Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Nawilżanie powietrza w układach wentylacyjno-klimatyzacyjnych
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Data dodania: 05.08.2016

Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Maksymalna wilgotność, czyli maksymalna ilość pary wodnej zawartej w określonej ilości powietrza jest silnie powiązana z temperaturą powietrza. Im wyższa temperatura powietrza, tym więcej pary wodnej może się w nim znajdować. Przekroczenie maksymalnej wilgotności (np. w wyniku obniżenia temperatury powietrza) powoduje skraplanie się pary wodnej.

 

 

 2016 07 40 1

HydroBasic. Fot.: Airtec® A/S

 

 

W technice klimatyzacyjnej wilgotność charakteryzują głównie poniższe parametry: 

  • wilgotność bezwzględna – czyli masa pary wodnej zawarta w 1 m3 powietrza,
  • wilgotność właściwa – masa pary wodnej wyrażona w gramach przypadająca na 1 kg powietrza (powietrza razem z parą wodną),
  • wilgotność względna – wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze.

 

Suche powietrze odbierane jest przez użytkowników jako niekomfortowe. Wilgotność względna w zależności od temperatury pomieszczenia powinna zawierać się w przedziale 40÷65%. Gdy wartość ta nie może być osiągnięta w naturalny sposób, należy zastosować nawilżanie powietrza. Wilgotność powietrza jest również bardzo istotna dla poprawnego przebiegu wielu procesów technologicznych w przemyśle. W przypadku przemysłu wysokich technologii wpływ zmian wilgotności powietrza ma duży wpływ na poprawność i wydajność procesu. Również w drukarniach, czy papierniach parametr wilgotności jest dokładnie monitorowany i regulowany.

 

 

2016 07 41 1

Rys. 1. Proces parowego nawilżania powietrza

 

2016 07 41 2

Rys. 2. Adiabatyczne nawilżanie powietrza wodą

 

 

Sposoby nawilżania powietrza

 

Systemy nawilżania powietrza w układach klimatyzacji, realizują proces nawilżania głównie na dwa sposoby – za pomocą wody lub pary wodnej. W obu przypadkach nawilżanie polega na rozpraszaniu wody lub pary wodnej w komorach lub kanałach, bezpośrednio w strumień przepływającego powietrza.

 

Nawilżanie parowe stosowane jest najczęściej w klimatyzacji komfortu, głównie w instalacjach w hotelach oraz biurowcach. Proces nawilżania powietrza polega na dostarczeniu wytworzonej wcześniej pary wodnej do kanałów wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych (nawilżacze kanałowe) lub za pomocą elementów nawilżających bezpośrednio do otwartej przestrzeni (nawilżacze pomieszczeniowe). W niektórych obiektach jak np. w szpitalach lub przemyśle istniejąca instalacja parowa wykorzystywana jest do nawilżania powietrza. 

 

Nawilżanie powietrza wodą realizowane jest z wykorzystaniem zjawiska wymiany ciepła i masy, czyli parowania dyfuzyjnego z powierzchni wody. W procesie tym stosowane są komory zraszania i złoża zraszane lub za pomocą dysz rozpraszających wodę na drobne krople (mgłę wodną). Woda w postaci pary łączy się z powietrzem, oddając mu ciepło „utajone”. Powietrze jest w ten sposób nawilżane i chłodzone, a entalpia tego procesu praktycznie nie ulega zmianie. Z tego powodu proces wymiany ciepła i wilgoci nazywamy adiabatycznym. Zaletą tych układów jest ich cena oraz prostota obsługi i eksploatacji. Wady to możliwość wzrostu bakterii i mikroorganizmów.

 

Nawilżacze w zależności od tego, z którego powyżej przedstawionego procesu korzystają dzielą się na: 

  • nawilżacze adiabatyczne – podczas tego procesu wykorzystywana jest rozpylona woda;
  • nawilżacze izotermiczne – proces nawilżania odbywa się za pomocą pary wytworzonej w procesie wrzenia wody zgromadzonej w specjalnych urządzeniach.

 

Obliczenie wymaganej wydajności nawilżania wykonuje się według poniższego równania:

 

W = ρ · V · (X2 – X1) · 10-3 [kg/h]

 

gdzie: 

W – wymagana wydajność nawilżania [kg/h],

ρ – ciężar właściwy powietrza 1,15 [kg/m3],

V – strumień powietrza świeżego [m3/h],

X2 – wilgotność właściwa powietrza po nawilżaniu [g/kg],

X1 – wilgotność właściwa powietrza świeżego [g/kg].

 

 

2016 07 41 3

 

 

Przegląd wybranych nawilżaczy powietrza

 

Nawilżacz wodny adiabatyczny kontaktowy 

 

W zależności od producenta nawilżacze wyparne ze złożem zraszanym różnią się od siebie konstrukcją oraz wykorzystanym materiałem higroskopijnym (tabela. 1). Najprostszą konstrukcją jest nawilżacz wyparny o złożu swobodnym (miękkim). Złoże wykonane jest z prostego materiału jak wióry drewniane, gąbka czy plastikowe włóknina. Woda pompowana jest i rozlewana na złoże, po którym ścieka, a jej nadmiar trafi a do tacy ociekowej, z której jest ponownie pompowana i uzupełniana o odparowaną ilość.

 

Bardziej zaawansowanym elementem wyparnym jest nawilżacz o złożu sztywnym. Złoże, które tworzy sieć kanałów powietrznych i wodnych wykonane jest z celulozy, papieru woskowanego, tworzywa sztucznego lub włókna szklanego. Podzespoły i zasada działania chłodnicy o złożu miękkim i sztywnym jest podobna.

 

 

2016 07 42 2

Rys. 3. Dysza nawilżacza JetSpray w zakładzie obróbki drewna

 

 

Kolejnym rodzajem wykonania nawilżacza wyparnego bezpośredniego jest nawilżacz rotacyjny. Składa się ona zazwyczaj z dwóch sekcji: nawilżania i nawiewnej. W sekcji nawilżania woda rozpraszana jest poprzez wirujący dysk. Krople porywane są przez powietrze, a ich nadmiar nawilża warstwę złoża. System ten zużywa wprawdzie więcej energii elektrycznej, ale wirujący dysk skutecznie dystrybuuje wodę i tworzy film wodny, co zwiększa sprawność systemu adiabatycznego.

 

Nawilżacz wyparny bezpośredni wykonany może być również z wirującym rotorem, którego złoże nawilża się zanurzając w wodzie. Zaletą tego rozwiązania jest brak systemu obiegowego wody i natryskowego. Potrzebna jest jednak dodatkowa energia elektryczna dla obracającego się rotora.

 

 

2016 07 42 1

 

 

Nawilżacz mgłowy

 

(...)

 

Nawilżacze parowe

 

(...)

 

Podsumowanie

 

Wilgotność względna w zależności od temperatury pomieszczenia powinna zawierać się w przedziale 40÷65%, w okresie zimowym jednak nie więcej jak 50%. W przypadku, gdy wilgotność względna powietrza spada poniżej 30% nie jest to bezpośrednio odbierane jako niekomfortowe. Jednak może mieć to negatywny wpływ na zdrowie, np. suchość w ustach, suche przegrody nosowe, podrażnienie spojówek.

 

W klimacie umiarkowanym w jakim znajduje się Polska, problemy ze zbyt małą wilgotnością występują jedynie zimą. Ciepłe powietrze zawiera znacznie więcej pary wodnej jak zimne powietrze. Gdy zimą pomieszczenia są wentylowane, powietrze zewnętrzne jest ogrzewane, przez co maleje względna wilgotność tego powietrza (tabela 3.).

 

 

2016 07 43 1

 

 

Stosowanych jest wiele metod nawilżania powietrza. Zasadniczo rozróżnia się centralne i rozproszone systemy nawilżania powietrza. Centralne systemy nawilżania znajdują się w instalacjach wentylacyjnych. Rozróżnia się tutaj:

  •  nawilżacze wodny adiabatyczne,
  •  nawilżacze ultradźwiękowe,
  •  nawilżacze parowe

 

W instalacjach rozproszonych lub mobilnych nawilżaczach rozróżnia się:

  •  nawilżacze parowe,
  •  nawilżacze wodne mgłowe,
  •  nawilżacze wodne zimne

 

Niezależnie od konstrukcji ważne jest, aby nawilżacz powietrza był użytkowany w taki sposób, aby nie stanowił zagrożenia higienicznego.

 

Dyskutowane naturalne sposoby nawilżania powietrza jak otwarte powierzchnie parującej wody oraz roślinność w pomieszczeniu w bardzo niewielki sposób regulują zawartość wilgoci w powietrzu wewnętrznym co obrazuje tabela 4.

 

 

2016 07 43 2

 

 

dr inż. Maciej DANIELAK
Kierownik Działu Sprzedaży,
Kampmann w Polsce

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

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.