Системы увлажнения воздуха Buhler-AHS

Содержание

Что такое влажность?

Ультразвуковой увлажнитель или форсуночный? — Сравнение ультразвукового увлажнителя и системы высокого давления

Влажность – это насыщение воздуха молекулами воды, называемыми «водяным газом » или паром.

Наличие «воды» в помещении – мокрые полы, стены, лужи, и даже капли тумана, висящие в воздухе, – никак не определяют влажность воздуха. Это — сырость, а не влажность.

Понятие влажность и сырость надо различать.

Широкий выбор форсунок для мелкодисперсного распыления, регуляторов влажности воздуха, систем клапанов, устройств управления и многих других компонентов

Введение

Мы предлагаем большой выбор надежных и экономичных компонентов и комплектов оборудования для увлажнения, которые без особых усилий могут быть подсоединены к существующим воздушным и жидкостным магистралям. В поставляемые нами комплекты входит все необходимое за исключением труб и электрических проводов. Мы предлагаем технические решения для повышения влажности воздуха, добавления влаги в емкости для лакокрасочных материалов с целью сокращения бразования искр, увлажнения небольших пространств и выполнения многих других задач.

Типовые решения

  • Двухфазные Форсунки: ассортимент представлен форсунками для подачи воды самотеком и под давлением, обеспечивающими эффективное увлажнение и низкую стоимость установки и эксплуатации
  • MiniFogger III: форсунки MiniFogger идеально подходят для небольших труднодоступных пространств. Благодаря компактной конструкции и малому весу они могут быть легко установлены в угловой нише, на стене или на потолке, обеспечивая экономичное и эффективное увлажнение
  • Увлажняющие форсунки AirJet®: обеспечивают поддержание качественного тумана в больших открытых пространствах. Форсунки данного типа отличаются высокой гибкостью и надежностью в эксплуатации, благодаря защищающей от засорения конструкции, и простотой техобслуживания
  • Комплекты оборудования для увлажнения: состоящие из набора двухфазных форсунок, системы клапанов, регулятора влажности и элементов управления помогут Вам обеспечить эффективный контроль влажностью, пользуясь при этом всеми преимуществами сотрудничества с одним поставщиком

СИСТЕМУ НЕ ВИДИШЬ? А ОНА ЕСТЬ!

Оборудование системы прямого увлажнения монтируется на этапе отделочных работ параллельно с электрическими коммуникациями и сантехникой. Система водоподготовки с фильтрами, насос и блок управления устанавливаются в отдельном монтажном коробе, трубопроводы скрываются за потолком. По окончанию всех отделочных работ, наличие системы увлажнения воздуха «выдают» только форсунки на потолке (небольшие цилиндры 9х40 мм) и регуляторы-гигростаты (размером примерно как регулятор теплого пола) на стене.

Интересно, что систему увлажнения воздуха можно установить и после окончания отделочных работ. Конечно, в такой ситуации требуется предварительно проводить необходимые консультации со специалистами сервисной компании-установщика.

Как повысить влажность воздуха?

Согласно законам физики, переход вещества из жидкого состояния в газообразное происходит под воздействием тепла. То есть необходимо разорвать межмолекулярные связи, чтобы молекулы воды Н2О оторвались от жидкости и «растворились» в воздухе.
Процесс отрыва молекул воды от поверхности жидкости и называется испарением.

ЧИСТАЯ ВОДА

Одна из проблем систем увлажнений воздуха — белый налет, который остается после высыхания распыляемой воды. Дело в том, что вода всегда содержит соли щелочноземельных металлов, которые и оставляют пятна и разводы, особенно заметные на темных поверхностях, на полу и мебели.

Чтобы избежать их выпадения, в системе увлажнения воздуха Airwet используется многоступенчатый узел водоподготовки. Компактная система очистки воды состоит из блока фильтров со степенью фильтрации частиц размером 5 — 20 мкм. Эти фильтры удаляют из воды частицы оксида железа (ржавчину), хлор, частицы песка — все, что поступает в систему с водой из водопроводных труб или индивидуальной скважины.

После фильтров вода поступает в обратноосмотическую мембрану. Мембрана устроена таким образом, что через нее могут проходить только молекулы воды, а остаточные загрязнения, растворенные в воде соли и даже вирусы и бактерии дренируются в канализацию. В итоге вода идеально (степень фильтрации >98%) очищается на молекулярном уровне и накапливается в мембранном баке.

Далее полностью очищенная от всех примесей вода без контакта с внешней средой поступает в блок высокого давления. В результате, система увлажнения Airwet распыляет в увлажняемых помещениях абсолютно чистую воду, которая уже не оставляет никаких следов ни на мебели ни на других поверхностях после высыхания. К тому же, распыляемый аэрозоль связывает взвешенную в воздухе пыль, очищая его и делая полезным для дыхания. Ведь чем воздух более влажный, тем меньше воды будет расходовать человек при дыхании для его доувлажнения до 100%, необходимых организму для нормального газообмена в легких.

А вот в обычных увлажнителях нет очистных фильтров и вода постоянно находится в контакте с пыльным воздухом, соответственно, и различные микроорганизмы, в том числе аллергены и вредоносные бактерии, разводятся в них с огромной скоростью, а потом испаряются в воздух комнаты.

Технически поднять влажность возможно разными устройствами:

  • Парообразователь (парогенератор). Процесс изотермический. Происходит при нагреве и кипении воды.
  • Ультразвуковой увлажнитель. Процесс адиабатический. Тепло для процесса испарения «отбирается» из окружающего воздуха. Вода – испаряется, влажность растёт, а воздух становится «холоднее» — идеальное сочетание для выращивания грибов.
  • Форсунки (увлажнитель высокого давления). Испарение воды тоже проихсодит по адиабате.

Особенности увлажнителей:

Парогенератор — Парообразователь

Парообразователи (парогенераторы) — производит водяной газ (пар) в чистом виде. Поэтому они имеют возможность максимально поднимать влажность. Но для некоторых производств (например грибоводства) имеют ряд недостатков:

  • Требует обязательной водоподготовки, затраты на которую соизмеримы по стоимости с получением пара
  • Инертная система требует разогрева котла (не позволяет быстро получить пар)
  • И самое главное — в 20 раз энергозатратнее, чем аналогичные ультразвуковые увлажнители

Промышленный ультразвуковой увлажнитель — Ультразвуковой увлажнитель

Ультразвуковые увлажнители воздуха — Они занимают 2-е место, после паровых увлажнителей по способности стабильно поддерживать влажность. Преимущества Ультразвукового увлажнителя или генератора холодного тумана:

  • Создают каплю 1-5 микрон
  • Способны поднять и стабильно поддерживать влажность до 90-95%
  • Снижают температуру в помещении
  • Водоподготовка сравнительно не дорогая
  • Быстрое получение тумана
  • Возможность работы в прерывистом интервальном режиме (минута через минуту)
  • Сравнительно небольшие энергозатраты

Для грибоводов, это самый популярный на сегодняшний день вариант для поддержания высокого уровня влажности при выращивании грибов в небольших камерах плодоношения до 100-150 м2.

Форсуночные увлажнители высокого давления — Очень часто устанавливаются в больших промышленных помещениях. Имеют особенности:

  • Создают каплю 20-40 микрон
  • Необходимы сильные воздушные потоки для удержания капли в воздухе
  • Поднимают влажность только до 80-85%
  • Снижают температуру в помещении
  • Водоподготовка сравнительно не дорогая
  • Возможность работы в прерывистом интервальном режиме (минута через минуту)
  • Поднимают «сырость» — капли оседают на поверхностях
  • Самые низкие энергозатраты
  • Рентабельны при установке на площадях от 200-300 метров

Как происходит процесс испарения

Процесс испарения происходит на поверхности соприкосновения сред – воздух-вода.
От интенсивности взаимодействия этих сред и зависит процесс испарения.

Как повысить эффективность испарения?

Для эффективного испарения необходимо:

  • создать минимально возможную капельку воды
  • обеспечить подвод тепла к поверхности капельки
  • сделать так, чтобы капелька максимально долго висела в воздухе, не падая на пол.

Тогда процесс испарения идёт максимально быстро.

Факторы, влияющие на параметры влажности воздуха

Площадь соприкосновения воды с воздухом.

Применительно к увлажнителям — чем меньше диаметр капли, тем лучше соотношение между площадью поверхности и массой, т.е тем больше площади поверхности приходится на единицу массы и капле «проще» испариться. Естественно, что суммарная поверхность капель, двигающихся в воздушном потоке в тысячи раз больше поверхности политого водой пола.

Размер или масса капли, висящей в воздухе.

Процесс испарения описывается формулой Максвелла:

  • время полного испарения или время исчезновения капли прямо пропорционально квадрату радиуса капли.
  • расстояние, проходимое каплей до полного испарения пропорционально 4-ой степени радиуса капли.

Сравним эффективность ультразвукового и форсуночного увлажнителей

Что лучше — ультразвук или форсунка? — Сравнение ультразвукового увлажнителя и форсунок

Сравнение проведем, используя формулы для расчета влажности.

По причине не способности поднимать и стабильно поддерживать высокую влажность, исключим из сравнения:

  • Дисковые и тарелочные увлажнители
  • Различные «разбрызгиватели» воды в виде систем низкого и среднего давления
  • Паровые увлажнители исключим по причине высокой энергозатратности

Расчет

Ультразвуковой Форсуночный (100 бар; 0,15мм)
Дисперсия капель 1-5 микрон 20-40 микрон
Средний диаметр капли 4 микрон 40 микрон
Радиус капли 2 микрон 20 микрон
Квадрат радиуса 4 400
Путь полного испарения 16 160 000

Размер капли

Ультразвуковой увлажнитель создаёт монодисперсную фазу капелек диаметром 1-5 микрон. Чем выше вертикальный воздуховод, тем мельче диаметр вылетающих капель, которые мгновенно испаряются в воздухе. Высокий вертикальный воздуховод выполняет функцию элеватора, в котором крупные капли падают обратно в ёмкость с водой.

Форсунки увлажнителя высокого давления (100 бар; 0,15 мм) выдают полидисперсную фазу капелек диаметром от 20-40 микрон до 100-150 микрон при изменении давления.

2-3. Сравним эти капельки, например:

  • для ультразвукового увлажнителя капля диаметром 4 мкм – радиус капли Rу=2 мкм
  • для форсуночного увлажнителя капля диаметром 40 мкм – радиус капли Rф=20 мкм

Время полного испарения

При других сопоставимых параметрах, исходя из формул Максвелла, время полного испарения капли пропорционально квадрату радиуса капли или

  • (Rу=2 мкм) в квадрате равно= 4
  • (Rф=20 мкм) в квадрате равно= 400

Соотношение времени полного испарения капель 400:4=100 раз

Получается – время полного испарения капли форсуночного увлажнителя в среднем в 100 раз больше, т.е. эта капля должна в 100 раз дольше «провисеть» в воздухе и при этом не упасть на пол.

Расстояние, проходимое каплей до полного испарения пропорционально 4-ой степени радиуса капли

  • Rу=2 мкм в 4-й степени равно= 16
  • Rф=20 мкм в 4-й степени равно= 160 000

Соотношение расстояний, проиходимых каплями до полного испарения 160 000:16 = 10 000 раз!

Перспективные конструкции увлажнителей воздуха на основе пористых вращающихся распылителей

Описание:

В данной статье рассматриваются преимущества пористых вращающихся распылителей перед гидравлическими форсунками и вращающимися дисками, которые традиционно используются в современных устройствах для адиабатического увлажнения воздуха. Предлагаются схемные решения для некоторых типов увлажнительных аппаратов промышленного и бытового назначения на основе пористых вращающихся распылителей.

Ключевые слова: увлажнители воздуха, пористые распылители, пористые вращающиеся распылители

В. Н. Посохин, Р. Г. Сафиуллин, Казанский государственный архитектурно-строительный университет

В данной статье рассматриваются преимущества пористых вращающихся распылителей перед гидравлическими форсунками и вращающимися дисками, которые традиционно используются в современных устройствах для адиабатического увлажнения воздуха. Предлагаются схемные решения для некоторых типов увлажнительных аппаратов промышленного и бытового назначения на основе пористых вращающихся распылителей.

Дисперсность распыла в адиабатических увлажнителях воздуха

Требования ГОСТ 30494–96 к параметрам микроклимата помещений жилых и общественных зданий ограничивают нижний предел допустимой относительной влажности в 30 %, что предполагает необходимость увлажнения воздуха в зимний период. В цехах предприятий бумажного, табачного, кожевенного производства, в типографиях и теплицах, где большой дефицит влаги, широко используются местные и централизованные увлажнительные установки большой производительности.

Задачи поддержания требуемого уровня влажности, а также сравнительный анализ современных систем для изотермического и адиабатического увлажнения воздуха приведены в . Анализ показывает, что из-за высокого потребления энергии (около 700 Вт на 1 кг влаги в час) гигиеничные, бесшумные и простые по конструкции паровые увлажнители заметно уступают на рынке менее энергоемким (40–70 Вт на 1 кг влаги в час) аппаратам распылительного типа. Кроме того, у последних процесс испарения сопровождается адиабатическим охлаждением воздуха. В отдельных случаях это позволяет одновременно с увлажнением проводить ассимиляцию теплоизбытков без использования искусственного холода.

В современных распылительных аппаратах (на основе гидравлических форсунок и вращающихся дисков) размер образующихся капель составляет 10–100 мкм, из которых до 90 % испаряется в пределах камеры орошения. Лишь незначительная часть наиболее крупных капель осаждается в поддоне, а мелкие капли, не успевшие испариться в камере, задерживаются в капле-уловителе.

Эффективность увлажнения в аппаратах распылительного типа существенно зависит от возможности регулирования тонкости и качества распыления, под которым понимают степень дисперсности факела капель. Ниже обсуждаются особенности механизма каплеобразования у дисков и форсунок, не позволяющие существенно увеличить степень регулируемости процесса распыления. Дорогостоящие системы пневматических сопловых распылителей (атомайзеры) в данной статье не рассматриваются.

Наиболее высокие показатели монодисперсности имеют дисковые вращающиеся распылители. При разных соотношениях расхода и скорости вращения механизм каплеобразования и степень монодисперсности у них различны (рис. 1).

Рисунок 1.

Режимы распыливания вращающимися гладкими дисками: а) режим жидкого валика; б) струйный; в) пленочный

При малых расходах (до 0,1 л/ч) и небольшой скорости вращения (до 1 000 об/мин) распыление с кромки диска происходит в виде крупных «основных» монокапель (рис. 1а). Из-за низкой производительности этот режим практически не используется.

С увеличением скорости до 3 000 об/мин с кромки диска вытягиваются длинные струи, распадающиеся на более мелкие «вторичные» капли приблизительно одинакового размера (рис. 1б). Струйный режим более производителен (до 1,0 л/ч), но очень неустойчив. При ухудшении динамической балансировки (например, в результате известковых отложений), при нарушении сплошности течения по поверхности диска, при воздействии обдувающего потока воздуха и т. п. происходит срыв воды в виде пленки, разрушающейся на полидисперсную систему капель (рис. 1в).

По указанным причинам диапазон устойчивой работы дисков очень небольшой. Узок и капельный факел, что уменьшает время контакта воды с обрабатываемым воздухом. Увеличение количества дисков на оси электродвигателя увеличивает объемность факела и время контакта, но при этом существенно растет и стоимость увлажнителя.

Механизм каплеобразования у гидравлических форсунок высокого давления основан на нерегулярном распаде пленки воды, формирующейся на выходе из сопла диаметром 0,15–0,2 мм. При этом образуется крайне полидисперсная система капель с большим содержанием крупных фракций (рис. 2). Регулирование производительности увлажнительной установки обычно достигается изменением количества попеременно включаемых форсунок и требует затрат на блок управления.

Рисунок 2.

Картина разрушения водяной пленки на выходе из форсунки и формирование зон с пересечением факелов в камере орошения

Получаемый на выходе из форсунок факел имеет форму полого конуса. При совместной работе нескольких распылителей неизбежно происходит пересечение факелов и столкновение капель друг с другом. В результате еще больше увеличивается полидисперсность распыла, в контактной камере образуются зоны с неодинаковыми показателями степени орошения. Все это дополнительно усложняет регулирование процесса увлажнения и снижает его эффективность.

Эксплуатация современных фор-сунок с малым размером сопла, подчас изготовленного с использованием лазерных технологий, требует применения деминерализованной воды для избежания его закупоривания солевыми отложениями.

Стоимость форсунок высокого давления и арматуры для подачи воды также высока. Это во многом объясняется требуемой прочностью всех элементов системы высокого давления. Несмотря на применение высокопрочных материалов, форсунки и различного рода управляющие элементы (клапаны, вентили и т. п.) часто изнашиваются и в процессе эксплуатации требуют замены. Запасные части стоят дорого. Монтаж систем высокого давления также дорог.

Особенности диспергирования пористыми вращающимися распылителями

Экспериментальными исследованиями установлено, что пористыми вращающимися распылителями реализуется принципиально иной механизм образования капель – формирование тонких струй или капель на зернах поверхности распылителя при ламинарном подводе жидкости к центрам каплеобразования.

Рисунок 3.

Каплеобразование на распылительной поверхности пористых вращающихся распылителей: а) при смачивании; б) при несмачивании

Принципиальная схема пористых вращающихся распылителей – это вращающийся на оси электродвигателя полый пористый цилиндр из зернистого материала, к внутренней поверхности которого равномерно подается жидкость (рис. 3). Под действием центробежной силы жидкость фильтруется через капиллярно-пористую стенку цилиндра и в виде струй или капель сбрасывается с зерен на его внешней (распыливающей) поверхности.

При смачивании каплеобразование происходит на поверхности одноразмерных зерен пористого материала. При несмачивании отдельные капли формируются из коротких ламинарных струек, вытягивающихся из пор на рабочей поверхности распылителя, также одинаковых по своим размерам.

Одинаковые размеры зерен материала пористых вращающихся распылителей и равные условия формирования на них капель обеспечивают высокую степень монодисперсности распыла. При этом производительность одного такого распылителя может просто регулироваться за счет изменения подачи жидкости в широких пределах от 0,1 до 1 000 л/ч без изменения качества распыливания.

Материалом для пористых вращающихся распылителей может служить пористая фильтрующая керамика, пористое стекло, металлокерамика и другие материалы, полученные формованием под высоким давлением из равномерной смеси связки и зерен заданного номера зернистости с последующим спеканием компонентов.

Наиболее дешевым, технологичным и универсальным является абразивный материал, в наибольшей степени отвечающий условиям использования в пористых вращающихся распылителях. Он обладает высокой пористостью, одноразмерным зерновым составом, прочен и химически стоек к агрессивным средам.

В качестве готовых диспергирующих элементов распылителей могут использоваться стандартные изделия из абразива, имеющие цилиндрическую и коническую форму.

Промышленностью выпускается более 800 типоразмеров абразивных кругов 20 номеров зернистости (от 50 до 400 мкм), различающихся лишь устройством их внутренней части и стоимостью.

В работе пористых вращающихся распылителей из абразивного материала можно выделить три характерных режима распыления. Первый режим – пленочный, сравним с режимом «жидкого валика» у гладких дисков. Он реализуется при скоростях вращения 2–4 м/с, когда всю наружную поверхность абразива покрывает довольно толстая пленка жидкости. На возмущенных участках пленки вытягиваются отростки, от которых отделяются крупные капли, сопровождаемые мелкими каплями-сателлитами (рис. 4а).

Показатель Увлажнитель
«Бриз» Образец
Расход обрабатываемого воздуха Gв, кг/ч 40 100
Количество распыливаемой воды, л/ч 0,1–0,25 2,16–5,4
Коэффициент орошения В × 102 0,2–0,5 1,8–4,5
Угловая скорость вращения распылителя, 1/с 45,1 140,2
Скорость выходящего потока воздуха, м/с 2,8 3,5
Угол наклона образующей конуса, ° 3 30
Нижний диаметр конуса, м 0,013 0,007
Глубина погружения конуса в воду, м 0,1–2,5 0,1–2,5
Диаметр сферического корпуса, м 0,205 0,22
Номинальное напряжение, В 220 220
Потребляемая мощность вентилятора, Вт 30 15

Рисунок 4.

Режимы распыливания у пористых вращающихся распылителей из абразивного материала: а) пленочный; б) струйный; в) струйно-капельный

При увеличении скорости вращения распылителей (до 8–12 м/с) наступает режим струеобразования на зернах абразива, аналогичный таковому у гладких дисков (рис. 4б). Однако количество струй много больше, чем их образуется на кромке диска. К тому же диаметр струй и, соответственно, размеры образующихся капель становятся сравнимы с размерами зерен в абразиве. Так как гранулометрический состав зерен при производстве абразивных изделий практически монодисперсный, то и состав факела капель в струйном режиме у пористых вращающихся распылителей близок к монодис-персному. В результате при работе распылителя образуется объем-ный по высоте, однородный по составу и достаточно тонкий распыл (100–200 мкм).

При дальнейшем увеличении скорости вращения (до 20 м/с) достигается струйно-капельный режим с формированием на зернах тончайших коротких струй и отдельных капель (рис. 4в). Размеры образующихся капель становятся меньше размеров зерен (менее 50 мкм), монодисперс-ность факела увеличивается. По тонкости и качеству распыла работа пористых вращающихся распылителей в этом режиме сравнима с работой пневматических атомайзеров. Распылитель способен максимально интенсифицировать процесс испарения и позволяет с высокой эффективностью проводить процесс адиабатического увлажнения воздуха. Однако подойти к этому режиму достаточно сложно, т. к. необходима частота вращения распылителя более 3 000–5 000 об/мин.

Рисунок 5. ()

Компьютерное моделирование формирования «основной» капли и капель-сателлитов при каплеобразовании на сферическом зерне пористого вращающегося распылителя в капельном режиме распыления

При скоростях вращения свыше 20 м/с (7 000–10 000 об/мин) возможно достижение практически монодисперсного капельного режима, когда на каждом зерне формируется и отрывается не струя, а отдельная капля. На рис. 5 представлена компьютерная модель образования капли на сферическом зерне пористых вращающихся распылителей в этом режиме работы. Из рисунка видно, что при естественном каплеобразовании на зерне (без наложения искусственных регулярных возмущений на натекающую жидкость) получить абсолютно монодисперсные капли невозможно. Процесс отрыва капли всегда сопровождается образованием нескольких мелких капель-сателлитов, увеличивающих степень полидисперсности конечного факела распыла.

Некоторые перспективные конструкции увлажнителей воздуха на основе пористых вращающихся распылителей

Схема предлагаемого бытового увлажнителя с пористыми вращающимися распылителями из абразивного материала показана на рис. 6. Воздух помещения протягивается вентилятором (3) через дождевое пространство из микрокапель, образованных пористым вращающимся распылителем (1), увлажняется и выходит обратно в помещение через отверстия перфорации на верхней полусфере корпуса.

Рисунок 6.

Схема конструкции и общий вид бытового увлажнителя воздуха на основе пористых вращающихся распылителей из абразивного материала

Вода к распылителям поднимается по поверхности смачиваемого конуса (2) под действием центробежной силы и силы поверхностного натяжения. Проходя через слой дополнительного пористого материала (например, поролона или фильтровальной бумаги) вода очищается от загрязнений и равномерно распределяется по внутренней поверхности пористых вращающихся распылителей, затем фильтруется через пористую стенку распылителя (1) и каплями сбрасывается с зерен на его внешней поверхности.

Конструкция отличается простотой и небольшой стоимостью, которая не превышает цены наиболее дешевых паровых бытовых увлажнителей воздуха, представленных на современном рынке.

В работе обсуждаются результаты испытаний предлагаемой конструкции. В таблице даны основные технические характеристики опытного образца и дискового увлажнителя «Бриз», выпускавшегося отечественной промышленностью.

Из таблицы видно, что основные рабочие характеристики предлагаемой конструкции бытового увлажнителя воздуха превосходят показатели увлажнителя «Бриз», а также целого ряда известных отечественных и зарубежных конструкций распылительного типа. Использование пористых вращающихся распылителей в качестве распылительного устройства увлажнителей позволяет интенсифицировать процесс тепловлагообмена и повысить основные характеристики аппаратов (В = 1,8 – 4,5; Gв = 90–100 кг/ч).

При работе предлагаемого увлажнителя отсутствует шум низкого тона, характерный для высокоскоростного потока воды и воздуха в выводящем канале «Бриза», т. к. скорость в сечении дождевого пространства образца с пористыми вращающимися распылителями составляет менее 0,7 м/с. Также практически отсутствует вынос мелких капель из аппарата.

Рисунок 7.

Схема увлажнителя воздуха с погружным пористым вращающимся распылителем

На рис. 7 представлена принципиальная конструкция увлажнителя воздуха с «погружным» пористым вращающемся распылителем. В качестве материала распылителя здесь используется абразивный круг (1) типа ЧК (чаша коническая). В этой схеме вода смачивает и распыляется только с внешней поверхности распылителя, а не фильтруется через толщу его пористой стенки. Такое решение позволяет избежать засорения пор абразивного материала при длительном использовании рециркуляционной воды.

Появление на рынке конструкций канальных вентиляторов, развивающих скорость вращения крыльчатки до 2 500 об/мин, позволяет использовать их комбинацию с пористыми вращающимися распылителями для конструирования увлажнительных секций подвесных или настенных приточных камер. На рис. 8 показана возможная схема такого увлажнителя.

Рисунок 8.

Схема секции увлажнения с пористым вращающимся распылителем и канальным вентилятором

Рис. 9 иллюстрирует пример использования многоярусного комбинированного распылителя для аппарата системы доувлажнения воздуха производственных помещений. В устройстве в виде круг-лой колонны с тангенциальным патрубком (6) для входа воздуха можно проводить глубокое увлажнение за счет создания высокого объемного факела мелкодисперс-ных капель. Такой факел образуется в результате работы распылителя (1) в виде пакета из абразивных кругов типа ЧЦ (чаши цилиндрические), защищенных от засорения прокладками из фильтровальной бумаги (2). Вода в распылителях поднимается из бака с помощью винтового погружного насоса (5), а вращающегося на валу скоростного электродвигателя (4) центробежного вентилятора (3). Подобная конструкция может иметь высокий коэффициент орошения и производительность по воздуху.

Рисунок 9.

Схема аппарата для доувлажнения воздуха промышленных помещений

В заключении необходимо отметить большие перспективы по использованию пористых вращающихся распылителей из абразивных материалов в технике пылегазоочистки.

Известно, что для высокопроизводительных распылительных скрубберов на основе форсунок или дисков характерен значительный вынос микрокапель химически активных продуктов, приводящий к загрязнению окружающей среды. Для его снижения устанавливают дополнительные каплеуловители, существенно увеличивающие сопротивление газовоздушного тракта. Снижение же скорости газа до значений, исключающих унос мелких фракций, приводит к резкому уменьшению производительности аппаратов по сплошной фазе.

Применение скрубберов на основе пористых вращающихся распылителей, обеспечивающих монодисперсный регулируемый распыл жидкостей, позволит существенно снизить потери продукта, уменьшить стоимости вспомогательных процессов и оборудования, а также минимизировать ущерб, наносимый окружающей среде.

Литература

1. ГОСТ 30494–96. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – Госстрой России; ГУП ЦПП, 1999.

2. Вишневский Е. П. Кондиционирование воздуха – увлажнение. Аргументация необходимости увлажнения воздуха и оценка дефицита влаги // С.О.К. – 2003. – № 10.

3. Вишневский Е. П. Сравнительный анализ систем адиабатического увлажнения воздуха // С.О.К. – 2004. – № 8.

5. Сафиуллин Р. Г. Бытовой увлажнитель воздуха с пористым вращающимся распылителем // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: Материалы III Международной НТК 14–17 сентября 2004. – Волгоград : ВолгГАСУ, 2004.

Книги автора:

Аэродинамика вентиляции

Современные технологии увлажнения и дезинфекции необходимы для комфортной жизни в помещениях людей, животных, растений, а также для правильного хранения и эксплуатации различных материалов и оборудования.

Сравнительная таблица промышленных увалжнителей

Ультразвуковой

Форсунки высокого давления

Естественного испарения

Парообразователь

(горячий пар)

Центробежные

Модельный ряд серийного оборудования по производительности

От 0,3 до 60 л/ч

От 10 до 1000 л/ч

От 0,2 до 18 л/ч

От 0,3 до 130 л/ч

От 0,3 до 50

Потребляемая мощность на литр испаряемой воды Вт.

5 — 10

30 — 60

Оптимальный температурный диапазон применения

От 0 до 100 С

От 10 до 60 С

От 16 до 60 С

От 0 до 100 С

От 10 до 60 С

Зависимость качества работы от внешней температуры

Не зависит

Производительность не зависит, но с падением температуры увеличивается размер факела.

Производительность падает с падением температуры.

Не зависит

Производительность не зависит, но с падением температуры увеличивается размер факела.

Достижимый уровень влажности в реальных условиях

100%

100%

60-70%

100%

100%

Размер частиц тумана

1-5 мк.

3-20 мк.

Тумана нет.

1-5 мк.

3-20 мк.

водоподготовка для особо чистых помещений

требуется

требуется

Не требуется

Не требуется

требуется

Влияние на температуру воздуха.

Понижает на 1-3 градуса

Понижает в помещении на 1-3 градуса. на улице 1-12 С

Понижает на 1-3 градуса

Повышает.

Понижает в помещении на 1-3 градуса.

Габариты

компактный

компактный

Крупные. Зависят от производительности

компактный

компактный

Сравнительная стоимость оборудования из расчёта на 1 литр производительности

средняя

низкая

высокая

средняя

низкая

Применение увлажнителей

Ультразвуковой

Форсуночный высокого давления

Естественного испарения

Парообразователь

(горячий пар)

Сельское хозяйство

овощехранилища

теплицы

животноводство

птицеводство

грибоводство

Пищевая промышленность

Расстойка хлеба

Созревание сыра

Холодильные камеры

Технологические линии

Винные погреба

Торговля

Прилавки фруктовые

Холодильные прилавки

Мебельные и антикварные салоны

Склады

Кафе, гостиницы, выставки

Охлаждение открытых веранд зон отдыха

Промышленность

Сборка радиоэлектронных приборов

деревообработка

Типографии малые

Типографии большие

Текстильные фабрики

Охлаждение рабочих зон около печей

Снятие статического электричества в цехах

Пылеподавление на производстве стройматериалов

Покрасочные камеры

лаборатории

Общественные сооружения

Архивы, библиотеки

Музеи,

Концертные залы

Административные здания

Жилые помещения

Детские сады

Р – рекомендуется использование воды очищенной системой обратного осмоса

Г — оптимально при использовании только газовых котлов

Описание типов увлажнителей

Форсуночные увлажнители высокого давления

Принцип работы

Вода по подводящему трубопроводу поступает в насос высокого давления поршневого типа. Затем вода под высоким давлением (60-70 атм) разбрызгивается через форсунки и образует мелкодисперсный туман. Диаметр капель 5-50 мкм. Туман испаряется в воздухе, повышая его относительную влажность. Система трубопроводов и форсунок обычно монтируется на потолке.

Достоинства

  • Низкие затраты электрической энергии;

  • Высокая производительность;

  • Лучшее соотношение ЦЕНА-Производите льность среди всех типов увлажнителей;

  • Используются как охладители воздуха на улице;

  • Системы трубопроводов легко собираются и разбираются;

  • Используется как система обеспыливания;

  • Способны поддерживать высокий уровень влажности (до 100%).

Недостатки

  • Требуется поддерживать уровень масла в насосе (используется обычное машинное масло, замена требуется раз в 500 рабочих часов);

  • Если используется жесткая вода, форсунки нуждаются в периодической чистке (некоторое время отмачиваются в специальном растворе);

  • Факел при низких температурах может достигать длины до 3м. При комнатной температуре до 1,5 м;

  • При монтаже системы трубопроводов на потолке затруднен доступ к форсункам для их чистки (чистка нужна лишь при использовании жесткой воды);

  • Содержащиеся в воде примеси и соли выбрасываются в воздух. Для чистых комнат требуется водоподготовка;

  • При недостатке места неиспарившаяся влага будет оседать на поверхностях в зоне факела.

Ультразвуковые увлажнители

Принцип работы

Через бутыль или подводящий трубопровод заполняется водой емкость, в которой установлены ультразвуковые увлажнители. Под действием ультразвука выбиваются мельчайшие капли воды, которые выдуваются в виде тумана вентилятором в помещение, увлажняя его.

Достоинства

  • Низкие затраты электрической энергии;

  • Стабильная работа;

  • Малый диаметр капель воды (1-5мкм);

  • Высококачественн ый туман быстро испаряется;

  • Способны поддерживать высокий уровень влажности (до 100%) без росы и поднятия температуры;

  • Простота конструкции.

Недостатки

  • Периодическая замена мембраны излучателей (можно приобрести на нашем сайте);

  • Содержащиеся в воде примеси и соли выбрасываются в воздух. Для чистых комнат требуется водоподготовка;

Увлажнители естественного испарения (мойки воздуха)

Принцип работы

Вода смачивает большие поверхности, которые обдуваются вентилятором.

Достоинства

  • Простота конструкции;

  • Не требовательны к качеству воды. Примеси содержащиеся в воде не попадают в воздух;

  • Может использоваться как очиститель воздуха.

Недостатки

  • С увеличением влажности падает производительность;

  • Ограничения по температурному диапазону. Со снижением температуры падает производительность;

  • Затраты электрической энергии больше чем у форсуночных и ультразвуковых;

  • Повышенный уровень шума вентилятора. Напрямую связан с производительностью;

  • Большие габариты оборудования. Напрямую связаны с производительнос тью.

Области применения

Мойки воздуха используются там, где нет жестких требований по точному уровню влажности и его поддержанию в заданных пределах без резких колебаний. Используется в следующих областях:

  • Дома и в офисе;

  • Типографии;

  • В детских садах и школах;

  • В радиоэлектронной промышленности;

  • В архивах музеях и библиотеках;

  • В серверных помещениях.

Парогенераторы

Принцип работы

Вода испаряется под действием электрического тока (электродные испарители), либо нагревается элементами (электрические и газовые испарители). Генерируемый пар увлажняет помещение.

Достоинства

  • Пар не несет в себе примеси воды (соли жесткости, органические вещества);

  • Простая конструкция.

Недостатки

  • Высокие затраты электрической энергии ( в 10 раз больше чем у ультразвуковых и форсуночных);

  • Могут повышать температуру в помещении;

  • Наличие нагревающихся частей в приборе.

Области применения

Чаще всего применяются в областях, где есть жесткие требования к чистоте воздуха:

  • Лаборатории;

  • Операционные;

  • Стерильные комнаты.

Современные технологии увлажнения и дезинфекции помогают растениям, животным, а также различным материалам и оборудованию.

Вывод

Капля форсуночного увлажнителя, чтобы полностью испариться, должна не просто висеть в воздухе в 100 раз дольше по времени, она должна ещё двигаться и пройти путь в 10 000 раз больший, чем капля ультразвукового увлажнителя.

Для этого необходимо обеспечить потоки воздуха, способные долго удерживать эту крупную каплю. Это должны быть достаточно мощные потоки, которые при снижении влажности по любой причине, моментально могут высушить грибы.

Рекомендуем: Статья о расчете климата в помещении выращивания грибов

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *