprzyja rozwojowi „grzyba”. Zjawisko to występuje bardzo często przy zbyt szczelnych pomieszczeniach, w których nie ma odpowiedniej wymiany powietrza, jednak zwią- zane jest to przede wszystkim ze zbyt wysokim poziomem wilgotności względnej.

 

 

Rozwój bakterii

 

Bakterie do swojego rozwoju i podtrzymania procesów życiowych potrzebują wilgoci. Wilgoć jest zawsze zawarta we wszelkich produktach.

 

 

Przykre zapachy

 

Przykre zapachy związane są głównie z rozwojem różnego rodzaju bakterii, grzybów. Zatem zgodnie z tym, co wcześniej wspomniano, aby zapewnić brak przykrego zapachu należy utrzymać wilgotność poniżej 50%.

 

 

Nadmiar wody wprowadzony w trakcie prac budowlanych

 


W procesie budowlanym większa cześć użytych materiałów zawiera spore ilości wody, które należy usunąć, aby kontynu- ować dalsze prace.

 

 

Dobór systemu osuszania

 


Parametry pomieszczenia

 

Pierwszym krokiem jest ustalenie kubatury, którą będziemy osuszać i tutaj pojawia się najbardziej podstawowy podział na kubaturę otwartą i zamkniętą. Pierwszą z nich charakteryzuje brak ciągłych, stałych zysków wilgoci. Powoduje to, że w zasadzie każdy osuszacz jest w stanie doprowadzić do parametrów docelowych. Wielkością decydującą o doborze osuszacza będzie w tym przypadku czas, w którym osuszacz może odprowadzić wejściowy nadmiar wilgoci, aż do momentu uzyskania wymaganego jej poziomu.

 

W kubaturze zamkniętej zaś, występują ciągłe zyski wilgoci. Zatem o doborze osuszacza decyduje wielkość tych zysków, które powinny być skutecznie usunięte.

 

Na tym etapie również niezmiernie ważne jest ustalenie parametrów początkowych i parametrów docelowych oraz czasu, po którym system osuszania będzie miał osiągnąć parametry końcowe.

 

 

Parametry początkowe

 

Ustalamy aktualną wartość temperatury i wilgotność w pomieszczeniu, które ma być obsługiwane przez system osuszania. W tym miejscu również mogły by się pojawić wartości uśrednione, które powinny być podane przez Inwestora.

 

 

Parametry końcowe

 

Są to parametry, które powinny być osiągnięte przez system osuszania po określonym przez Inwestora czasie od punktu wyjścia czyli parametrów początkowych. Zatem nie wystarczy ustalić temperaturę i wilgotność również trzeba precyzyjnie określić przedział czasowy, w którym system osuszania będzie miał osiągnąć parametry końcowe. Bardzo często celem osu- szania jest jak najszybsze osiągniecie docelowego parametru wilgotności, wtedy do obliczeń przyjmuje się minimalną wartość czyli jedną godzinę.

 

 

2015 12 43 1


Rys. 1. Odczyt zawartości wilgoci dla parametrów początkowych (Xp = 13,6 g/kg)

 

 

2015 12 43 2

Rys. 2. Odczyt zawartości wilgoci dla parametrów końcowych (Xk = 6,0 g/kg)

 

 

Obliczanie zysków wilgoci

 


1. Ustalamy kubaturę przeznaczoną do osuszania
Pomieszczenie produkcyjne, zamknięte o kubaturze K = 2000 m3.

 

2. Ustalamy aktualne parametry temperatury i wilgotności, parametry początkowe

Temperatura pomieszczenia tp = 20°C,

Wilgotność względna początkowa φp = 90%.

 

3. Ustalamy docelowe parametry, które ma osiągnąć system osuszania, parametry końcowe

Temperatura docelowa tk = 20°C,

Wilgotność względna docelowa φk = 40%.

 

4. Ustalamy minimalny czas, po którym system osuszania ma osiągnąć parametry końcowe

Wymagany czas osuszania t = 3 h.

 

5. Z wykresu Moliera odczytujemy zawartość wilgoci w powietrzu dla warunków początkowych i końcowych

 

6. Obliczanie różnicy zawartości wilgoci

Δx = Xp – Xk

Δx=13,6–6,0=7,6g/kg

 

7. Obliczenie masy powietrza

Kubatura pomieszczenia (objętość powietrza) wynosi 2000 m3, co daje nam sumaryczną masę powietrza

 

Masa powietrza

M= K x ρ

gdzie:

k – kubatura pomieszczenia [m3],

ρ – gęstość powietrza [kg/m3].

 

M = 2000 · 1,2 = 2400 kg

 

8. Obliczenie ilości wody do usunięcia

Zatem ilość wody do usunięcia obliczamy ze wzoru:

 

w = M · Δx / 1000

gdzie:

M – masa powietrza [kg],

Δx – różnica zawartości wilgoci [g/kg].

w=2400·7,6/1000=18,24kg

 

 

9. Wymagana wydajność osuszacza

Obliczona ilość wody do usuniecia należy podzielić przez czas, który został ustalony na wstępie, aby obliczyć wydatek osusza- cza na jedną godzinę.

W = w /t

W = 18,24 / 3 = 6,08 kg/1h = 145,92 kg/24h

 

Obliczenia dodatkowe


(...)

 

Zyski wilgoci wynikające z charakteru produkcji, przykłady zastosowania


(...)

 

Niwelowanie zysków wilgoci wynikających ze współczynnika ubytku masy


(...)


Stworzenie odpowiednich parametrów powietrza na etapie produkcji


(...)

 

Stworzenie odpowiednich parametrów powietrza na etapie przechowywania, magazynowania


(...)

 

Zyski wilgoci od ludzi


Jeśli ilość ludzi dla danego pomieszczenia będzie miała ulec zmianie, w zależności od charakteru pracy, należy dokonać ob- liczeń zgodnie z powyższą tabelą.


Zyski wilgoci od wentylacji


W = K · n · ρ · (xz - xw)

gdzie:

W – zyski wilgoci od wentylacji [g/kg],

K – kubatura pomieszczenia [m3],

n – ilość wymian [wym./h],


ρ – gęstość powietrza [kg/m3],

xz – zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym lub nawiewanym [g/kg],

xw – zawartość wilgoci w powietrzu wewnętrznym [g/kg].

 

lub

W = V · ρ · (xz - xw)

gdzie:

W – zyski wilgoci od wentylacji [g/kg],

V – wydatek powietrza systemu wentylacji [m3/h],

ρ – gęstość powietrza [kg/m3],

xz – zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym lub nawiewanym [g/kg],

xw – zawartość wilgoci w powietrzu wewnętrznym [g/kg].

 

W przypadku, gdy ilość wymian będzie niewiadomą i nie będzie można jednoznacznie ustalić tej wartości, należy przyjąć następujące wielkość w zależności od rodzaju pomiesz- czenia.

 

Zyski wilgoci od otwartych zbiorników wodnych

 

Wzór wg Recknagla

W = σ · A · (x" – x)

gdzie:

W – zyski wilgoci od zbiornika wodnego,

σ – współczynnik przejmowania masy [kg/(m2 · h)]:

σ = 10 – dla wody spokojnej, pływalnie domowe,

σ = 20 – przy umiarkowanym ruchu wody, pływalnie kryte ogólnego przeznaczenia,

σ = 30 – przy burzliwym ruchu wody, pływalnie ze sztuczną falą,

A – powierzchnia zbiornika wodnego [m2],

x" – zawartość wilgoci w nasyconym powietrzu o temperaturze wody [g/kg],

x – zawartość wilgoci w powietrzu o parametrach tw, φp [g/kg],

tw –temperaturapowietrzawpomieszczeniu,

φp – wilgotność powietrza w pomieszczeniu.

 

 

2015 12 45 1

 

 

2015 12 45 2

***

 

Koniec części pierwszej. W drugiej części skupimy się na omówieniu sposobów osuszania kubatury zamkniętej.

 

 

Tomasz LABUDA

inżynier produktu, Klima-Therm

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.