После переезда в новую квартиру или установки пластиковых окон владельцы жилого помещения сталкиваются с проблемой запотевших окон. Это безобидное, на первый взгляд, обстоятельство может перерасти в более серьёзные проблемы: испорченная мебель, постоянный неприятный запах, ухудшившееся состояние здоровья. У всех этих проблем есть одно объяснение – повышенная влажность воздуха. Решается всё покупкой осушителя воздуха. Что это такое, какие виды бывают и как выбрать осушитель для конкретной квартиры, — обо всём можно прочитать ниже.
Квартира – это то место, где человек чувствует себя максимально комфортно. К сожалению, чрезмерная влажность воздуха может негативно повлиять на самочувствие жильцов. В такой ситуации сложно говорить о комфорте и уюте. Человек ощущает дискомфорт при влажности 55-60% и выше.
Жилец обычно обращает внимание на эти признаки при их первом появлении. Главное – сразу осознать, что у вас есть проблема. Не надо доводить ситуацию до критического состояния. Ведь в результате беспечности и невнимательности ваш дом подвергается необратимым изменениям. Кроме того, портится не только мебель и окружающая обстановка, но и ваше здоровье. Плесень, грибок активно размножаются. Их споры попадают в воздух, которым дышат все жильцы помещения. Появляются аллергические реакции, увеличивается вероятность развития заболевания лёгких. Климат квартиры и состояние здоровья её жильцов неразрывно связаны.
Помимо этого, на влажность оказывает влияние и температура воздуха.
При наличии хотя бы одной причины восстановление нормального микроклимата квартиры жизненно важно. Иногда можно легко устранить причину повышенной влажности. Например, поставить вытяжной шкаф. В ином случае потребуется покупка осушителя воздуха.
В квартирах используют бытовые осушители, производительность которых, в отличие от производительности промышленных, рассчитана как раз на жилые помещения. Прибор устанавливают в одной из комнат или покупают специально для ванной.
Помимо указанных случаев, осушитель может понадобиться во время ремонта для быстрой сушки строительных материалов, после затопления квартиры соседями или для ликвидации последствий от протекших труб.
Осушитель воздуха для квартиры регулирует уровень влажности жилого помещения. Этот незаменимый прибор спасает от порчи имущества, запотевания окон и других неприятных последствий повышенной влажности.
Принцип работы зависит от вида осушителя воздуха. Существует 3 вида этой бытовой техники:
Первые выполняют свою функцию за счёт обмена воздуха квартиры и свежего воздуха с улицы. Это очень затратный метод. К тому же он бесполезен в районах с влажным климатом. Таким образом, для дома подобный прибор лучше не выбирать.
Второй вид техники осушает воздух за счёт использования специальных химических веществ, которые поглощают влагу – адсорбентов. Их надо периодически менять или сушить. Устройство работает бесшумно, но менее эффективно. Используют его при минусовых температурах. Поэтому использовать лучше в погребах, гаражах, но не квартирах.
И, наконец, конденсационные. Эта разновидность осушителя воздуха для квартиры работает при температуре +15-18 градусов и выше, идеально подходит для жилых помещений. В основе его работы лежит эффект конденсации. То есть газообразное вещество переходит в жидкое состояние.
Обратите внимание, что на выходе воздух теплее на несколько градусов. Так что средняя температура помещения может незначительно повыситься.
Для эффективной работы прибора все окна и двери в помещении должны быть закрыты.
Перед покупкой воздухоосушителя не лишним будет предварительно купить гигрометр и измерить уровень влажности. Во-первых, так вы убедитесь, что проблема действительно существует. Во-вторых, определитесь, в какие комнаты нужен осушитель.
Если покупка всё же необходима, следует определиться с желаемыми параметрами устройства.
Желательно сразу определиться с необходимой вашему помещению производительностью. Чтобы её вычислить можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, в основе работы которых лежит инженерная формула. Некоторые предлагают высчитывать по простой формуле, для чего необходимо площадь помещения умножить на 0.7. Но в результате получится лишь приблизительное число. При подсчёте не учитываются влажность и температура.
Лучше покупать прибор с небольшим запасом производительности, так как в ином случае он будет работать без перерыва и перегреваться. Слишком большая производительность тоже не нужна, так как ей сопутствует повышенный уровень шума.
Прежде чем определиться с оптимальной мощностью, решите для себя, как часто и с какой продолжительностью вы планируете пользоваться техникой.
Некоторые приборы создаются по принципу 2 в 1. Например, одновременно осушитель и очиститель воздуха. Или осушитель и ионизатор воздуха. Не зря иногда их называют климатическими комплексами, ведь они поддерживают комфортную по всем параметрам обстановку в комнате или сразу всём жилом помещении.
Рынок предлагает широкий ассортимент осушителей воздуха. Разные фирмы, как правило, не предлагают товары, сильно различающиеся между собой. Обычно они отличаются дизайном и материалом изготовления. Поэтому в первую очередь надо обращать внимание на требуемые параметры и дополнительные функции.
Страна производства – Китай.
Габариты – 51х35х24.5 см.
Вес – 14 кг.
Производительность – 20 л/сутки.
Воздухообмен – 170 м 3 /ч.
Объём бака – 3 л.
Мощность – 440 Вт.
Примерная цена – 12 500 руб.
Компактный осушитель воздуха серебристого цвета, помимо основной функции, ионизирует воздух. Легко регулируется с помощью электронного управления. Для удобства оснащён электронным дисплеем. Имеет индикатор заполнения бака.
Страна производства – Китай.
Габариты – 61х38х28.5 см.
Вес – 18.5 кг.
Производительность – 30 л/сутки.
Воздухообмен – 275 м 3 /ч.
Объём бака – 6 л.
Мощность – 500 Вт.
Примерная цена – 14 300 руб.
Благодаря стильному дизайну, впишется в любой интерьер. Из-за большого веса его сложнее будет переносить из комнаты в комнату, поэтому при покупке желательно определиться с помещением, где он будет преимущественно использоваться. Электронный дисплей показывает текущий, заданный уровень влажности и температуру в помещении. Выполняет также функцию очистителя воздуха.
Страна производства – Китай.
Габариты – 49х36.5х22 см.
Вес – 11.5 кг.
Производительность – 10 л/сутки.
Воздухообмен – 120 м 3 /ч.
Объём бака – 2 л.
Мощность – 250 Вт.
Примерная цена – 12 200 руб.
Мощный бытовой прибор с механическим управлением. Имеется встроенный гигростат и фильтр для очистки воздуха. Автоматически отключаётся при наполнении бака конденсатом.
Габариты – 38.6х25х23 см.
Вес – 8.5 кг.
Производительность – 15 л/сутки.
Воздухообмен – 51 м 3 /ч.
Объём бака – 2 л.
Мощность – 205 Вт.
Примерная цена – 11 000 руб.
Компактный прибор, оснащённой системой подавления шума, станет отличным помощником в борьбе с повышенной влажностью. Встроенный гигростат позволит регулярно следить за эффективностью работы осушителя. Удобный электронный дисплей и сенсорное управление добавляют преимущества перед другими моделями.
Страна производства – Китай.
Габариты – 52.5х44.5х20 см.
Вес – 8.5 кг.
Производительность – 9 л/сутки.
Воздухообмен – 200 м 3 /ч.
Объём бака – 3.5 л.
Мощность – 470-780 Вт.
Примерная цена – 12 000 руб.
Адсорбционный осушитель работает даже при отрицательных температурах. Работает на 2 скоростях. В него встроен угольный фильтр. Есть возможность контролировать уровень наполнения ёмкости для сбора конденсата.
Название | |||||
Тип | Осушитель воздуха | Осушитель воздуха | Осушитель воздуха | Осушитель воздуха | Осушитель воздуха |
Управление | электронное | Электронное/Сенсорное | электронное | электронное | электронное |
Габариты (ШхВхГ) | 350х510х245 мм | 610x380x265 мм | 485x340x190 мм | 386х250х230 мм | 200х445х525 мм |
Емкость резервуара для конденсата | 3 л | 4,8 л | 2 л | 2 л | 3,5 л |
Максимальный воздухообмен | 20 л | 30 л | н.д. | н.д. | н.д. |
Цена | от 13250 руб. | от 14590 руб. | от 16490 руб. | от 11950 руб. | от 13800 руб. |
Где купить |
Избыток влаги приводит ко многим неприятностям: появляется грибок, вещи дольше сохнут, а одежда в шкафах приобретает специфический запах. Такие условия негативно сказываются и на здоровье человека. Значит, нужно бороться с высокой влажностью в комнате. Один из способов устранить такой недостаток – купить поглотитель влаги.
Больше прочих видов распространен вариант, который работает на основе принципа конденсации пара. Основные узлы конструкции: радиатор (испаритель), вентилятор, капиллярная трубка, конденсатор, емкость для жидкости и компрессор. Влажный воздух попадает на испаритель, температура которого ниже, чем окружающей среды в помещении. В результате образуется конденсат, затем жидкость попадает в емкость, предназначенную для сбора воды.
Осушение воздушной среды в приборе уже произошло, осталось повысить температуру до нормального уровня. Для этой цели используется конденсатор. Воздух проходит через него под воздействием вентилятора. После всех этапов микроклимат в помещении нормализуется. Существуют и другие влагопоглотители, например, действующие на основе метода адсорбции. В этом случае основой конструкции является сорбент.
Воздухоосушитель используют в разных целях:
Встречаются различные виды этой техники. Осушитель воздуха для квартиры или частного дома используют бытовой, потому как он способен выделить в сутки жидкость в количествах от 10 до 100 л. Промышленные аналоги действуют намного эффективнее и могут устранить влагу свыше 100 л, их нецелесообразно применять в быту. Для квартиры осушители представлены следующими разновидностями:
Последний из вариантов отличается небольшими габаритами, потому как эти модели предназначены для установки на столе, работают от розетки. Настенные приборы монтируют на вертикальной поверхности. Напольный аналог характеризуется крупными габаритами, что не позволяет расположить модель на столе или стене. Однако данный вариант способен осушить большие объемы пара, по этой причине его используют на объектах со значительной площадью, а также интенсивным увлажнением воздушной среды. Кроме того, существуют универсальные приборы и поглотители влаги скрытой установки.
Воздухоосушители подразделяются на группы в соответствии с отличиями в принципах действия:
Выбор такой техники широк. Чтобы в дальнейшем не возникало проблем при эксплуатации, рекомендуется обращать внимание на качество сборки прибора и марку. Пользуется популярностью продукция Dantherm, Ballu (модели BDM, BDH), Timberk, NeoСlima, Mitsubishi Electric, Master, Lazer. Можно подобрать исполнение по способу установки (на стену, пол, универсальный), принципу действия, подходящей цене.
Бытовые приборы данной категории предлагаются в пределах 15000-35000 рублей. Можно купить осушитель недорого, но по функциям такие модели будут проще. Производители предлагают модели в разных ценовых категориях. Например, Ballu выпускает функциональный осушитель BDM с функцией ионизации, ароматизации, высокой производительностью и возможностью влагоудаления 30 л/сут. (цена 20000 рублей).
Другую модель из каталога Ballu BDH можно купить за 18000 рублей, при этом производительность ниже и отсутствуют дополнительные функции. Каждый из приборов способен осушить разную по величине площадь. Стоимость некоторых моделей при одинаковых показателях влагоудаления или других параметров может отличаться. Если купить в интернет-магазине, цена будет ниже.
Прежде, чем заказать влагопоглотитель для квартиры, следует опираться на ряд критериев:
Оказывается это столь же плохо!
Что определяет комфортность самоощущения человека в помещении? Если отвлечься от таких факторов, как настроение и компания, то, на самом деле, только четыре основных фактора:
О чрезмерно низкой влажности и ее негативном влиянии на человека и окружающую среду хорошо известно. А если влажность, наоборот, чересчур высока?
Оказывается это столь же плохо. В сутки человек, в среднем, теряет около 900 грамм влаги (около 300 грамм с выдыхаемым воздухом и около 600 – через испарение с поверхности кожи). Это считается нормальным. При избыточной влажности воздуха процесс испарения затрудняется, поглощение влаги с вдыхаемым воздухом увеличивается. Это приводит к учащению дыхания, вызывает чувство дискомфорта, ухудшает самочувствие человека, приводит к быстрому утомлению. В условиях повышенной температуры в помещении, повышенная влажность может привести к перегреву организма.
Особенно важно поддержание невысокой влажности для аллергиков и астматиков. При превышении 50-60% относительной влажности, заметно активизируется рост плесени, увеличивается популяция домашних пылевых клещей, многократно ухудшается аллергенный фон в помещении.
Решить все эти проблемы помогут осушители воздуха . Приборы, основанные на различных физических принципах, помогут снизить влажность воздуха в помещении, автоматически поддерживать комфортные условия окружающей среды.
Чрезмерная влажность – это столь же плохо, как и большая сухость воздуха. Она негативно сказывается на самочувствии человека.
Кроме того, существуют и другие последствия: ухудшается окружающая обстановка, портятся вещи, а также элементы несущих конструкций.
В результате избыточной влажности в помещении вспучивается паркет и коробятся обои, разбухают двери, стены покрываются огромными пятнами плесени, через некоторое время вещи начинают отсыревать и неприятно пахнуть.
К тому же может испортиться мебель с картинами, различные музыкальные инструменты, детали, изготовленные из дерева, поражаются вредными микроорганизмами. Дом переполнен микроспорами плесени и приобретает неприятный запах.
С повышенной влажностью в доме можно бороться с помощью такого классического способа, как проветривание, а можно воспользоваться современным осушителем воздуха для квартиры.
Усовершенствованное оборудование работает на основе разных физических принципов, которые способствуют снижению влажности в комнате, а также постоянно поддерживать условия той или иной среды на соответствующем уровне.
В наше время существует четыре главных разновидностей бытовых осушителей воздуха для дома:
Первый тип функционирует благодаря адсорбенту , который содержится внутри и отлично поглощает влагу.
Испарительный осушитель
работает благодаря тому, что влажный воздух направляется на холодную поверхность, где конденсируется и стекает в специальный отсек.
Третий вид представляет собой оборудование, содержащее элемент Пельтье. В его основе лежит эффект охлаждения нескольких полупроводниковых структур в результате прохождения через них электрического тока.
Роторный адсорбционный осушитель – это усовершенствованный класс, принцип действия которого комбинирует в себе два предыдущих.
Зачем нужен дренаж на участке? Как обустроить своими руками.
Монтаж металлопластикового водопровода своими силами, подробная инструкция .
Какой вред несет организму вода с высоким содержанием железа? Анализ и .
Осушитель воздуха или лиофилизатор, устанавливается в
Осушитель конденсационного типа работает по принципу конденсации водяного пара, который содержится в воздухе. Работа данного метода осуществляется функционированием холодильного контура, взаимодействующего с конденсатором и испарителем, располагающимися вблизи друг с другом. Он считается наиболее эффективным с экономической точки зрения.
Воздух в помещении осушается следующим образом:
Конденсационные осушители имеют несколько преимуществ:
Они отлично подходят для:
Эффективность их работы существенно уменьшается при резком понижении температуры окружающей среды, а при температуре ниже +10°C использовать такие приборы бесполезно.
Конденсационный прибор снижает процент влажности на 6 — 8 %. Однако при этом температура в комнате станет ниже – более чем на 3°C.
Конденсационный осушитель влажного воздуха можно изготовить самостоятельно, используя для этого подручные материалы.
Чтобы сделать прибор понадобятся:
Сначала необходимо провести демонтаж двери у выбранной морозильной камеры.
К нижней части куска оргстекла следует надежно прикрепить один вентилятор , таким образом, чтобы он обязательно дул внутрь морозильника. Для этого в органическом стекле нужно сделать посадочное отверстие соответствующего размера. Для крепежа используются самонарезающие винты, а каждый стык тщательно обрабатывается герметиком.
Другой вентилятор нужно присоединить к верхней части стекла . Он предназначается для вывода горячего и сухого воздуха назад в помещение. Его разворачивают, чтобы он выдувал воздушный поток.
Затем необходимо вмонтировать полую резиновую трубу . Ее роль заключается в выводе конденсированной влага из осушителя.
Для установки в нижней части прибора следует просверлить небольшое отверстие. В него вставляют шланг, после чего края отверстия обрабатываются силиконовым клеем. Под трубкой помещают какой-нибудь вместительный сосуд, чтобы туда стекал конденсат.
На последней стадии органическое стекло с вентиляторами монтирует в морозильную камеру вместо старой двери.
Подробнее о том, как изготовить прибор из холодильника своими руками смотрите видео:
На сегодняшний день известно три главных способа осушения влажного воздуха:
Влажность в комнате можно измерить с помощью нескольких приборов:
Наиболее простым методом является использование специального прибора измерителя – гигрометра. Сегодня представлено его несколько разновидностей. Их действие основывается на разных принципах. Эти приборы помогут с легкостью определить какая влажность должна быть в доме.
Осушитель воздуха адсорбционного типа представляет собой прибор, убирающий избыточную влагу из воздуха, что объясняется свойствами адсорбентов.
Для изготовления данного оборудования необходимо подготовить специальный ротор, который следует заполнить адсорбентом, изготовленным с применением стекловолоконного носителя. Кроме того, в качестве адсорбента может послужить силикагель, цеолит с активированным оксидом алюминия.
При выборе модели осушителя воздуха необходимо обращать внимание на несколько главных характеристик:
В наше время можно приобрести как дешевые, так и более дорогие модели. Все зависит от типа поглотителя влаги, его характеристик, а также фирмы-производителя.
Ведущим производителем и разработчиком систем считается английская компания Calorex. Она занимается выпуском канальных и моноблочных приборов.
Относительно дешевые модели изготовляют такая фирма, как EcoSystems . Кроме того, производством занимаются и другие концерны:
Осушитель воздуха является очень важным прибором, который помогает поддерживать обстановку в помещении на должном уровне. Поэтому оборудование следует выбирать тщательно, хорошо изучая качественные характеристики.
0Используются нерегенеративные или регенеративные осушители воздуха. Для кратковременных космических полетов используются как те, так и другие осушители воздуха. Для космических полетов длительностью свыше 30-40 суток, по всей видимости, найдут практическое применение только регенеративные осушители воздуха.
К нерегенеративным способам осушки воздуха следует отнести химические способы, подразделяемые на две группы: основанные на химическом взаимодействии и на образовании кристаллогидратов.
Процесс взаимодействия осушающих веществ первой группы заключается в их разрушении при контакте с водой и образовании новых молекул. При взаимодействии осушающих веществ второй группы с водой молекулы воды не разрушаются, а входят в новое соединение как самостоятельные.
К веществам первой группы относятся большинство окислов, перекисей и надперекисей щелочных и щелочноземельных металлов, а также ангидриды некоторых кислот. Ко второй группе осушающих веществ относятся гигроскопические соли некоторых органических веществ типа LiCl, СаСl2, ZnCL2 и др.
К регенеративным способам осушки воздуха следует отнести физико-химические и физические.
Физико-химические способы осушки воздуха в свою очередь могут быть подразделены на сорбционные и сорбционные с образованием кристаллогидратов.
Сорбенты, используемые для осушки воздуха, могут быть разделены на твердые и жидкие. К твердым сорбентам относятся силикагели, алюмогели, активированный уголь и др. К жидким сорбентам относятся серная кислота, растворы различных солей и другие гигроскопические жидкости.
Физические способы осушки воздуха могут быть основаны либо на конденсации, либо на вымораживании водяных паров.
Отличительной чертой физических способов осушки воздуха, а также способов, основанных на применении жидких сорбентов, является необходимость специальной организации этих процессов в условиях реального космического полета (динамической невесомости) . Это определяется самой системой, состоящей из трех фаз: газ - жидкость - твердое тело.
При хемосорбции абсорбируемое вещество претерпевает химические изменения, определяемые характером химической связи и природой поверхностных радикалов. Скорость хемосорбции зависит от числа столкновений молекул с поглощающей поверхностью, коэффициента конденсации, энергии активации и вероятности столкновения молекул водяного пара с активными центрами. Хемосорбция протекает всегда при температуре, соответствующей определенной энергии активации.
Интенсивность процесса хемосорбции водяного пара из паровоздушной смеси по аналогии со скоростями протекания химических реакций определяется как химической кинетикой, так и гидродинамикой потока, характеризующей механизм переноса массы вблизи поглощающей поверхности. Гетерогенная реакция хемосорбции водяного пара протекает в несколько стадий: подвод реагирующих молекул к поверхности, на которой осуществляется реакция; собственно гетерогенная реакция (абсорбция); отвод продуктов реакции из зоны взаимодействия.
Для хлористого лития (LiCl) кинетические зависимости, показывающие связь скорости потока паровоздушной смеси и влажности воздуха с интенсивностью поглощения им водяного пара, представлены на рис. 6.
Из приведенных на рис. 6 зависимостей следует, что скорость реакции взаимодействия водяного пара с LiCl весьма велика и не оказывает существенного влияния на суммарную скорость хемосорбции и что самой медленной стадией является диффузионный подвод водяного пара к поглощающей поверхности, т. е. интенсивность процесса хемосорбции в данном случае определяется диффузионной кинетикой.
Рис. 6. Кинетические зависимости интенсивности поглощения (U) водяного пара при различных скоростях (в м/сек) потока паровоздушной смеси
0; 2 - 2; 3- 3,5; 4 - 4
В процессе поглощения влаги гигроскопическими солями типа LiCl, СаС1 2 наблюдается кристаллизационное присоединение ее, при чем относительная влажность над солью при незначительных колебаниях температуры остается практически постоянной и зависит от изменения кристаллизационной формулы вещества.
При взаимодействии таких веществ с потоком влажного воздуха на их поверхности образуется слой раствора, замедляющий дальнейший процесс поглощения водяных паров. Отрицательным фактором является изменение первоначальной формы гигроскопических солей при поглощении ими большого количества влаги. Следует также иметь в виду, что LiCl токсичен и вызывает коррозию металлов. Высушивающая способность некоторых веществ, применяемых при осуществлении химической осушки воздуха, представлена в табл. 1.
Таблица 1. Высушивающая способность некоторых веществ, применяемых при химической осушке воздуха
Как уже отмечалось, сорбенты физико-химических методов осушки воздуха могут быть твердыми и жидкими.
Осушка воздуха твердыми поглотителями влаги осуществляется за счет физико-химиче
ского взаимодействия паров воды и сорбента, т. е. сорбции влаги, образования гидратов и растворения. Твердые сорбенты представляют собой гели (природные сорбенты) и импрегнированные осушители.
Осушка воздуха гелями осуществляется путем адсорбции с последующей капиллярной конденсацией воды в пористой структуре осушителя. К твердым сорбентам следует отнести силикагель, алюмогель, активированный уголь.
Силикагель представляет собой твердое, стекловидное, химически инертное, однородное высокопористое вещество, состоящее на 99% из двуокиси кремния (SiО 2). В зависимости от величины пор силикагель делится на мелкопористый с насыпной массой 700 кг/ /м 3 и крупнопористый с насыпной массой 400-500 кг/м 3 .
Алюмогель или активированный алюминий в основном состоит из окиси алюминия (Аl 2 Oз) с примесями соды и окислов других металлов. Средняя поверхность капилляров в нем составляет примерно 2,5*10 6 см 2 /г, объемная насыпная масса 800 кг/м 3 » плотность (истинная) 3,25 г/см 3 .
Активированный уголь - древесный уголь специально обработанный с целью увеличения адсорбирующей поверхности и освобождения пор от смолистых веществ. Активированный уголь применяется в виде зерен различных размеров от 1 до 7 мм или в виде порошка. Адсорбционные свойства активированного угля зависят от величины его удельной активной поверхности, определяемой порами диаметром меньше 1*10 -5 мм.
Адсорбция в основном обусловлена физическими силами притяжения, т. е. неполярными силами Ван-дер-Ваальса, силами дипольного взаимодействия и поляризационными силами.
Для капилляров с радиусом больше 10 -5 см давление насыщенного пара над мениском практически равно давлению насыщенного пара над плоской поверхностью.
Пар из свободного пространства диффундирует в капилляр, если упругость его выше упругости насыщенного пара над вогнутой поверхностью мениска. Стенки капилляра адсорбируют пар и покрываются пленкой влаги, которая образует мениск. С его появлением возникает капиллярная конденсация, или сорбция пара. Микрокапилляры (r>10 -5 см) заполняются водой только при непосредственном соприкосновении с нею. Они не сорбируют влаги и способны отдать ее в атмосферу, насыщенную водяными парами.
Рис. 7. Зависимость равновесного массосодержания силикагеля от влагосодержания (d) при различных температурах
Температура (в °С):
1 - 5; 3 - 25; 5 - 45; 7 - 65;
2 - 15; 4 - 35; 6- 55; 5 - 75
Поглощающая способность силикагеля зависит от температуры влажного воздуха и парциального давления пара: с увеличением температуры и уменьшением парциального давления пара эта способность падает (рис. 7).
Как видно, применять силикагели при температуре свыше 35° С нецелесообразно.
В процессе осушки воздуха сорбентами их сорбционная способность снижается, и при достижении определенного состояния они уже не обеспечивают требуемого понижения влажности воздуха и нуждаются в регенерации. Наиболее распространенным способом регенерации является пропускание через сорбент воздуха, имеющего температуру +160: 170°С и подсушенного до температуры точки росы - не выше +28: +30° С.
Осушители с твердыми адсорбентами являются двухсекционными аппаратами. В одной секции такого аппарата происходит адсорбция влаги, в другой - регенерация с использованием электрического, газового или парового нагрева.
Адсорбционная способность алюмогеля ниже, а степень осушки воздуха выше, чем у силикагеля. Алюмогель целесообразно применять при температуре воздуха не выше 25° С.
По данным некоторых авторов, адсорбенты, применяемые для осушки воздуха, должны иметь высокую адсорбционную способность при нормальных условиях, обладать химической стабильностью и стойкостью, быть механически прочными, регенерироваться при возможно низких температурах, быть теплостойкими при переменных температурах регенерации, обладать малым объемным весом и не набухать.
Ко второй группе осушителей воздуха относятся импрегнированные осушители, изготовленные из пористых материалов, на поверхность которых нанесены гигроскопические вещества.
В этих осушителях сорбция влаги осуществляется как слоем гигроскопического вещества, так и путем капиллярной конденсации влаги.
По мере поглощения влаги гигроскопическая добавка превращается в кристаллогидрат или раствор, который принимает влагу, пока ее концентрация в нем не станет такой же, как в осушаемом воздухе.
В качестве носителей гигроскопических добавок применяют силикагель, алюмогель, активированный уголь и др.
Емкость импрегнированного осушителя определяется пористостью носителя и количеством гигроскопической добавки. Количество сорбированной влаги при 20° С у осушителей на основе крупнопористого силикагеля достигает 61% массы осушителя; на основе мелкопористого алюмогеля - 25%; на основе активированного угля - 62 %.
Например, СаСl 2 , нанесенный на поверхность крупнопористого силикагеля, увеличивает его емкость по воде примерно в шесть раз.
При выборе гигроскопических добавок определяющим является минимальное давление водяного пара над ее растворами в интервале температур от 5 до 40° С.
Носитель должен хорошо пропитываться раствором гигроскопической добавки, иметь небольшую плотность и прочно удерживать раствор при инерционных перегрузках.
Физические методы осушки воздуха и способы разделения газожидкостных фаз в условиях динамической невесомости.
Рис. 8. Принципиальная схема влагоотделителя
1- вход жидкостно-газовой смеси,
2- сетчатый фильтр-коагулятор,
3 - дренажные трубки,
4 - выход отделенной жидкости,
5 - выход газовой смеси.
Рис. 9. Принципиальная схема влагоотделителя циклонного типа
1 - кожух,
2 - вход влажного воздуха,
3 - внутренняя труба,
4 - путь воздуха,
5 - выходной газовый штуцер,
6 - сливное отверстие.
Рис. 10. Принципиальная схема влагоотделителя с осевым входом
1 - корпус,
2 - вход влажного воздуха,
3 - путь влажного воздуха,
4 - разделительная диа фрагма,
5 - отвод воды,
6 - выход воздуха.
Физические способы осушки воздуха заключаются в охлаждении его до температуры ниже точки росы или льда. В зависимости от конечной температуры охлаждения выделившаяся влага может быть в виде жидкой фазы - конденсата или в виде твердой фазы - льда.
Изменение влагосодержания воздуха в процессе охлаждения в расчете на один градус понижения температуры воздуха в случае вымораживания влаги является весьма незначительным, т. е. осушка воздуха вымораживанием является более теплоемким процессом по сравнению со способом конденсации. Вымораживание применяется в тех случаях, когда необходима глубокая осушка воздуха.
Осушка воздуха охлаждением обладает существенными преимуществами перед другими способами и поэтому находит широкое применение в системах кондиционирования кабин космических летательных аппаратов.
Основными преимуществами таких систем следует считать относительную простоту и надежность работы осушительного устройства, независимость веса и объема от продолжительности использования, обеспечение теп-лосъема из конденсируемого объема в процессе сушки, удаление из осушаемого воздуха одновременно с водяными парами части растворимых или легко замерзающих вредных примесей.
К недостаткам указанных систем относятся необходимость в определенных источниках холода для понижения температуры воздуха до требуемой величины и качественно новой организации разделения газожидкостной смеси в условиях реального космического полета.
В наземных установках сконденсированная жидкая фаза за счет разности в удельных весах газа и жидкости под действием собственного веса стекает в специальные емкости.
В условиях реального космического полета (динамической невесомости) процесс отделения жидкой фазы от газообразной требует принципиально нового технологического и конструктивного решения. Технологические процессы осушки воздуха (понижение температуры, конденсация влаги, влагоотделе-ние) можно совместить в одном аппарате, осуществляя все процессы одновременно, или использовать ряд аппаратов, последовательно выполняющих функцию понижения температуры, конденсации влаги при необходимости коагуляции - укрупнения капель жидкости и влагоотделения.
На рис. 8 представлена принципиальная схема влагоотделителя английской фирмы Нормалэр, применяющаяся в системе кондиционирования воздуха герметичной кабины самолета.
В сепараторе циклонного типа (рис. 9) влажный воздух поступает через тангенциально расположенный патрубок. Возникающие центробежные силы обеспечивают перемещение капелек жидкости к стенкам кожуха. Воздух по спиральной траектории в кольцевом зазоре между кожухами выходит из сепаратора через штуцер. Влага удаляется через сливное отверстие.
В центробежном сепараторе (рис. 10) с осевым входом влажный воздух закручивается в винтовом аппарате, влага стекает по стенкам и выводится через штуцер. Осушенный воздух отводится через патрубок.
Влагоотделители могут быть с отбойными конусами с центробежным эффектом, создаваемым лопатками специальной конструкции.
Существенным недостатком рассмотренных схем разделения жидкой и газообразной фаз является наличие вращающихся узлов и деталей, требующих периодической замены их, проведения профилактических работ, а также дополнительного расходования энергии.
Наиболее целесообразно отделять жидкую фазу от газообразной способом, основанным на применении гидрофильных и гидрофобных капиллярно-пористых элементов.
Следует иметь в виду, что конденсационные осушители одновременно с осушкой воздуха обеспечивают его охлаждение, т. е. осуществляют регулирование температуры и влажности воздуха в гермокабине.
На советских космических кораблях «Восток» и «Восход» используется холодильносушильный аппарат (ХСА), выполняющий функции поддержания температуры и влажности воздуха в гермокабине (рис.11).
Принцип работы холодильно-сушильного аппарата заключается в непрерывном охлаждении и конденсации влаги из осушаемого воздуха и отводе капель жидкости путем применения капиллярно-пористых фитилей, вплотную примыкающих к холодной поверхности радиатора. Отвод конденсируемой влаги в такой системе труднорегулируем.
Воздух из кабины с температурой 25° С и с абсолютным содержанием влаги до 17,5 г на 1 кг засасывается вентилятором 2 через всасывающий воздухопровод и нагнетается в межтрубное пространство теплообменника. По трубкам 4 циркулирует жидкий хладагент при температуре +5° С, нагнетаемый через трубопровод подачи 3 из контура радиационного теплообменника. Между трубками расположены гигроскопические фитили 5, которые соприкасаются с гигроскопическим пори-
Рис. 11. Принципиальная схема холодильно-сушильного теплообменника
1 - вход воздушного потока,
2 - вентилятор,
3 - трубопровод подачи хладагента с радиационного
теплообменника,
4 - трубки теплообменника,
5 - фитили,
6 - трубопровод выхода хладагента,
7 - фитильный сборник сконденсированной влаги,
8 - вентиль откачки конденсата,
9 - выходной воздухопровод,
10 - выход воздушного потока.
стым материалом, заполняющим емкость 7 (сборник конденсата). Пары воды из воздуха, циркулирующего в межтрубном пространстве, конденсируются на трубках, а затем конденсат по фитилям поступает в сборник. Через выходной трубопровод жидкий хладагент при температуре +7 - +10° С следует в контур радиационного теплообменника, где охлаждается и снова поступает по трубопроводу подачи 3. Через вентиль 8 конденсат откачивается в систему регенерации воды.
Теплообменники-разделители также могут быть построены на гидрофильных и гидро
фобных пористых элементах, в которых скорость удаления жидкой фазы определяется фильтрующей способностью этих элементов и перепадом давления между газожидкостной и жидкой фазами.
Такого типа теплообменники-разделители находят все более широкое применение в отдельных аппаратах систем обеспечения жизнедеятельности и в системах кондиционирования газовой среды.
В системах кондиционирования воздуха по температуре и влажности удаление влаги и снижение температуры - явления, связанные весьма тесно. Основным принципом, лежащим в основе способов осушки воздуха, является выпадение конденсата атмосферной влаги на охлажденных по сравнению с воздухом поверхностях теплообменников. Характерной особенностью осушки воздуха является неминуемый фазовый переход от газообразного состояния в жидкое, что в условиях отсутствия силы тяжести значительно усложняет процесс массоотвода воды и последующей ее транспортировки к аппаратам системы. Интенсификация этого процесса использованием капиллярно-пористых элементов или каких-либо других гигроскопических материалов считается эффективным средством и находит практическое применение в реально действующих аппаратах.
В систематизированном виде по временном и физико-химическим принципам организации технологических процессов способы осушки воздуха и отделения жидкой фазы от газообразной представлены на рис. 12 и 13.
В настоящее время практическое применение находят в основном регенеративные способы осушки воздуха. Значительный интерес по своим возможностям и многоцелевому назначению представляют электрохимические способы. Электролиз на электролите Р 2 O 5 , H2SO4, а также с использованием серебрянопалладиевого катода при одновременном поглощении водяных паров обеспечивает получение соответствующего количества кислорода и водорода. Совмещение двух процессов (осушка воздуха, регенерация О 2) в одном аппарате приводит к значительному упрощению общего технологического цикла, связанного с разложением воды на кислород и водород и т. д.
Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.