Комфортные условия в помещении - это не только свежий воздух нужной температуры, но и воздух, имеющий необходимую влажность (комфортную для человека или заданную условиями протекания технологического процесса, если речь идет о климате в производственных помещениях, больницах, музеях и т.п.). Подаваемый с улицы воздух может иметь, как большую по сравнению с заданной, так и меньшую влажность. В первом случае влагу из воздуха надо убирать – это осушение, во втором добавлять – это увлажнение. Параметром, который мы поддерживаем на заданном уровне, увлажняя или осушая воздух в вентиляционных установках, является относительная влажность – отношение парциального давления паров воды к парциальному давлению насыщенных паров, выраженное в процентах.

В вентиляционных установках применяются два способа увлажнения воздуха – адиабатический и изотермический.

Адиабатическое увлажнение происходит при постоянном количестве тепла. В воздух поступает тонкий водяной аэрозоль, который впоследствии испаряется при его турбулентном смешении. Фазовый переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет внутренних поступлений тепла из воздуха, вследствие чего его температура понижается.

Изотермическое увлажнение происходит при постоянной температуре. При увеличении относительной влажности воздуха его температура остается неизменной. В воздух непосредственно поступает насыщенный пар. Фазовый переход воды из жидкого в парообразное состояние осуществляется за счет внешнего источника тепла.

Для увлажнения воздуха тем или иным способом в состав вентиляционных установок включаются:
• камеры орошения – адиабатическое увлажнение;
• камеры с орошаемыми насадками (сотовые увлажнители) – адиабатическое увлажнение;
• пароувлажнители – изотермическое увлажнение.

Применение тех или иных способов увлажнения определяется в процессе подбора оборудования и построения процесса обработки воздуха.

Адиабатическое увлажнение, происходящее без внешнего источника нагрева, экономически выгоднее, чем изотермическое. Но, если рассматривать вопрос о потреблении энергии установкой в целом, то надо учесть, что при адиабатическом увлажнении температура воздуха падает и для поддержания его температуры на заданном уровне после адиабатического увлажнителя необходим дополнительный нагрев

Помимо вопросов связанных с потреблением энергии существует еще целых ряд характеристик, влияющих на выбор оборудования для увлажнения воздуха.

Камера орошения.

Камера орошения представляет собой тепловлагообменное устройство, в котором воздух обрабатывается распыленной водой. В корпусе камеры имеются:
- оросительная система с рядами распылительных форсунок;
- воздухораспределитель на входе воздуха;
- каплеуловитель на выходе воздуха;
- поддон с автоматическим подпиточным клапаном, переливным устройством и фильтром для очистки циркуляционной воды.

Вода из поддона по трубопроводам с помощью насоса подается к форсункам и распыляется ими. Неиспарившаяся вода стекает в поддон.

Достоинством камер орошения являются:
- простота конструкции и невысокая трудоемкость изготовления;
- способность частично очищать воздух от пыли.

Недостатки камер:
- необходимость дополнительного нагрева воздуха;
- необходимость использования воды питьевого качества, а для избежания заростания отверстий в форсунках солями жесткости желательно использование умягченной воды;
- подверженность форсунок засорению;
- возможность размножения бактерий во влажной среде и их попадание с воздухом в помещения;
- перенос солей жесткости из воды в воздух и их попадание с воздухом в помещения;
- малая скорость движения воздуха;
- большие размеры камеры;
- потребность в организации оборотного контура водоснабжения в целях экономии воды, что влечет за собой установку дополнительного оборудования и выделение под него дополнительных площадей.

Эти недостатки перевешивают достоинства камер орошения и они практически не применяются в системах вентиляции на объектах гражданского строительства.

Камера увлажнения с орошаемыми насадками (сотовый увлажнитель).

Конструкция сотового увлажнителя в чем-то сходна с конструкцией камеры орошения. Те же:
- воздухораспределитель на входе воздуха;
- каплеуловитель на выходе воздуха;
- поддон с автоматическим подпиточным клапаном, переливным устройством и фильтром для очистки циркуляционной воды.

Однако вместо оросительной системы в камере установлена орошаемая насадка. Насадка выполнена из гигроскопичного материала в виде нескольких горизонтальных секций, каждая секция имеет набор из пластин хорошо смачиваемого материала. Пластины поглощают воду из лотков за счет механизма осмоса. Через эту насадку и проходит увлажняемый воздух.

В установках большой производительности орошаемая насадка состоит из отдельных кассет, каждая из которых орошается отдельно. Если при этом на трубопроводе к каждой кассете установить регулирующий клапан с электрическим приводом, то орошение можно производить не на всей поверхности кассеты, что позволяет регулировать процесс увлажнения. Для этой же цели предназначена присутствующая в некоторых моделях увлажнителей байпасная заслонка с электроприводом с аналоговым управлением.

Выпускаются модели увлажнителей с оборотным водоснабжением и с прямым водоснабжением

В моделях с оборотным водоснабжением на орошение насадки подается вода, забираемая циркуляционным насосом из поддона. Из системы холодного водоснабжения восполняется испарившаяся часть воды и вода, сбрасываемая в канализацию для поддержания постоянной концентрации солей.

В увлажнителях с прямым водоснабжением орошение насадки производится водой из системы холодного водоснабжения. Модели прямого водоснабжения не имеют циркуляционного насоса, поэтому для установленного увлажнителя давление холодной воды, подаваемой из трубопровода на устройство, должно быть достаточным.

Основными достоинствами камер увлажнения с орошаемой насадкой являются:
- относительная простота конструкции;
- дополнительная очистка воздуха от пыли и газов;
- относительно малые габариты по сравнению с камерами орошения.

Сотовые увлажнители имеют все недостатки, перечисленные ранее для камер орошения, и поэтому также крайне редко встречаются в гражданском строительстве.

Пароувлажнители.

Парораспределительные системы бывают двух видов. Для узких воздуховодов – трубка на всю ширину воздуховода с отверстиями для выхода пара. Для широких воздуховодов – это конструкция похожая на расческу для волос. Зубья расчески торчат вверх и имеют отверстия для пара. Есть два способа получение пара в пароувлажнителе. Они отличается типом используемого энергоносителя. Это электроэнергия и природный газ.

Поскольку газ пока еще дешевле электричества, то газовые пароувлажнители являются более экономичными в процессе эксплуатации. Однако в силу более жестких нормативных требований к проектированию газовых коммуникаций, установки оборудования и т.д. чаще используются электрические. Электрические пароувлажнители подразделяются на увлажнители с электродными нагревателями и с нагревателями резистивного типа. Принцип работы электродного увлажнителя пара основан на пропуске тока через два электрода, погруженных в жидкость. Через жидкость проходит ток, в результате чего она нагревается и переходит в парообразное состояние. Резистивные нагреватели – это ТЭН’ы погруженные в бак с водой.

Одни модели пароувлажнителей могут работать на обычной водопроводной воде, другие — только на частично деминерализированной и умягченной воде.

Конструкция пароувлажнителя позволяет плавно регулировать количество образующегося пара или изменяя расход подаваемой в него воды, или изменяя мощность нагревателя.

Увлажнение воздуха паром имеет ряд преимуществ:
• отсутствие каких бы то ни было загрязнений, включая болезнетворные бактерии;
• малоинерционное и глубокое регулирование увлажнения.
К недостаткам парового увлажнения следует отнести:
• относительно большие затраты на оборудование (генераторы пара, водоподготовку);
• необходимость соответствующей электрической мощности и ее оплату.

Литература:

1. ГОСТ30494–96. 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. ГОСТР МЭК 60335-2-98-2000. Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Дополнительныетребованиякувлажнителямвоздухаи методы испытанийСравнительный анализ систем адиабатического увлажнения воздуха. Рубрика: КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ Е.П. ВИШНЕВСКИЙ, к.т.н.
4. VDI6022 — Гигиенические стандарты для систем вентиляции и кондиционирования воздуха — офисов и помещений