Увлажнение воздуха в системах вентиляции
Влажность воздуха напрямую влияет на микроклимат в помещении. Многие производственные и технологические процессы нуждаются в обеспечении оптимальных параметров влажности. Для эффективной работы систему увлажнения часто совмещают с системой вентиляции. Это актуально, например, на таких объектах как:
- Деревообрабатывающие предприятия
- Мебельные фабрики
- Музеи
- Библиотеки
- Архивы
- Текстильные производства
- Типографии
- Серверные станции
- Табачные фабрики
- Теплицы, оранжереи
- Грибные фермы
Мы поможем организовать вентиляцию с системой увлжнения: сделаем расчеты и проект, подберем и поставим оборудование.
В данной статье рассмотрим способы увлажнения воздуха в вентсистемах, а именно варианты обустройства системы канального увлажнения воздуха в уже созданной системе вентиляции, состоящей из приточно-вытяжной моноблочной установки, водяного или электрического канального воздухонагревателя и водяного охладителя. Чтобы данная вентсистема корректно работала с канальными увлажнителями воздуха, требуется дооснастить вентиляционные установки калориферами предварительного подогрева. Данные устройства обеспечат подачу в вентустановку уже теплого воздуха — это предотвратит выпадение конденсата и обмерзание рекуператора, которое бы происходило при встрече вытяжного влажного, теплого воздуха с холодным приточным воздушным потоком.
Вариант №1 — сотовый увлажнитель
Сотовые увлажнители работают по принципу адиабатического увлажнения — оно происходит без подвода внешнего тепла, насыщение воздуха влагой происходит с помощью испарения воды.
В конструкцию сотового увлажнителя входят:
- картридж;
- коллектор с форсунками;
- системы налива и слива;
- насос;
- автоматика;
- корпус из нержавеющей стали
Сотовый увлажнитель устанавливается в вентиляционный канал.
Из вентканала воздух подается в корпус увлажнителя, проходит через влажную насадку (картридж). Влага на поверхности насадки испаряется, а воздух увлажняется и охлаждается. Далее увлажненная воздушная масса подается в помещение.
Сотовый увлажнитель обычно оснащается выносным шкафом управления, посредством него реализуется управление и настройка увлажнителя. Конструкция корпуса позволяет производить обслуживание и ремонт увлажнителя по месту установки, без необходимости его демонтажа.
Сотовые увлажнители изготавливаются под различные формы сечения вентиляционного канала — круглые, прямоугольные, квадратные; под разные размеры вентиляционных каналов и типы присоединительных фланцев.
Поскольку сотовые увлажнители охлаждают воздух, в зимний период воздух после увлажнителя необходимо прогреть.
Основные преимущества сотового увлажнителя
- Низкое потребление (только на работу насоса)
- Низкий уровень шума
- Высокая эффективность тепломассообмена
- Компактная конструкция и малые размеры
- Высокие допустимые скорости воздуха
- Легкая замена и обслуживание фильтрующих картриджей
- Можно эксплуатировать без водоподготовки (в зависимости от качества воды).
- Фильтрация и очищение воздуха (грязь оседает на сотах, а потом сливается в поддон)
Основные недостатки сотового увлажнителя
- Возможность образования в поддоне микроорганизмов (при регулярном обслуживании риск исключается и это подтверждается сертификатом).
Вариант №2 — паровой увлажнитель
Паровой увлажнитель функционирует по принципу изотермического увлажнения — смешения водяного пара с потоком воздуха. В данных установках вода подогревается, переходит в газообразное состояние и подается в помещение.
Паровые увлажнители включают следующие элементы:
- парораспределительный коллектор;
- паровой цилиндр
- электроды;
- системы налива и слива;
- автоматика;
- корпус из нержавеющей стали;
- паропроводы.
Устанавливаются агрегаты в непосредственной близости с вентиляционной установкой. Парораспределитель подключается к воздуховоду, влажный воздух подмешивается к приточному.
Поддержание заданной относительной влажности в канале приточного воздуха осуществляется путем изменения количества подаваемого пара. Точность поддержания значения влажности составляет ±1%.
Подогрев приточного воздуха обычно реализуется до увлажняющей установки, вторично воздух в данном случае можно не подогревать — паровые увлажнители, в отличии от остальных, не охлаждают воздух.
Основные плюсы парового увлажнителя
- Высокие санитарно-гигиенические показатели увлажненного воздуха
- Отсутствие необходимости в подогреве после увлажнения
- Гибкое и точное управление
- Простой сервис
- Высокая надежность
- Можно эксплуатировать без водоподготовки (в зависимости от качества воды)
Ощутимый минус парового увлажнителя — самое высокое энергопотребление из всех увлажняющих устройств.
Вариант №3 — ультразвуковой канальный увлажнитель
Ультразвуковые увлажнители воздуха функционируют по принципу адиабатического увлажнения, то есть без подвода тепла.
В конструкции ультразвуковых канальных увлажнителей используется специальная ультразвуковая мембрана, вибрирующая с высокой частотой. На поверхности воды в результате вибрации образуются поперечные волны, на вершинах которых формируются и отрываются от поверхности капли воды, создающие туман, который разносится потоком приточного воздуха по вентиляционной системе.
Устанавливается такой увлажнитель в сеть воздуховодов в специальной секции.
Для настройки и поддержания параметров увлажнения в комплекте с увлажнителем поставляются шкафы управления. Датчик влажности измеряет влажность в помещении и передает данные в шкаф управления, тот, в свою очередь, регулирует работу увлажнителя для поддержания оптимальной влажности.
Воздух после увлажнения необходимо нагреть, поскольку процесс происходит с поглощением теплоты.
Основные плюсы ультразвукового канального увлажнителя
- Низкое энергопотребление
- Высокая точность поддержания уровня влажности
- Высокие санитарно-гигиенические показатели увлажненного воздуха — исключено образование микроорганизмов
Основные недостатки сотового увлажнителя
- Высокая стоимость оборудования
- Необходимость в предварительной подготовке воды (деминерализация)
- Систематическое обслуживание для дезинфекции (?)
Вариант №4 — увлажнитель с водяным распылением или форсуночный
Форсуночный (водяной) увлажнитель реализует процесс увлажнения при помощи распыления воды через специальные форсунки под высоким давлением. Вода поступает в воздух в виде мельчайшего аэрозоля с размером капель 20-40 мкм, создавая эффект тумана. Получившийся водяной туман, в зависимости от заданных условий, увлажняет и охлаждает воздух, или связывает мелкие пылевые частицы.
Устройство форсуночного увлажнителя:
- Линия образования и распыления водяного тумана — нейлоновый шланг высокого давления и распылительные форсунки
- Водяной насос высокого давления
- Выносной модуль контроля
Форсунки могут располагаться на рампе и монтироваться в воздуховод.
Одновременно с увлажнением происходит процесс поглощения теплоты, поэтому воздух следует после увлажнения нагреть.
Заданную влажность в канале приточного воздуха поддерживают изменением количества оборотов насоса высокого давления и отключением некоторого количества форсунок. Точность поддержания значения влажности в этой системе составляет ±5%.
Основные преимущества увлажнителей с водяным распылением
- Экономный расход воды и электроэнергии
- Не используется сжатый воздух.
- Высокое качество увлажненного воздуха, исключено образование микроорганизмов
- Низкие потери давления
Основные недостатки увлажнителей с водяным распылением
- Высокие требования к системе трубопроводов из-за повышенного давления
- Дорогое обслуживание
- Быстрый износ основных элементов.
Система водоподготовки
Любой тип увлажнителя требует обустройства системы для подготовки воды.
Часто используются системы фильтрации с обратным осмосом — с технологией очистки воды при которой вода под давлением проходит через синтетическую мембрану, задерживающую примерно 98% загрязняющих веществ, солей и примесей.
Наиболее важные показатели, за которыми необходимо следить:
- Общее количество растворенных в воде твердых веществ(Total Dissolved Solids, TDS)
- Общая жесткость (Total Hardness, TH)
- Сухой остаток при 180°С(Dry residue at 180°C, R180)
- Кислотность и щелочность(Acidity and alkalinity, pH)
- Хлориды(Chlorides, Cl-)
- Железо + Марганец(Iron + Manganese, Fe + Mn)
- Диоксид кремния(Silica, SiO2)
Сравнение цен систем канального увлажнения
Сравним стоимость различных видов канального увлажнения. Для примера представим, что на объекте установлена вентиляционная установка Swegon Gold RX30CKT.
Сравнительная таблица представляет собой свод основных технических данных и стоимостей представленных выше систем увлажнения.
Обращаем внимание, что в таблице в графе цена представлены не цены отдельных увлажнителей, а стоимость комплекса оборудования, необходимого для создания климатической системы с поддержанием влажности в зимний период года (без учета трубопроводов, линий питания и управления, крепежных и расходных материалов), который включает следующие элементы и системы:
- предфильтр, калорифер предварительного подогрева, его аксессуары и автоматика,
- калорифер второго подогрева, его аксессуары и автоматика,
- общая система управления,
- система водоподготовки,
- система увлажнения.
Стоимость монтажных работ и обслуживания в стоимость не входит.
Тип увлажнителя |
Потребляемая электроэнергия |
Расход подготовленной воды (кг/час) |
Расход моментальный технической воды (кг/мин) |
Расход тепла на предподогрев и второй нагрев, кВт |
Цена системы увлажнения (EUR) |
Swegon Gold RX30CKT |
|||||
Сотовый увлажнитель (Munters) |
0,05 кВт (230 В/400 В, 50 Гц) |
46,2 |
- |
58,4 |
32 108 |
Паровой увлажнитель (Carel) |
40,0 кВт (400 В, 50 Гц) |
47,7 |
52,5 |
36,4 |
22 488 |
Ультразвуковой увлажнитель (Carel) |
2,8 кВт (230 В, 50 Гц) |
42,4 |
- |
58,4 |
58 442 |
Увлажнитель с водяным распылением (Carel) * |
0,475 кВт (230 В, 50 Гц) |
51,7 |
- |
58,4 |
36 409 |