Uzdatnianie

Nawilżanie i osuszanie, dwa spośród omawianych procesów przemiany powietrza zachodzące w centralach klimatyzacyjnych, charakteryzują się tym, iż pełnią funkcję "pełnego" uzdatnienia powietrza dla zapewnienia oczekiwanego komfortu cieplnego klimatyzowanych pomieszczeń. Poniżej zostaną omówione najczęściej spotykane na rynku sposoby nawilżania i osuszania powietrza.

NAWILŻANIE
Główne sposoby nawilżania to:
a) nawilżanie parowe,
b) nawilżanie wodne.

Nawilżanie parowe
Wśród spotykanych rozwiązań nawilżaczy parowych można wyróżnić:
1. Nawilżacz powietrza z własną wytwornicą pary, w którym para wytwarzana
jest
w nawilżaczu dzięki doprowadzeniu do niego energii elektrycznej. Podczas
parowania,
woda wewnątrz zbiornika jest podgrzewana aż do wrzenia, a tworząca się
para wodna jest absorbowana przez otaczające powietrze.
Pośród typów nawilżaczy parowych można wyróżnić:
a) nawilżacz powietrza "elektrodowy" (wyposażony w elektrody; wytworzenie
pary następuje dzięki wykorzystaniu zjawiska przewodności elektrycznej
wody, na skutek czego powstaje opór elektryczny doprowadzający do wody
podgrzania);
b) nawilżacz oporowy (pracuje na zasadzie grzałki nurnikowej; metoda nie
zależy
od przewodności elektrycznej wody, stąd też urządzenie może pracować
z wodą zasoloną);
c) nawilżacz parowy zasilany gazem (stosowany dla przyłączy gazu ziemnego
lub propanu; wg danych producentów posiada przewagę kosztów użytkowania
w porównaniu z jednostkami ogrzewanymi elektrycznie, wyrażoną
stosunkiem 4:1 przy tej samej wydajności pary; z powodów ekonomicznych
- koszty inwestycyjne - preferowany zakres stosowania zawiera się w
granicach
średniego i dużego zapotrzebowania pary);
2. Nawilżacz powietrza na parę obcą, który zgodnie z nazewnictwem zasilany
jest
parą z zewnętrznego źródła. Spotykany w jednej z ofert producentów nawilżacz
posiada zawór regulacyjny z ceramicznym krążkiem obrotowym, zaś lance parowe
wyposażone są w dysze. Zawór zapewnia całkowitą szczelność, co gwarantuje
stuprocentową higienę bez śladów korozji.

Nawilżanie wodne
Wśród rozwiązań nawilżaczy wodnych można wyróżnić:
1. Nawilżacz z bezpośrednim odparowaniem wody, nazywany często nawilżaczem
zraszającym. Woda doprowadzana przez zawór elektromagnetyczny zrasza
strumień powietrza przepływający przez specjalny wkład nawilżający
zamontowany
w sekcji centrali klimatyzacyjnej. Nadmiar wody spływa do wanny umieszczonej
pod zespołem, po czym za pomocą pompy obiegowej ponownie doprowadzany
jest do urządzenia zraszającego. Jedna z opcji umożliwia wykorzystanie
do celów nawilżania jedynie wody "świeżej" wodociągowej bez układu
obiegowego.
2. Nawilżacz rozpylający w różnych swoich konfi guracjach charakteryzuje się
tym,
iż sposób nawilżenia polega na wytworzeniu w powietrzu niewielkich cząstek
wody, tworzących tzw. "mgłę wodną".
Pośród technik wytwarzania ww metodą "mgły wodnej" należy wspomnieć o:
a) nawilżaczu dyszowym, w których woda jest rozpylana w tzw. komorach
zraszania
poprzez zespół dysz rozpylających ( wytworzona mgła wodna odparowuje
dyfuzyjnie w przepływającym przez komorę z prędkością nie większą
niż 3 m/s powietrzu; dysze rozpylają wodę w kierunku przeciwnym do
kierunku przepływu powietrza, jednakże w celu zabezpieczenia się przed
ewentualnym porywaniem kropel przez system powietrzny w instalacji profi -
laktycznie zaleca się stosowanie odkraplacza);
b) nawilżaczu ultradźwiękowym, w którym wykorzystuje się piezoelektryczny
wibrator, zasilany prądem zmiennym o wysokiej częstotliwości (woda zostaje
pobudzona wysoką częstotliwością, na skutek czego powstaje charakterystyczny
jej słup, z którego do góry wyrzucane są cząsteczki mgły; wytworzona
mgła jest następnie porywana przez strumień powietrza).
3. Nawilżacz hybrydowy, w którym wykorzystano zarówno rozpylanie jak i
odparowanie
dyfuzyjne. Budowa nawilżacz została przedstawiona obrazowo na rys. 1.
Woda przed jej wprowadzeniem do dysz rozpylających zostaje odmineralizowana
w procesie odwróconej osmozy i wyjałowiona na drodze jonizacji srebra.
Następnie
zostaje rozpylona przez rozpylacz molekularny. Zainstalowane w urządzeniu
elementy ceramiczne odkraplacza efektywnie doprowadzają do końcowego
dyfuzyjnego odparowania wody. Do zalet ww rozwiązania z pewnością
można zaliczyć ekonomiczność eksploatacji (strata wody do 15%) oraz bardzo
wysoką sprawność nawilżania sięgająca 95%.


OSUSZANIE
Główne sposoby osuszania (oprócz schładzania powietrza w chłodnicach
przeponowych
umieszczonych w centralach wentylacyjnych do temperatury niższej od
temperatury
punktu rosy), to:
a) osuszanie kondensacyjne,
b) osuszanie sorbcyjne.

Osuszanie kondensacyjne
Zasada pracy osuszaczy kondensacyjnych opiera się na wykraplaniu wilgoci
zawartej
w powietrzu atmosferycznym. Wilgotne powietrze zasysane jest do urządzenia
przez
układ wentylatora i oczyszczone po przejściu przez filtr powietrza.
Następnie kierowane
jest do zimnej wężownicy parownika, gdzie następuje jego schłodzenie poniżej
punktu rosy i wykroplenie wody. Osuszone powietrze po przejściu przez
odkraplacz,
gdzie dodatkowo podnosi swoją temperaturę o kilka stopni, jest kierowane z
powrotem
do pomieszczenia. Praca osuszacza steruje nastawny higrostat.

Osuszanie sorbcyjne
Zasada działania najpopularniejszego obecnie typu osuszacza sorbcyjnego
została
zobrazowana na rysunku 2. zobrazowana na rysunku 2.

Powietrze z otoczenia A po przejściu przez fi ltr jest kierowane na rotor
suszący,
gdzie wilgoć zostaje zaadsorbowana przez związki silikażelu. Osuszone
powietrze o
bardzo niskim punkcie rosy B kierowane jest do osuszonej przestrzeni.
Jednocześnie
następuje proces regeneracji rotora. Strumień powietrza regeneracji C po
wstępnym
podgrzaniu kierowany jest na element grzejny i dalej do wnętrza rotora.
Następuje proces
osuszania i wilgotne powietrze F usuwane jest na zewnątrz urządzenia.
Procesy nawilżania i osuszania powietrza omówione powyżej umożliwiają nie
tylko utrzymanie właściwych warunków komfortu cieplnego w pomieszczeniach
użytku
publicznego, ale niejednokrotnie odgrywają istotną rolę w procesach
technologicznych
i produkcyjnych w wielu gałęziach przemysłu. Dlatego z pewnością urządzenia
spełniające ww funkcje będą podlegały ciągłym modernizacjom umożliwiającym
zarówno
otrzymanie jak i utrzymanie optymalnych parametrów ich pracy, przy ciągłej
analizie ekonomicznej i energooszczędnej poszczególnych rozwiązań.

Grzegorz Madziąg
Źródło: Alfabet "Projektanta, Instalatora, Użytkownika systemów wentylacyjnych i
klimatyzacyjnych"; "Technika chłodnicza i klimatyzacyjna" nr 1/2003