Принцип действия и виды кондиционеров

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

История развития кондиционера

Физический принцип действия

Классификация

Принцип действия

Введение

Сегодня никого не удивишь информацией о загрязнении окружающей среды. Однако, наряду с проблемой загрязнения атмосферного воздуха, Американское агентство экологии признало проблемой «номер один» для здоровья нации загрязнение воздуха в помещениях. 
Впервые в истории стало небезопасно находиться в пределах собственного дома.

В России большинство домов построены на основе железобетонных конструкций и представляют собой так называемые «панельные дома». В них достаточно высок уровень радиационного фона, а стены этих домов плохо пропускают «живой воздух». Когда на улице холодно - в них холодно, когда жарко - то очень жарко, просто невыносимо. 

Вот уже более 10 лет за рубежом вполне официально существует такое понятие, как синдром больных зданий (СБЗ). По оценкам экспертов, в США от 20 до 30% зданий подвержены этому явлению. В России таких домов значительно больше. Вначале СБЗ проявляется у человека в виде проблем с дыханием, затем возникают боли в суставах, бессонница. Симптомы могут напоминать хроническую инфекцию, и этот вялотекущий процесс продолжается неделями, месяцами, годами. Постепенно у людей, проживающих в таких домах, разрушается иммунная система, обостряются хронические заболевания, могут возникнуть различные опухоли. 
«Неживой» воздух наших домов и других зданий - причина хронической депрессии - явления, распространенного в современном обществе. Нередко люди не понимают, что с ними подобные вещи происходят не только из-за того, что они не привыкли часто гулять, бывать на воздухе, заниматься спортом. Во многом эта болезнь вызывается нездоровым воздухом внутри помещения. 

На первом месте среди причин, вызывающих СБЗ, стоит качество воздуха, причем главным негативным фактором здесь является пыль, различные химические загрязнения воздуха и недостаток легких положительных и отрицательных ионов (аэроионов). 

Сегодня и в домашней, и в профессиональной уборке главенствует пылесос. Но он давно уже не решает проблему устранения некачественного воздуха. После уборки пылесосом неуловимые частицы возвращаются обратно в помещение, и в течение 1,5-2 часов медленно оседают на поверхности. Здесь не помогут даже пылесосы с водяными фильтрами, пусть и самыми эффективными. 

Наиболее удачный выход из такой ситуации - использование биполярных ионизаторов воздуха. В ионизированном воздухе частицы пыли оседают быстро (в течение 10-15 минут) и остаются в «зафиксированном» состоянии. При этом воздух очищается не только от пыли, но и от бактерий, вредных микроорганизмов, токсинов, различных химических веществ, продуктов жизнедеятельности человека, неприятных запахов. Изменить баланс в сторону нормального, здорового воздуха могут биполярные ионизаторы. Они же существенно изменят качество Вашей жизни в лучшую сторону.

История развития

Кондиционирование воздуха (от латинского condicio -- условие, состояние). Под термином "К. в." обычно понимают создание и поддержание (главным образом автоматически) в закрытых помещениях и средствах транспорта параметров воздушной среды (температуры, относительной влажности, чистоты, состава, скорости движения и давления воздуха), наиболее благоприятных для самочувствия людей (комфортное К. в.), ведения технологических процессов, действия оборудования и приборов, обеспечения сохранности ценностей культуры и искусства и т. п. (технологическое К. в.). Системы К. в. часто выполняют функции приточной вентиляции. В тёплый период года они охлаждают и осушают воздух, в холодный -- подогревают и увлажняют; могут работать совместно с системами отопления или выполнять их функции. Технологическое К. в. осуществляется в изолированных замкнутых помещениях, капсулах и контейнерах.

К. в. впервые начали применять в конце 19 в. для технологических целей в текстильной промышленности. В США в 1897 был запатентован один из основных аппаратов для увлажнения, осушки и охлаждения воздуха водой -- форсуночная камера, а в 1906 предложен используемый в настоящее время метод регулирования влажности воздуха по его температуре точки росы (влагосодержанию) за форсуночной камерой. Комфортное К. в., предположительно, впервые применено в 1922 в кинотеатрах. В 30-х гг. начали изготовлять так называемые автономные кондиционеры.

В СССР К. в. стали применять в 20-х гг. главным образом в текстильной, а позже и в др. отраслях промышленности; заводское производство кондиционеров и оборудования для систем К. в. было организовано в начале 50-х гг.

К. в. предусматривается преимущественно в общественных и административных зданиях, поездах, самолётах, автомобилях, на судах -- для обеспечения комфортных условий; в промышленных зданиях -- для получения продукции, качества которой удовлетворяют требованиям стандартов, а также для обеспечения оптимальных условий труда и повышения его производительности при одновременном уменьшении производственного брака; в жилых домах (главным образом в южных районах); в шахтах и рудниках, в кабинах кранов, тракторов, комбайнов, экскаваторов и др. машин -- для облегчения условий труда; в научно-исследовательских учреждениях -- для проведения экспериментальных работ в строго определённых воспроизводимых климатических условиях, в библиотеках, архивах, музеях, картинных галереях -- для обеспечения наиболее благоприятных условий хранения книг, документов и произведений искусства; в хранилищах пищевых и сельскохозяйственных продуктов -- для создания и поддержания микроклимата, при котором достигаются минимальные потери продукции и сохраняются её вкусовые и питательные качества; в медицинских учреждениях -- для поддержания требуемой чистоты воздуха и в лечебных целях; в сельскохозяйственных зданиях -- для круглогодичного выращивания овощей, фруктов, цветов, выращивания и откорма птицы и др.

Технологическое К. в. в промышленности устраивается с целью обеспечения постоянства влагосодержания материалов, скорости протекания химических и биохимических реакций, процессов кристаллизации, поддержания неизменных температуры и влажности, необходимых для испытания материалов в стандартных условиях, и др. Технологическое К. в. требуется, например, для помещений, в которых изготовляются и обрабатываются гигроскопичные материалы, т. к. температура и относительная влажность воздуха оказывают большое влияние на ход технологических процессов, массу, внешний вид и качество материалов и изделий из них; поддержание постоянной внутренней температуры необходимо при точной обработке инструментов, приборов с допусками порядка 2--3 мкм, т. к. колебания температуры воздуха приводят к недопустимым отклонениям в размерах деталей в процессе их обработки; относительная влажность воздуха (выше 55%), поддерживаемая в некоторых производственных помещениях, практически исключает возможность накопления электростатических зарядов, что особенно важно для производств со взрывоопасной средой. К. в. устраивается более чем в 200 видах производств различных отраслей промышленности. В ряде случаев уровень температуры воздуха внутри производственных помещений определяется комфортными условиями.

Системы К. в. оснащаются средствами для очистки от пыли, нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения воздуха, автоматического регулирования его параметров, контроля и управления. В отдельных случаях системы К. в. осуществляют также одорацию, дезодорацию, регулирование ионного состава (ионизацию), удаление избыточной углекислоты, обогащение кислородом (регенерацию) и бактериологическую очистку воздуха. Воздух приготовляется в кондиционерах. Различают системы К. в. центральные и местные. Центральные системы, как правило, обслуживают несколько помещений, а местные -- одно помещение или часть его. Центральные системы снабжаются извне теплом (доставляемым горячей водой, паром, газом или электричеством), холодом (доставляемым холодной водой от холодильных машин, артезианских скважин, горных рек; хладагентами или растворами солей) и электрической энергией для привода электродвигателей насосов, вентиляторов и компрессоров. Местные системы могут иметь собственные встроенные источники холода и снабжаться извне только электрической энергией для привода холодильных машин, вентиляторов и насосов и питания электрических воздухонагревателей и увлажнителей. В районах с сухим и жарким климатом применяют охлаждение воздуха за счёт испарения воды (испарительное охлаждение). По давлению, создаваемому приточными вентиляторами, различают системы низкого давления -- до 1 кн/м2 (100 кгс/м2), среднего --от 1 до 3 кн/м2 и высокого--более 3 кн/м2. Центральные и местные системы К. в. бывают одно- и двухканальными. Одноканальная система низкого давления включает воздухоприготовительную установку -- кондиционер, каналы и устройства для подачи кондиционированного и удаления отработанного воздуха и приборы автоматического регулирования, дистанционного контроля и управления. Центральные водовоздушные системы (как правило, одноканальные) снабжаются теплом и холодом от тепловых и холодильных станций по одно-, двух-, трёх- или четырёхтрубной системам трубопроводов. Системы К. в. бывают прямоточные и с частичной рециркуляцией внутреннего воздуха. В прямоточных системах осуществляется обработка и перемещение только наружного воздуха, в системах с частичной рециркуляцией (для экономии тепла в холодное время и холода в тёплое время года) обрабатывается и перемещается смесь наружного и части внутреннего воздуха, извлекаемого из обслуживаемых помещений. Необходимые температура и влажность воздуха в помещениях обеспечиваются соответственно воздухоподогревателями и аппаратами для осушки или увлажнения воздуха. В тёплое время года системы К. в. иногда работают совместно с системами радиационного охлаждения. Удаление и рециркуляцию отработанного воздуха, а в ряде случаев и подачу кондиционированного воздуха в конце 60-х гг. стали осуществлять через осветительные приборы с люминесцентными лампами. При этом выделяемое ими тепло используется для подогревания воздуха.

Одноканальные системы выполняются с центральным качественным регулированием, с центральным или местным количественным регулированием, с местными или зональными доводчиками. В многоэтажных административных и гостиничных зданиях получают распространение одноканальные системы среднего давления с подоконными местными эжекционными кондиционерами-доводчиками. Применение этих систем позволяет экономить тепло и холод за счёт рециркуляции внутреннего воздуха в пределах одного помещения, не прибегая к устройству центральной рециркуляции и, следовательно,-- к прокладке рециркуляционных воздуховодов. Перспективны двухканальные системы, в которых по одному из каналов подаётся холодный воздух, а по другому -- тёплый; в каждом помещении или вблизи него по команде терморегулятора в специальной смесительной коробке холодный и тёплый воздух смешивается в необходимой пропорции, и смесь с требуемой температурой вводится в помещение.

В ж.-д. вагонах, автобусах, автомобилях и самолётах, как правило, устраиваются одноканальные системы К. в., снабжаемые холодом от встроенных холодильных машин; на судах применяются одно- и двухканальные системы среднего и высокого давлений.

Устройство К. в. обычно сопряжено с увеличением затрат на строительство и реконструкцию зданий. Однако в промышленных зданиях эти затраты во многих случаях быстро окупаются повышением производительности труда, улучшением качества продукции, снижением производственного брака. Работа многих промышленных предприятий и цехов в современных условиях без К. в. практически невозможна (текстильная, табачная, фармацевтическая, электронно-вакуумная промышленность, точное приборостроение и машиностроение). В дальнейшем К. в. получит широкое распространение. Этому способствуют развитие новых видов производств, остро нуждающихся в поддержании стабильных параметров воздуха; оснащение промышленных предприятий, научно-исследовательских и конструкторских организаций дорогостоящими точными приборами, механизмами и счётно-решающими машинами, правильная и безотказная работа которых возможна только при определенной температуре и влажности воздуха; увеличение объёмов строительства закрытых общественных помещений для длительного пребывания больших количеств людей при необходимости обеспечения круглогодичной и рентабельной эксплуатации этих помещений; применение больших поверхностей остекления в зданиях; отсутствие окон и фонарей в некоторых типах промышленных зданий и т. п.

Физический принцип действия

Зимой влажность воздуха в наших домах (квартирах, офисах, загородных дачах) становится слишком низкой -- 15 - 25% при норме 40 - 60%. Между тем, достаточный уровень влажности -- это не просто комфорт. Здоровье и нормальное самочувствие людей зависят от нее не меньше, чем от оптимальной температуры. В условиях сухости воздуха у людей появляется утомляемость, повышается восприимчивость к болезнетворным микробам и вирусам, поскольку пересыхают слизистые оболочки, выполняющие защитную функцию в организме. Особенно заметно это проявляется у детей. Пониженная влажность сильно сказывается на комнатных растениях -- они плохо растут и начинают сохнуть (для многих цветов нормой является влажность 60 - 90%). Рассыхаются мебель и паркет. Даже кожа человека быстрее стареет при недостаточной влажности.

Для предотвращения всех этих негативных явлений и предназначены бытовые увлажнители воздуха

Принцип действия увлажнителей воздуха

По принципу действия и конструкции увлажнители воздуха бывают четырех типов:

Традиционные или холодные увлажнители

Паровые увлажнители

Ультразвуковые увлажнители

Увлажнители - очистители воздуха

Атомайзеры или увлажнители распылительного типа

Холодные увлажнители

В холодных увлажнителях вентилятор прогоняет воздух через влажный фильтр (увлажняющий картридж), в результате чего воздух незначительно остывает (при испарении вода поглощает тепло) и увлажняется. Производительность таких увлажнителей сильно зависит от влажности воздуха -- чем выше влажность, тем ниже скорость испарения. Но это скорее преимущество, чем недостаток, поскольку влажность воздуха автоматически поддерживается на оптимальном уровне. Холодные увлажнители воздуха должны работать на деминерализованной (в идеале -- на дистиллированной) воде, иначе увлажняющий картридж будет быстро засорятся и его придется часто менять. Если такой возможности нет, то необходимо использовать дополнительный умягчающий картридж, уменьшающий жесткость воды. Производительность холодных увлажнителей 3,5 - 8 литров/сутки при потребляемой мощности 20 - 50 Вт. Стоимость -- от 55 до 150 долларов.

Паровые увлажнители

Паровые увлажнители по принципу действия очень похожи на электрические чайники -- для интенсивного испарения воду доводят до кипения. Паровые увлажнители должны обязательно иметь гигростат (датчик влажности воздуха), отключающий прибор при достижении заданной влажности, иначе влажность воздуха в помещении может существенно превысить оптимальный уровень. Паровые увлажнители часто снабжаются ингаляторными насадками, позволяющими использовать их в медицинских целях. По сравнению с холодными и ультразвуковыми увлажнителями, паровые имеют один недостаток -- большую потребляемую мощность. Производительность паровых увлажнителей 7 - 16 литров/сутки при потребляемой мощности 300 - 600 Вт. Стоимость -- около 70 долларов.

Ультразвуковые увлажнители

Ультразвуковые увлажнители наиболее совершенный и популярный тип увлажнителей воздуха. Они имеют небольшие габариты, малую потребляемую мощность и высокую производительность.

В ультразвуковых увлажнителях используется свойство пьезоэлектриков преобразовывать электрические колебания в механические. На погруженный в воду пьезоэлектрический кристалл подается высокочастотное (ультразвуковой частоты) напряжение, преобразуемое в механическую вибрацию. В водяном слое образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемая кавитация) с выбросом в воздух мелкодисперсных частиц. Поток воздуха, создаваемый вентилятором, подает водяную взвесь в помещение, где она переходит в парообразное состояние. Внешне это выглядит так, как будто внутри увлажнителя кипит вода, однако пар при этом остается холодным.

В ультразвуковых увлажнителях воздуха, также как и в "холодных", необходимо использовать деминерализованную или дистиллированную воду. Эта необходимость объясняется тем, что водяной пар образуется не испарением, а механическим расщеплением воды на мельчайшие капли. При этом в воздух попадают все растворенные в воде вещества, которые в последствии оседают на мебели и стенах, образуя тонкий белый налет. Для уменьшения жесткости воды в некоторых моделях увлажнителей предусмотрена установка картриджа с ионообменной смолой (как в очистителях для воды).

В последнее время в продаже появились ультразвуковые увлажнители с предварительным подогревом воды. В этих приборах вода нагревается до температуры 85 - 90 градусов, при которой погибает большинство содержащихся в воде микроорганизмов. Увлажнители с подогревом также образуют холодный пар, температура которого не превышает 40 градусов.

Некоторые модели ультразвуковых увлажнителей помимо гигростатов снабжены дисплеями и пультами дистанционного управления. Производительность ультразвуковых увлажнителей 7 - 12 литров/сутки при потребляемой мощности 40 - 50 Вт. Стоимость - от 110 до 200 долларов.

Увлажнители - очистители воздуха

Помимо узкоспециализированных увлажнителей воздуха некоторые производители выпускает увлажнители - очистители воздуха или климатические комплексы, которые могут одновременно увлажнять и очищать воздух. Обычно такие увлажнители - очистители воздуха объединяют в одном корпусе два независимых устройства - увлажнитель (как правило, холодного типа) и очиститель с угольным, электростатическим или HEPA фильтром, причем работать они могут как вместе, так и раздельно. Такие приборы имеют световую индикацию степени загрязнения фильтров и датчик уровня влажности в помещении (гигростат). Также существуют увлажнители-очистители, являющиеся разновидностью "холодных" увлажнителей воздуха. Это, так называемые, "мойки воздуха", в которых воздух увлажняется вращающимися пластиковыми дисками, поднимающими воду из резервуара и образующими мелкодисперсную водяную пыль. Полученная взвесь не только оптимально увлажняет всасываемый вентилятором воздух, но и осаждает содержащиеся в нем вредные частицы. Стоимость увлажнителей - очистителей воздуха -- от 250 до 450 долларов. Подробнее о принципе действия очистителей можно почитать на сайте "Очистители воздуха / воздухоочистители".

Атомайзеры или увлажнители распылительного типа

Атомайзеры используются только в промышленности. Их принцип действия основан на распылении мелкодисперсной водяной взвеси, капли которой имеют диаметр 5 - 8 мкм. Полный переход капель в парообразное состояние происходит на расстоянии нескольких десятков сантиметров от сопла форсунки. Увлажнители распылительного типа применяются в текстильной, деревообрабатывающаей, бумажной, табачной, кожевенной отраслях промышленности, в типографиях и теплицах. Атомайзеры обладают высокой производительностью -- от 60 до 230 л/ч и стоимостью, измеряемой в тысячах долларов.

Производители увлажнителей воздуха

Среди производителей бытовых увлажнители воздуха наибольшей популярностью пользуется продукция компаний Honeywell, США (производит увлажнители под торговыми марками BURG и Duracraft), BIONARE (Канада) и Plaston, Швейцария. Plaston производит увлажнители и очистители воздуха под торговыми марками Boneco -- бюджетная серия среднего ценового диапазона и Air-O-Swiss (AOS) -- элитные модели, отличающиеся изысканным дизайном.

Одним из мировых лидеров рынка промышленных увлажнителей, является фирма CAREL, Италия. Увлажнители CAREL могут комплектоваться в зависимости от требований заказчика различными индивидуальными и универсальными контроллерами, датчиками и сетевыми системами управления.

О причинах низкой влажности зимнего воздуха

В рекламных проспектах почти никогда не приводятся причины, по которым влажность воздуха становиться низкой именно зимой. Далее мы немного расскажем о физической природе этого явления.

Количество водяного пара, который может содержаться в воздухе, сильно зависит от температуры -- чем выше температура, тем больше влаги может в нем находится. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами -- относительной и абсолютной влажностью.

Абсолютная влажность показывает сколько грамм водяного пара содержится в одном кубическом метре воздуха. Несмотря на свою наглядность, абсолютная влажность не дает представления о том, насколько воздух влажен или сух. А для определения "сухости" воздуха используется относительная влажность, которая показывает насколько воздух далек от насыщения водяным паром (относительная влажность воздуха равна отношению содержащейся в воздухе влаги к максимальному количеству влаги, которое может содержаться в воздухе при данной температуре). Например, при температуре воздуха 20 °С и 50% относительной влажности в воздухе содержится 8,7 грамм водяного пара -- половина от максимального количества, которое могло бы содержаться в воздухе при данной температуре. Для нас важна именно относительная влажность, поскольку от нее зависит интенсивность испарения влаги с кожи человека, из деревянной мебели и т.п. Что же происходит с влажностью воздуха зимой?

Относительная влажность наружного воздуха в зимний период может быть вполне нормальной -- 60 - 70 %. В то же время абсолютная влажность будет низкой, поскольку холодный воздух не может содержать большое количество водяного пара. При проветривании теплого помещения, холодный воздух с низким содержанием влаги попадает внутрь и нагревается. При этом количество водяного пара в воздухе (абсолютная влажность) не изменяется, но в теплом воздухе могло бы содержаться значительно больше водяного пара, чем в холодном, и относительная влажность уменьшается. Таким образом, вследствие естественной вентиляции, зимой в отапливаемых помещениях влажность воздуха становится ниже нормы в 2 - 3 раза.

Классификация

Полгода мы живем с работающими батареями, месяца три -- с постоянно включенным кондиционером, при этом имеем сухую кожу, ломкие волосы, постоянный насморк и аллергию на все что только можно. Как исправить ситуацию?

Нормальный показатель влажности в помещении для комфортного самочувствия должен составлять 40-55% при температуре 22-25 °С. Если влажность в атмосфере менее 40%, даже у абсолютно здоровых людей появляется сонливость, рассеянность, ухудшается общее самочувствие; менее 30%  - начинает высыхать слизистая оболочка органов дыхания человека, что повышает его восприимчивость к респираторным инфекциям.

Восстановить нужный уровень влаги в воздухе помогут увлажнители - не очень сложные бытовые приборы, доступные каждому.

Первые увлажнители появились в конце 19 века. В 1897 году в США была запатентована форсуночная камера - аппарат для увлажнения, осушки и охлаждения воздуха водой. С 1906 года начали применять метод регулирования влажности воздуха по влагосодержанию форсуночной камерой.

Существует несколько типов увлажнителей воздуха: холодные, паровые, ультразвуковые, увлажнители распылительного типа (атомайзеры), а также увлажнители-мойки воздуха -- приборы, в которых функция увлажнения сочетается с очисткой.

Увлажнители воздуха холодного пара

Увлажнители, использующие холодное испарение, появились уже довольно давно. Поэтому их еще называют классическими или традиционными. Увлажнитель воздуха холодного пара функционирует за счет увлажнения прогоняемого встроенным вентилятором воздуха через влажную губку (фильтр - испаритель). Губка - фильтр обработана антибактериальным составом, очищающим воду для увлажнения воздуха, а также фильтр очищает поступающий воздушный поток от крупных пылинок, уничтожает вредные бактерии и микроорганизмы. Воздух, очищенный и увлажненный, выходящий из увлажнителя, отличается особенной свежестью.

Для обеспечения качественного увлажнения традиционные увлажнители требуют ежедневной замены воды, еженедельной очистки резервуара для воды и фильтра, удаления со стенок известкового налета. За поддержание чистоты воды в приборе отвечает ионизатор - специальный ионизирующий серебряный стержень, который эффективно борется более чем с 650 видами бактерий и вирусов. Такие увлажнители воздуха с встроенными ионизаторами будут дополнительно освежать воздух, насыщая его отрицательно заряженными ионами. Некоторые модели традиционных увлажнителей имеют специальную антибактериальную кассету, которая уничтожает патогенные микроорганизмы.

Главными преимуществами увлажнителей холодного пара является их доступная цена, минимальное потребление электроэнергии, а также невозможность переувлажнения домашнего воздуха. Процесс испарения в них прекращается сам собой, когда относительная влажность в помещении при соответствующей температуре достигает своего максимума. Обычно эти показатели равны: влажность 50-60% при температуре 20-22°С. Таким образом, традиционные увлажнители воздуха для дома благодаря своей саморегулирующейся работе не требуют контроля со стороны пользователя. Если модель увлажнителя холодного испарения оснащена гигрометром, показывающим текущее значение влажности, и гигростатом, точно поддерживающим заданный уровень влажности, то такой прибор будет автоматически выключаться и включаться для создания и поддержания индивидуально заданного влажностного режима для данного помещения.

К разновидности холодных увлажнителей относятся и так называемые «мойки воздуха». Можно выделить два типа этих приборов: «мойки воздуха» помпового типа и дисковые «мойки». «Мойки воздуха» помпового типа работают так же, как традиционные увлажнители, с той лишь разницей, что увлажненный в фильтре-испарителе воздушный поток дополнительно проходит через водяную завесу. Вода засасывается из поддона небольшим водяным насосом (помпой) и подается к верхнему краю испарительного фильтра, откуда падает вниз, одновременно промывая, увлажняя и до некоторой степени очищая комнатный воздух.

Дисковые «мойки воздуха» функционируют несколько иначе. Очистка воздуха в них происходит примерно так же, как в природе во время дождя, а увлажнение -- по принципу холодного испарения. Воздух увлажняется вращающимися пластиковыми дисками, которые с небольшими зазорами собираются в пакеты (примерно по 20 шт.). Пакеты частично погружены в емкость с водой и приводятся в движение электромотором. Благодаря особой технологии обработки, поверхность дисков всегда остается влажной. Сухой воздух из помещения засасывается вентилятором в корпус увлажнителя, проходит между увлажненными дисками, насыщается влагой, образуя мелкодисперсную водяную пыль, которая оптимально увлажняет воздух и осаждает содержащиеся в нем вредные частицы на поверхности дисков, которые смываются в заполняющую емкость воду.

В «мойках воздуха» дискового типа воздух из помещения прогоняется между пластинами вращающегося дискового барабана с помощью вентилятора.

Увлажнители воздуха горячего пара

Работа паровых увлажнителей горячего пара происходит за счет испарения воды в резервуаре, нагретой до температуры кипения и выходящей интенсивной струей горячего пара в помещение. Не нужно путать работу таких увлажнителей с работой электрического чайника. В паровом увлажнителе вместо нагревательного элемента воду нагревают два электрода, опущенных в нее. Когда вода в бачке увлажнителя вся испаряется, то прибор сам отключается. Преимуществом этого типа увлажнителей является стерильно чистый пар, выходящий в помещение. Ведь при кипячении воды все микробы погибают, а соли и примеси оседают в виде накипи на стенках бачка, которая удаляется при чистке прибора.

Если сравнивать увлажнители горячего пара с увлажнителями холодного пара, то они считаются наиболее производительными и быстрее других насыщают воздух в помещении влагой. Поэтому паровые увлажнители требуют контроля со стороны пользователя за влажностью в помещении, иначе в комнате очень быстро можно достигнуть субтропических климатических показателей с влажностью близкой к 100%. Из этого следует, что при выборе увлажнителя горячего пара, прибор должен быть обязательно оснащен встроенным гигрометром и гигростатом для автоматического контроля увлажнения воздуха в помещении. Если такая функция климат-контроля в паровом увлажнителе отсутствует, то гигрометр и/или внешний гигростат необходимо покупать дополнительно. Существуют модели программируемых внешних гигростатов, которые, соединяясь с паровым увлажнителем, автоматически могут контролировать, включая и выключая прибор, в зависимости от требуемого уровня влажности.

По энергопотреблению увлажнители горячего испарения считаются наиболее мощными, однако благодаря своей высокой производительности за счет быстрого увлажнения помещения, подключенными к электросети они находятся непродолжительное время, что делает потребление электроэнергии таким прибором в разумных пределах. кондиционер увлажнитель воздух

Увлажнители воздуха ультразвуковые

Ультразвуковые увлажнители можно назвать наиболее современными приборами для увлажнения воздуха, так как технически они наиболее оснащенные с автоматизацией многих функций. Так, встроенные гигрометр и гигростат у таких увлажнителей, как правило, обычное дело. При этом необходимый уровень влажности задается, как пользователем, так и встроенной электроникой, то есть требуемая оптимальная влажность в помещении будет регулироваться и поддерживаться автоматически. Помимо этого, ультразвуковые увлажнители могут иметь и такие функции, как регулирование интенсивности выхода пара, функцию бесшумного режима работы на пониженных оборотах, подсветка панели с автоматическим отключением, дистанционное управление, автоотключение при недостатке воды и датчик загрязнения фильтров. А также ультразвуковые увлажнители могут иметь встроенный жидкокристаллический дисплей, на котором наглядно отображаются все технические параметры работы прибора.

Ультразвуковые увлажнители воздуха имеют высокую производительность при минимальном потреблении электроэнергии. Высокая популярность среди потребителей на ультразвуковые увлажнители объясняется их наиболее эффективной работой по увлажнению воздуха, которую можно увидеть визуально по клубящемуся вокруг увлажнителя холодному туману. Принцип работы ультразвуковых увлажнителей основан на преобразовании воды в водяную пыль с помощью ультразвуковых колебаний. Вода в камере парообразования попадает на мембрану, которая вибрирует с высокой частотой и таким образом дробится до состояния водяной пыли. Встроенным вентилятором воздух засасывается из помещения и увлажняется, проходя через полученную водяную пыль под давлением. Далее полученный увлажненный воздух в виде тумана выпускается из увлажнителя в помещение. Выходящий из увлажнителя увлажненный воздух имеет холодную температуру, поэтому абсолютно безопасен для окружающих.

Увлажнители распылительного типа (атомайзеры)

Атомайзеры используют только в промышленности, так как для их работы необходим ряд условий и приспособлений. Тем более что у них огромная производительность, которая в быту ни к чему. Принцип их действия основан на распылении мелкодисперсной водяной взвеси при помощи форсунок, капли которой имеют в диаметре 5-8 мкм. Окончательный переход воды в газообразное состояние происходит на расстоянии в несколько десятков сантиметров от ее сопла.

Производительность атомайзеров доходит до 230 литров в час.

Помимо сложных увлажняющих приборов сегодня модной тенденцией становится размещать в интерьере миниатюрные фонтаны, напоминающие городскому жителю о прекрасной и загадочной водной стихии.

Под названием «домашние фонтаны» специалисты объединяют большую группу совершенно разных на вид устройств, в которых «главным действующим лицом» выступает льющаяся вода.

Следует учитывать, что избыточная влажность в помещении может привести к дискомфорту. Поэтому специалисты советуют перед принятием решения о приобретении увлажнителя воспользоваться каким-либо измерителем влажности в помещении и принимать решение о приобретении и эксплуатации прибора, опираясь на его показания. Жарким засушливым летом или в зимний отопительный сезон использование увлажнителя может быть оправдано, но от включения прибора без крайней нужды следует воздержаться: излишняя влажность может привести к запотеванию окон, отсыреванию стен, постоянной сырости и возникновению плесени.

Принцип действия

Говоря о качестве воздуха в квартире, нельзя не обратить внимания на такой необходимый для комфортного существования параметр, как влажность. Нормальный показатель влажности в помещении для комфортного самочувствия людей, в соответствии с санитарными нормами, должен составлять 40-55% при температуре 22-25 °С. При содержании влаги в атмосфере менее 40% даже у абсолютно здоровых людей появляется сонливость, рассеянность, ухудшается общее самочувствие. Недостаток влаги в воздухе способствует накоплению статического электричества и препятствует оседанию комнатной пыли, а при влажности менее 30% начинает высыхать слизистая оболочка органов дыхания человека, что повышает его восприимчивость к респираторным инфекциям. А ведь в зимнее время в городских квартирах с центральным отоплением показатель влажности порой опускается ниже 20 %. Эта чрезмерная сухость воздуха в жилых помещениях, по мнению врачей, и провоцирует в осенне-зимне-весенний период заболевания дыхательных путей.

Чтобы понять, почему в отапливаемых помещениях в зимнее время происходит такое существенное снижение влажности воздуха, обратимся к курсу физики. Известно, что влажность воздуха в значительной степени зависит от его температуры: чем сильнее прогревается воздух, тем большее количество влаги он может содержать. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами -- относительной и абсолютной влажностью. Относительная влажность воздуха представляет собой отношению содержащейся в воздухе влаги на данный момент к максимальному количеству влаги, которое вообще может в нем содержаться при данной температуре; иными словами, относительная влажность показывает, насколько воздух далек от насыщения водяным паром. Поэтому, например, над водной гладью океана или моря относительная влажность воздуха довольно высокая (более 80%); а в жарких пустынных местностях -- очень низкая (менее 10%).

Абсолютная влажность просто определяет количество (в граммах) водяного пара, содержащегося в одном кубометре воздуха. Зная только этот параметр, нельзя определить, насколько воздух влажен или сух, поскольку в зависимости от температуры при одной и той же абсолютной влажности воздух может быть и сухим, и влажным. Чем выше температура, тем большее количество влаги может в нем содержаться. Предельное количество водяных паров, насыщающих воздух при данной температуре, называют максимальной влажностью -- далее влага выпадает из воздуха в виде осадков.

Интенсивность испарения влаги зависит от относительной влажности воздуха. Поэтому, например, зимой при нормальной относительной влажности абсолютная влажность может быть достаточно низкой, поскольку холодный воздух не может содержать большое количество водяного пара. При проветривании теплого помещения холодный воздух с низким содержанием влаги попадает внутрь и нагревается. При этом количество водяного пара в воздухе -- абсолютная влажность -- не изменяется, а относительная -- уменьшается (ведь в теплом воздухе могло бы содержаться значительно больше водяного пара, чем в холодном). Поэтому-то зимой в отапливаемых помещениях влажность воздуха опускается вдвое и даже втрое ниже установленной нормы. Для предотвращения этих негативных явлений можно воспользоваться приборами, которые так и называются -- бытовые увлажнители воздуха.

Рис. 55. Схема холодного увлажнителя традиционного типа:
1 -- испарительные фильтры; 2 -- вентилятор

Существует несколько типов увлажнителей воздуха: холодные (традиционные), паровые, ультразвуковые, увлажнители распылительного типа (атомайзеры), а также увлажнители-очистители --- приборы, в которых функция увлажнения сочетается с очисткой воздуха. Холодные, или традиционные, увлажнители оснащаются вентилятором, засасывающим сухой воздух из помещения и прогоняющим его через фильтр-испаритель. Схема холодного увлажнителя традиционного типа показана на рис. 55.

В традиционном увлажнителе сухой воздух из помещения прогоняется через влажные испарительные фильтры вентилятором. Фильтр изготавливается из специальным образом подготовленной целлюлозы, которая за счет капиллярного эффекта интенсивно впитывает в себя влагу из поддона и поэтому постоянно увлажнена. В корпусе прибора обычно находится одна или две емкости, из которых вода подается в поддон, а оттуда -- на сменный фильтр-испаритель. Движущийся воздушный поток насыщается водяными парами, а нежелательные примеси оседают на поверхности фильтра. Чем выше влажность воздуха, тем ниже производительность холодного увлажнителя; таким образом, прибор автоматически поддерживает влажность воздуха на оптимальном уровне. К определенному недостатку холодных увлажнителей можно отнести то, что для их работы требуется использование деминерализованной или дистиллированной воды. При использовании водопроводной воды, плохо очищенной и жесткой, увлажняющий картридж быстро засорится и потребует замены. Использование водопроводной воды может допускаться только в случае, если прибор дополнительно снабжается специальным умягчающим картриджем, уменьшающим жесткость воды.

К разновидности холодных увлажнителей относятся и так называемые «мойки воздуха». Можно выделить два типа этих приборов: «мойки воздуха» помпового типа и дисковые «мойки». «Мойки воздуха» помпового типа работают так же, как традиционные увлажнители, с той лишь разницей, что увлажненный в фильтре-испарителе воздушный поток дополнительно проходит через водяную завесу. Вода засасывается из поддона небольшим водяным насосом (помпой) и подается к верхнему краю испарительного фильтра, откуда падает вниз, одновременно промывая, увлажняя и до некоторой степени очищая комнатный воздух.

Дисковые «мойки воздуха» функционируют несколько иначе. Очистка воздуха в них происходит примерно так же, как в природе во время дождя, а увлажнение -- по принципу холодного испарения. Воздух увлажняется вращающимися пластиковыми дисками, которые с небольшими зазорами собираются в пакеты (примерно по 20 шт.). Пакеты частично погружены в емкость с водой и приводятся в движение электромотором. Благодаря особой технологии обработки, поверхность дисков всегда остается влажной. Сухой воздух из помещения засасывается вентилятором в корпус увлажнителя, проходит между увлажненными дисками, насыщается влагой, образуя мелкодисперсную водяную пыль, которая оптимально увлажняет воздух и осаждает содержащиеся в нем вредные частицы на поверхности дисков, которые смываются в заполняющую емкость воду. Схема увлажнителя дискового типа показана на рис. 56.

Рис. 56. Схема увлажнителя дискового типа:
1 -- дисковый барабан; 2 -- вентилятор

В «мойках воздуха» дискового типа воздух из помещения прогоняется между пластинами вращающегося дискового барабана с помощью вентилятора. К увлажнителям холодного типа можно отнести также кулеры (от англ. cooler -- «холодильник»), иногда называемые кондиционерами испарительного типа, что, строго говоря, неверно, поскольку его конструкция совсем иная: прибор не имеет ни компрессора, ни теплообменников, ни хладагента. Небольшое понижение температуры в таких устройствах действительно имеет место за счет испарения воды (в резервуар кулера рекомендуется класть кусочки льда из холодильника), но оно очень незначительно и кратковременно. Достичь ощутимой прохлады за счет такого процесса в условиях достаточно влажного климата практически невозможно: через некоторое время температура воздуха вновь поднимается, а в сочетании с повышенной влажностью жара переносится еще тяжелее.

Паровые увлажнители, как вполне понятно из названия, увлажняют воздух испаряя воду, поэтому при эксплуатации такого прибора очень важно следить за тем, чтобы влажность воздуха в помещении не превысила оптимальный уровень. В большинстве случаев паровые увлажнители снабжаются специальным датчиком влажности воздуха (гигростатом), который отключает прибор при достижении нужной степени влажности. Если паровой увлажнитель не оборудуется встроенной системой регулирования влажности, то можно укомплектовать прибор отдельным выносным гигростатом, который отключит испаритель сразу после того, как в помещении уровень влажности достигнет нужной отметки. При понижении влажности гигростат вновь включит устройство. Без использования гигростата пароувлажнители используются, например, в теплице, где приемлема относительная влажность воздуха до 90-100%.

Особенно внимательно следует отнестись к моделям простых конструкций, которые не оборудованы вентилятором и увлажняют воздух только на небольшом расстоянии вокруг прибора. Такие увлажнители, в частности, не рекомендуется устанавливать ближе 15 см от оклеенной обоями стены, чтобы обои не отклеились.

Работу парового увлажнителя можно сравнить с функционированием обычного чайника, поскольку здесь жидкость также доводится до кипения. Паровой увлажнитель имеет устойчивое основание, ручку для перемещения и отверстие для выхода пара. Для работы парового увлажнителя может использоваться обычная водопроводная или минеральная вода. Система нагревания воды состоит из двух металлических стержней, погруженных в воду. Через воду от одного электрода к другому проходит электрический ток, в результате чего вода нагревается до температуры кипения (при 100 °С большинство микроорганизмов погибает, поэтому можно говорить о гигиеничности прибора) и выходит в виде пара. Когда влага улетучивается, электрическая цепь естественным образом размыкается и нагрев прекращается. Пар на выходе всегда абсолютно чист, поскольку все соли остаются в резервуаре; однако именно по этой причине необходимо регулярно тщательно промывать емкость, в идеале -- перед каждым использованием. Кроме того, необходимо периодически (1-2 раза в месяц, в зависимости от жесткости воды) удалять известковый налет с элементов насадки.

Температура корпуса работающего парового увлажнителя невысока -- до него можно дотрагиваться без риска получить ожог. Однако струя пара, подаваемая прибором, представляет собой определенную опасность и может обжечь уже на расстоянии примерно 10 см от паропропускного отверстия. По этой причине паровой увлажнитель нельзя использовать в детских, а также оставлять детей без присмотра в помещении, где работает этот прибор.

Рис. 57. Схема парового увлажнителя:1 -- электроды парового увлажнителя; 2 -- защитная колба

Кроме того, в некоторых случаях дискомфорт может вызывать тихий, но отчетливый шум кипящей воды в работающем приборе. Схема парового увлажнителя показана на рис. 57. Между электродами парового увлажнителя, расположенными в защитной колбе, через воду протекает электрический ток, в результате вода закипает, пар поступает в помещение. В комплект увлажнителя могут входить специальные насадки, позволяющие использовать прибор в медицинских целях, а также контейнер для ароматизирующих добавок. Паровые увлажнители, как правило, имеют достаточно большую потребляемую мощность (300-600 Вт) по сравнению с увлажнителями другого типа.

Ультразвуковые увлажнители представляют собой наиболее совершенный тип этого прибора. Принцип работы ультразвукового увлажнителя основан на свойстве пьезоэлектриков преобразовывать электрические колебания в механические. Прибор функционирует следующим образом: на погруженный в воду пьезоэлектрический кристалл подается напряжение ультразвуковой частоты, которое преобразуется в механическую вибрацию. Благодаря вибрации пьезоэлемента, в водяном слое образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемое явление кавитации), и в воздух выбрасываются мелкодисперсные частицы в виде взвеси. Иными словами, попадающая на пьезоэлемент вода расщепляется на мельчайшие капельки и образует над ним своеобразный микроскопический фонтанчик, облачко тумана, которое вместе с потоком воздуха, создаваемым вентилятором, направляется в помещение, где и переходит в парообразное состояние. Схема ультразвукового увлажнителя показана на рис. 58.

Рис. 58. Схема ультразвукового увлажнителя:
1 -- пьезоэлемент; 2 -- электроды

В ультразвуковом увлажнителе пьезоэлемент превращает воду в туман. Возможен предварительный нагрев воды электродами. Поскольку энергия для испарения отбирается непосредственно из воздуха помещения, температура в нем может незначительно понизиться. По сравнению с другими разновидностями увлажнителей, преимуществом ультразвуковых приборов является точный контроль влажности и нормальная температура выходящего пара (не более 40 °С). Кроме того, ультразвуковые увлажнители, как правило, достаточно компактны, отличаются небольшой потребляемой мощностью (40-50 Вт) и вместе с тем -- сравнительно высокой производительностью, а шум при их работе практически незаметен. Поэтому такие приборы получили в настоящее время широкое распространение.

Для удобства пользования увлажнители могут быть снабжены не только датчиками влажности, но и дисплеями и пультами дистанционного управления. Для работы ультразвуковому увлажнителю, так же как и холодному увлажнителю, требуется деминерализованная или дистиллированная вода, поскольку (в отличие от паровых увлажнителей и увлажнителей-очистителей) в ультразвуковых приборах вместе с разбивающейся на микроскопические капельки водой распыляются и все содержащиеся в ней примеси. Таким образом, использование обычной водопроводной воды или минеральной, в которой содержатся соли в высокой концентрации, может привести к тому, что на стенах, мебели и листьях растений скоро появятся пятна белого солевого налета.

Специалисты рекомендуют использовать в данных увлажнителях только дистиллированную воду. Однако в последнее время появились увлажнители новых конструкций, снабженные встроенным фильтром (картриджем), содержащим ионообменную смолу. Теоретически для работы такого прибора водопроводная вода подходит, однако на практике уже после нескольких месяцев эксплуатации с использованием городской водопроводной воды, недостаточно хорошо очищенной и содержащей хлор, фильтр требует замены.

Конструкция некоторых ультразвуковых приборов позволяет перед распылением воды подогревать ее в специальном отсеке, куда влага поступает из бачка увлажнителя. В процессе подогревания температура воды повышается до 80-86 °С и за счет этого многие вредоносные бактерии и микробы погибают. Образуемый на выходе пар имеет температуру 40 °С, поэтому устройство безопасно в эксплуатации. Таким образом, приборы этого типа соединяют в себе достоинства как паровых, так и ультразвуковых увлажнителей. Для того чтобы не допустить переувлажнения помещения, ультразвуковые увлажнители часто оснащаются встроенным гигростатом. Если гигростат не входит в комплект, специалисты рекомендуют отдельно приобрести такой прибор (выносной гигростат).

Необходимый уровень влажности и интенсивности увлажнения устанавливается с помощью регулирующих ручек, а в моделях с электронным управлением -- задается на панели управления пульта дистанционного управления. Кроме того, существует возможность автоматического режима работы прибора. Работая в автоматическом режиме, увлажнитель, в зависимости от температуры в помещении, самостоятельно выбирает и поддерживает оптимальную влажность, при этом необходимая информация может отражаться на специальном дисплее.

Если ультразвуковое устройство снабжается таймером, можно выбирать продолжительность его работы: задавать ограниченное время или устанавливать увлажнитель на непрерывную работу. После полного опустошения бачка испарителя агрегат автоматически отключается -- сигнал подают специальные датчики порожнего состояния. О необходимости вымыть прибор также сообщают специальные датчики загрязнения. Хотя следует заметить, что при правильной эксплуатации уход за ультразвуковыми увлажнителями несложен: при образовании значительного известкового налета устройство чистится обычной сухой и чистой малярной кисточкой из не слишком жесткой щетины. Для очистки водной емкости можно использовать бытовые химические средства для удаления накипи.

Увлажнители распылительного типа, или атомайзеры, работают по принципу распыления мелкодисперсной водяной взвеси -- микроскопических капелек влаги, которые через некоторое время переходят в парообразное состояние. Этот тип увлажнителя в быту практически не используется, поскольку прибор обладает очень высокой производительностью и стоимостью. Атомайзеры часто применяются в бумажной и деревообрабатывающей промышленности, в теплицах, табачной и текстильной отраслях.

Рис. 59. Увлажнитель-очиститель воздуха:
1 -- отверстия для выхода увлаженного и очищенного воздуха; 2 -- выключатель сетевого питания; 3 -- индикаторная лампа питания; 4 -- основной корпус; 5 -- кабель; 6 -- отверстия для забора воздуха; 7 -- отверстие для залива воды; 8 -- фильтр; 9 -- окно уровня воды; 10 -- водяной бак

Увлажнители-очистители воздуха -- это климатические комплексы, которые одновременно с увлажнением очищают воздух благодаря тому, что в одном корпусе объединены два независимых устройства: увлажнитель и очиститель с нужным фильтром. Как правило, используются увлажнители холодного типа, а фильтр может быть угольным, электростатическим или изготовленным из специального материала НЕРА.

На рис. 59 изображен увлажнитель-очиститель, оснащенный фильтром НЕРА. Благодаря фильтру, адаптированному к воде, увлажнитель способен дополнительно очищать воздух в помещении, освежать его и устранять неприятные запахи. Фильтр очищает залитую в прибор воду, задерживая в себе нежелательные примеси, находящиеся в воде: молекулы кальция, магния, хлора и прочие. Антибактериальная пропитка фильтра способствует очистке помещения от различных бактерий и аллергенов; кроме того, воздух очищается от пыли и табачного дыма.