Форсуночныепароувлажнители

На рисунке 12.22 показан принцип действия углового парового форсуночного увлажнителя.

Для увлажнения воздуха можно использовать пар, получаемый в централизованных котельных или в индивидуальных парогенераторах. На линии подачи пара обязательно устанавливаются регуляторы давления, которыеподдерживаютдавлениепаранавыходе(1,0–1,5)·10⁵Па.Водяной

пар подаѐтся как правило с помощью специальных форсунок, показанных на рисунке 12.23.

1–корпус;2–форсунки;3–паровойколлектор; 4 – поддон для сбора конденсата Рисунок12.22–Принципдействия парового увлажнителя	Рисунок12.23–Форсунка дляподачиводяногопара

Паровые форсуночные увлажнителичаще всего изготавливаются ввиде распределительных перфорированных трубок как на рисунке 12.24, которые устанавливаются в секциях увлажнения, в приточном воздуховоде или непосредственно в помещении, Если при увлажнении выпадает конденсат, то предусматривается специальный конденсатоотводчик.

Рисунок12.24–Распределительныйпаровойколлектор

Если на предприятии отсутствует система центрального пароснаб- жения, то необходимо использовать индивидуальные парогенераторы. Тип парогенератораподбираетсявзависимостиотнеобходимогорасходапара.

В современных электрических парогенераторах используются следующие способы нагрева:

• ТЭНовый;

• электродный;

• индукционный.

В ТЭНовых электропарогенераторах для кипячения применяются трубчатыенагревательные элементы –ТЭНы.РубашкуТЭНов изготавливают из материалов, не загрязняющих воду, например, из нержавеющей стали, что позволяет получить достаточно чистый пар, который можно использовать в пищевой промышленности, в непосредственном контакте с продуктами.

Еще одно достоинство ТЭНовых парогенераторов – эффективный наг- рев воды любой электропроводности. К основным недостаткам таких прибо- ров можно отнести интенсивное отложение солей жесткости (накипи) на по- верхности ТЭНов, что может привести к его перегоранию, а также невозмож- ность плавного регулирования мощности агрегата. Избежать перегорания ТЭНа можно только используя глубоко умягченную подпиточную воду или омагничивание, что весьма удорожает стоимость установки. В отличие от ем- костных ТЭНовых парогенераторов, многотрубная конструкция парогенера- торов циркуляционного типа, позволяет создать несколько замкнутых цирку- ляционных контуров, что дает возможность при небольшом объеме жидкости обеспечитьвысокуюскоростьомыванияТЭНов(максимальнуютеплоотдачу), что исключаетперегревТЭНаи обеспечиваетдлительный срок службы.

В отличие от ТЭНов, электроды не могут перегореть, и выпадение осадка на них незначительно (температура электродов почти не отличается от температуры воды). Путем изменения площади соприкосновения электрода с нагреваемой водой, можно плавно регулировать мощность парогенератора.

Кроме того, большинство электродных парогенераторов обладает мень- шими габаритамиистоимостью,чемТЭНовыеаналогичноймощности.Одна- ко вода, используемая в электродных котлах, должна иметь достаточно высо- кую электропроводность, поэтому в нее добавляют различные химически активные вещества (соли, кислоты, пищевую соду и т. д.). Такой пар может привести к разрушению элементов системы, в которую он поступает. Кроме того, его нельзя использовать в ряде технологических процессов.

В индукционных парогенераторах вода нагревается с помощью высоко- частотного излучения. Отсутствие прямого контакта воды и нагревательного элемента (излучателя) позволяет получить особо чистый «медицинский» пар. К недостаткам этих приборов относятся их высокие стоимость и энергопот- ребление. Поэтому индукционные парогенераторы используют только в тех случаях, когда необходим пар медицинского качества. Практически все парогенераторы – ТЭНовые. Производительность электрических парогенера- торов редко превышает 100–150 кг/ч. Один из типовпарогенераторов показан на рисунке 12.25.

Производство пара основано на принципе кипения воды с помощью электронагревателей, погруженныхвзаполненнуюводойцилиндрическую

емкость. Сначала вода поступает в резервуар (3), поддерживающий заданный ее уровень. Поплавковый клапан(2) регулирует уровень водыи контролирует парообразование в кондиционере, прекращая его при недостаточном количестве воды. Осуществляется поступление воды в паровой резервуар кондиционера (4) (бак с кипятильником).

Рисунок 12.25 – Схема устройства парогенератора Электрическийнагреватель(5)«кипятит»воду,превращаяеевпар.Пар

естественным образом (из-за разности давлений) поступает по парораспреде- лительномушлангу(6)вмагистралькондиционера.Изпарораспределительной магистрали (7) пар попадает в воздушный канал секции парового увлажнения центрального кондиционера. Давление в кондиционере между воздушным каналом и резервуаром (3) выравнивается при помощи шланга (8). Накипь, по мере образования, отламывается периодически и скапливается в мешке (9). Промывной клапан осуществляет частичную промывку регулировочного и паровогорезервуара,незатрагиваяработувсегокондиционеравцелом.

Наh-d-диаграмме для влажного воздуха энтальпия процесса парового увлажнения практически совпадает с изотермой, поэтому считается, что про- цесс увлажнения воздуха паром протекает по линии постоянной темпера-туры.

Кроме промышленных пароувлажнителей в системах кондициони- рования используются индивидуальные пароувлажнители воздуха, например вентиляторного типа, которые могут размещатся в помещении. Вентиля- торный пароувлажнитель представлен на рисунке 12.26.

Вентиляторный пароувлажнитель обеспечивает подачу пара непос- редственно в помещение без применения воздуховодов. Идеально подходит для применения в квартирах, небольших офисах и лабораториях. Вентиля- торный парораспределитель состоит из парораспределительной рампы, из которой пар попадает в поток воздуха, создаваемый осевыми вентиляторами, расположеннымисзади.Парораспределительнаярампаможетиметьдополни- тельный дренаж (в зависимости от мощности) для отвода конденсата.Венти- ляторы имеют электропитание 220 В.

Рисунок12.26–Вентиляторныйпароувлажнитель

Увлажнение воздуха сухим перегретым паром имеет множестводостоинств:

• быстрое смешивание водяных паров с воздухом и легко регули- руемое количество впрыскиваемого пара позволяет очень точно регули- роватьвлажностьвоздуха;

• сухойперегретыйпарнесодержитминеральныхчастицибактерий;

• минимальныеэксплуатационныерасходы;

• консервацияпаровогоувлажнителясведенакминимуму.

5. Поверхностныеиспарительныеувлажнителивоздуха

В поверхностных испарительных увлажнителях увлажнение воздуха происходит за счѐт частичного испарения воды с водной поверхности. Они используются, как правило, как доувлажнители воздуха в многозональных системах кондиционирования, но могутвыпускаться и как индивидуальные воздухоувлажнители. При использовании для зонального доувлажнения они устанавливаются в воздуховодах перед подачей воздуха в помещение. Испарительные увлажнители делятся на поверхностные с электронагре- вателем и поверхностные терморадиационные

Поверхностный увлажнитель с электронагревателем показан на рисун- ке 11.27.

1–корпус;2–нагреватель;3 –поддон

Рисунок12.27–Увлажнительповерхностныйсэлектронагревателем

Доувлажнитель воздуха с электронагревателем представляет собой поддон, установленный в воздуховоде перед помещением. Поддон заполняет- ся водой. Под слоем воды в поддоне установлен трубчатый электронаг- реватель. Приподаче электроэнергии в электронагреватель вода нагревается и до температуры несколько ниже температуры кипения воды.

При этом вода испаряется с поверхности воды и, образовавшийся пар, увлекается потоком воздуха.

Преимущество поверхностного испарительного увлажнения – это простота конструкции и доступность для любого помещения. Недостатком является интенсивное образование водяного камня, в результате чего теплоэлектронагреватели (ТЭНы) быстро выходят из строя.

Поверхностныйтерморадиационныйувлажнительпоказаннарисун- ке 11.28.

1–корпус;2–термоизлучатель;3–поддон;4–экранирующаяповерхность(отражатель)

Рисунок 12.28 – Поверхностный терморадиационный увлажнитель воздуха Попринципудействияповерхностнойтерморадиационныйувлаж-

нитель воздуха аналогичен увлажнителю с электронагревателем. Отличи- тельной особенностью является то, что трубчатый электронагреватель находится в верхней части воздуховода. Верхняя часть воздуховода выше трубчатого электронагревателя, покрыта материалом с высокой отражающейспособностью.

При подаче электроэнергии в трубчатые электронагреватели тепло от поверхности нагревателей отражается на поверхность воды в поддоне. При этом водас поверхности испаряется и пар увлекается воздухом.

Преимуществом такого увлажнителя является отсутствие водяного камня на трубчатых электронагревателях, в результате чего увеличивается срок их службы. Недостатком является потеря части теплоты в окружающую среду до 20 %.

6. Ультразвуковыеувлажнителивоздуха

Всебытовыеипромышленныеультразвуковыеувлажнителипостроены по одному принципу – эффект распыления воды в ультразвуковом фонтане. Этот метод начал серийно применяться за рубежом с 80-х годов, и до сих пор считается одним из приоритетных и экологически безопасных методов увлажнения.Основуультразвуковогоувлажнителясоставляетизлучающий

диффузор (находящийся в резервуаре с водой), состоящий из металлоке- рамической мембраны и генератора. Напряжение генерируемое встроенным генератором заставляет мембрану колебаться с частотой около 2 МГц, как показанона рисунке 12.29.

Рисунок 12.29 – Принцип работы ультразвукового увлажнителя воздуха Мембрана,находясьвводенаопределенномуровне(25–40ммотпо-

верхности воды), образует небольшой водяной столб – 10–15 мм над поверх- ностью воды – ультразвуковой фонтан, от которого активно отделяютсякапли диаметром 1–5 мкм образующие плотный, устойчивый водяной туман. Сформировавшийся водяной аэрозоль (холодный пар) смешивается с пода- ваемым в резервуар потоком воздуха (через впускной патрубок), и выво- дится за пределы резервуара (через выпускной патрубок). Стандартный диаметр мембраны 20 мм (маломощные имеют диаметр 16 мм). Одна мембрана способна преобразовать в туман – аэрозоль около 300–350 г воды в час. Мембраны легкосъемные. Долговечность мембран зависит от подготовки воды (наличие солей жесткости) и производителя этих мембран. Для увеличения ресурса мембран и качества распыляемого водяного пара в увлажнителях применяются фильтры предварительной водоочистки – встраиваемые картриджи, навесное фильтрующее оборудование.

Общий вид секциимембранного увлажнителяпоказан нарисунке 12.30. Увеличениепроизводительностипроисходитзасчетувеличенияколи- честваизлучающихмембран.Одновременноувеличиваетсяпотребляемая мощность.Всреднемодномембранныйувлажнительпотребляетэлектро-энергииоколо30–50Втвчас.Изнихпотреблениеизлучающеймембраны составляетоколо30Втвчас.Ультразвуковыеувлажнителитребовательнык

подготовкеводы.

При работе ультразвукового увлажнителя находящиеся в воде минеральные соли жесткости оседают на корпусе и мембране (мембранах), что приводит к снижению эффективности работы. Известковый налет несложно удаляется раствором уксусной кислоты 1:10. Однако при длительном и профессиональном пользовании увлажнителем необходима специальная водоподготовка.

Рисунок12.30–Блоквосьмимодульногоультразвуковогоувлажнителя

Кроме крупных промышленных ультразвуковых увлажнителей воздуха центральных систем кондиционирования, широко используются и более мел- кие приборы для жилых помещений, офисов, небольших цехов, лабораторийи т. д. Одна из конструкций таких ультразвуковых увлажнителей показана на рисунке 12.31.

Рисунок 12.31 – Бытовой ультразвуковой увлажнитель воздуха Ультразвуковаямембранасгенераторомустановлена наднестеклянной

ѐмкости с водой. Под действием колебания мембраны над поверхностьюводы образуется водяной туман из мелкодисперсных капель воды. Специаль- ным вентилятором малой мощности воздух продувается над уровнем воды, увлекая с собой водяной туман. Далее через распылитель увлажнѐнный воздух поступает в помещение. Заданный уровень воды, поступающий, из большой ѐмкости, поддерживается с помощью датчика уровня.

Преимуществаспособаувлажнениясультразвуковымраспылением:

‒реализуются управляемые процессы адиабатного увлажнения, обес- печивающие экономию воды и электроэнергии;

‒отказ от воздухонагревателя второго подогрева и системы еготеплоснабжения;

‒малоеэнергопотребление;

‒меньше минеральных загрязнений вносится с обработанным возду- хом в помещение по сравнению с увлажнителями, использующими обычнуюводу;

‒высокое качество обрабатываемого воздуха, исключается образова- ние микроорганизмов и грибков;

‒низкаястоимостьобслуживания;

‒возможность встраивания системы увлажнения в реконструируемую систему кондиционирования воздуха;

‒микропроцессорное управление, обеспечивающее высокую точность поддержания заданного значения относительной влажности воздуха в поме-щении.

Недостаткиспособаувлажнениясультразвуковымраспылением:

–требуется специальная обработка воды и специальная установка для ее обработки.