Как выбрать увлажнитель воздуха

Для комфортного пребывания человека в закрытом помещении необходимы как минимум три показателя: температура воздуха в помещении, влажность воздуха в помещении и скорость воздуха в помещении. Остановимся на одном из этих показателей – влажность.

Для создания необходимого уровня относительной влажности воздуха существует множество приборов. Самый простой – бытовой увлажнитель воздуха. В его основе лежит ультразвуковой датчик, который разбивает молекулы воды в мелкодисперсное состояние. Немного реже применяются мойки воздуха, которые сочетают в себе и очистку воздуха от примесей, и увлажнение. В мойках воздуха применяется несколько другой способ увлажнения воздуха. Через большую смоченную водой поверхность проходит поток воздуха, частично вода испаряется и с влажным воздухом поступает в помещение. В обоих случаях в прибор заливается определенное количество воды, а когда вода заканчивается, прибор отключается. Производительность у подобного типа приборов составляет от 0,25 кг/ч до 0,55 кг/ч, что является достаточным для помещений от 25 до 35 кв. м.

Периодический долив воды – это не всегда удобно, поэтому можно рекомендовать увлажнители воздуха промышленного типа. Их производительность достаточно высокая, а если воспользоваться оборудованием с низкой производительностью, то его можно применять и для бытового использования. Это могут быть как городские квартиры, так и загородные дома, коттеджи. Основное отличие промышленных увлажнителей от бытовых состоит в том, что промышленные увлажнители устанавливаются в определенное место, к ним подключается постоянный подвод воды и обязательно подключение к канализации.

Основы расчета производительности увлажнителя

Для правильного подбора увлажнителя необходимо знать его требуемую производительность по воздуху. Это может быть офисное помещение, коттедж, загородный дом, квартира. В случае подбора увлажнителя для производственных помещений в формуле его расчета корректировочный коэффициент Y не учитывается.

Методика расчета производительности увлажнителя воздуха

Как упоминалось ранее производительность промышленных увлажнителей выше, чем у бытовых и лежит в пределах от 1 кг/ч до 600 кг/г. Каждое помещение, которое подлежит расчёту для установки увлажнителя, имеет свою индивидуальность, что, в свою очередь, требует внимательного подхода к расчетам. 
 
Так, например, следует знать следующие параметры:
  • какая влажность нужна в помещении при заданном значении температуры; 
  • при какой температуре и влажности наружного воздуха планируется использовать увлажнитель; 
  • если есть принудительный приток воздуха (вентиляция), то ее производительность; 
  • объем помещения, планируемого для увлажнения. 
Расчет количества влаги, которое требуется для увлажнения воздуха в данном помещении, кг/г;

Q=[L х 1,17 х (Х2 – Х1)/1000] + Y, кг/г 
где
Q - количество влаги, которое требуется для увлажнения воздуха в данном помещении, кг/г;
1,17 – коэффициент, учитывающий плотность воздуха, кг/м3 (принимается при температуре воздуха 21 °С и давлении 99 кПа); 
Х1 – абсолютная влажность приточного воздуха при худших условиях эксплуатации (влагосодержание), г/кг, (принимается для зимнего периода года);
Х2 – абсолютная влажность увлажненного воздуха при заданной температуре воздуха в помещении, г/кг;
Y – коэффициент, учитывающий другие факторы;
L – производительность принудительной вентиляции м3/ч;

L=V х N, м3/ч,
где
V – объем помещения, которое требует увлажнения, м3 
N – кратность циркуляции воздуха (принимается от 0,5 до 2,0).

Пример определения абсолютной влажности по i-d-диаграмме

Порядок работы и определения основных показателей воздуха по i-d диаграмме.

Исходные данные:
  • объем помещения - 270 м3 (площадь 90 м2 и высота потолка 3 м);
  • необходимая температура воздуха в помещении - плюс 24 °С;
  • необходимая влажность воздуха в помещении - 40%;
  • температура наружного воздуха – минус 20 °С.
Конечный результат:
- определить количество влаги, необходимой для поддержания в данном помещении необходимой влажности.

На i-d диаграмме на горизонтальной оси абсцисс находим температуру 24 °С. Из точки соответствующей значению 24 °С проводим вертикальную линию до пересечения с кривой, требуемой влажности - 40%, (точка А). Из точки (А) проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной линией ординат, линией влагосодержания, (точка Б). Числовое значение точки (Б) соответствует необходимому значению влагосодержанию.

В нашем случае: при температуре воздуха в помещении 24 °С и требуемой влажности воздуха 40% влагосодержание должно составлять 7,4 г/кг.
При наружной температуре ниже минус 10 °С можно принимать влагосодержание 0,5 г/кг.

Далее вычисляем количество влаги, которое требуется для увлажнения воздуха в данном помещении (Q) при условии отсутствия принудительного притока воздуха (N=1).

L=V х N = (90х3) х 1 = 270 м3/ч ,
тогда
Q=[L х 1,17 х (Х2 – Х1)/1000] + Y=[270 х 1,17 х (7,4 – 0,5)/1000] + 0=2,18 кг/ч.
Для помещения объемом 270 м3 с приточной вентиляцией с L=405 м3/ч. при N=1,5

L=V х N = (90х3) х 1,5 = 405 м3/ч ,
Q=[L х 1,17 х (Х2 – Х1)/1000] + Y=[405 х 1,17 х (7,4 – 0,5)/1000] + 0=3,27 кг/ч.
Для помещения объемом 360 м3 с приточной вентиляцией с L=720 м3/ч. при N=2

L=V х N = (120х3) х 2 = 720 м3/ч ,
Q=[L х 1,17 х (Х2 – Х1)/1000] + Y=[720 х 1,17 х (7,4 – 0,5)/1000] + 0=5,81 кг/ч. 
 
После того как рассчитали количество необходимой влаги, следует перейти к подбору типа увлажнителя.

Типы промышленных увлажнителей

Ранее была подробно описана работа бытовых увлажнителей. Промышленные же увлажнители имеют более широкий модельный ряд и кроме производительности отличаются еще и по принципу получения пара. 

Промышленные увлажнители можно условно разделить на два вида:
  • изотермические; 
  • адиабатические. 

Изотермические увлажнители тоже можно условно разделить по принципу нагрева воды:
  • за счет подвода тепла с помощью нагревательного элемента – «кипятильника»; 
  • за счет двух электродов опущенных в воду (за счет электропроводности); 
  • за счет сжигания горючих материалов (например, газовые). 
 
В первых двух случаях нагрев до состояния кипения воды происходит за счет электрической энергии, которая, каким-либо способом, нагревает воду, превращая ее в пар. Отличие состоит в требованиях к составу воды. Если в случае с «кипятильником» вода может быть с любым составом солей, то в случае использования увлажнителя с электродами вода должна обладать электропроводимостью 75 – 1250 мкС, но жесткость воды не более 40° (соответственно 400 мг/л CaCO3). Тепло, которое нагревает воду, также может быть получено за счет сжигания каких-либо горючих материалов, чаще всего газа. При горении газ нагревает воду до состояния кипения и в состоянии пара она поступает в помещение, в котором требуется увлажнение. 
 
Адиабатические увлажнители также можно разделить на следующие группы:
  • ультразвуковые; 
  • дисковые; 
  • распылительные. 
 
Во всех адиабатических увлажнителях вода преобразуется в мелкодисперсное состояние и подается в помещение. Так в ультразвуковых увлажнителях специальный датчик, за счет своих колебаний, доводит воду до состояния водяного тумана. В дисковых увлажнителях вода подается на вращающийся диск и с потоком воздуха в мелкодисперсном состоянии выходит из увлажнителя. Адиабатические увлажнители распылительного типа – это увлажнители высокого давления, где распыление воды происходит за счет ее подачи, совместно с воздухом, под большим давлением, что также превращает воду в мелкодисперсное состояние. Во всех случаях в адиабатических увлажнителях может использоваться любой тип воды, но следует помнить, что вода с большим содержанием солей, оседая на различных поверхностях, может образовывать белый тяжело смываемый налет.