Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Типичный «портативный» осушитель воздуха можно перемещать на встроенных колесиках.

Осушитель представляет собой электрический прибор , который уменьшает и поддерживает уровень влажности в воздухе, как правило , по состоянию здоровья или комфорта, или устранить затхлый запах и предотвратить рост плесени путем извлечения воды из воздуха. Его можно использовать для домашнего, коммерческого или промышленного применения. Осушители воздуха большого размера используются в коммерческих зданиях, таких как крытые ледовые катки и бассейны , а также на производственных предприятиях или складских помещениях. [1]

Обзор [ править ]

Осушители удаляют воду из воздуха, проходящего через установку. Осушители бывают двух типов - конденсатные и адсорбционные.

В осушителях конденсата используется холодильник для сбора воды, известной как конденсат , который обычно является серой водой , но иногда может быть повторно использован в промышленных целях. Некоторые производители предлагают фильтры обратного осмоса для превращения конденсата в питьевую воду. [2] В некоторых конструкциях, таких как осушитель с ионной мембраной, вода выбрасывается в виде пара, а не жидкости.

Адсорбционные осушители (известные также как абсорбционные осушители) связывают влагу с гидрофильными материалами, такими как силикагель . В дешевых бытовых приборах есть одноразовые картриджи с гидрофильными веществами, гель и порошок. В более крупных коммерческих помещениях имеются системы рекуперации горячего воздуха для удаления влажного воздуха из помещения.

Энергоэффективность осушителей может изменяться в широких пределах.

История [ править ]

Первый осушитель воздуха был создан американским изобретателем Уиллисом Кэрриером в 1902 году для осушения типографии в Бруклине . [3] Кэрриер назвал это открытие более поздним мотивом для дальнейших открытий в области кондиционирования воздуха. [4]

Осушение термической конденсацией [ править ]

Эти методы основаны на прохождении воздуха через холодную поверхность. Поскольку давление насыщенного пара воды уменьшается с понижением температуры, вода в воздухе конденсируется на поверхности, отделяя воду от воздуха.

Холодильное оборудование (электрическое) [ править ]

Электрические холодильные осушители являются наиболее распространенным типом осушителей. Они работают, втягивая влажный воздух в охлаждаемый испаритель с помощью вентилятора. Есть 3 основных типа испарителей. Это спиральная труба, ребро и труба, а также микроканальная технология.

Холодный змеевик испарителя холодильного устройства конденсирует воду, которая удаляется, а затем воздух повторно нагревается змеевиком конденсатора . Осушенный, нагретый воздух выпускается в комнату. Этот процесс наиболее эффективно работает при более высоких температурах окружающей среды с высокой температурой точки росы . В холодном климате процесс менее эффективен. Наивысшая эффективность достигается при температуре выше 20 ° C (68 ° F) и относительной влажности 45%. Это значение относительной влажности выше, если температура воздуха ниже. [ необходима цитата ] .

Этот тип осушителя отличается от стандартного кондиционера тем, что испаритель и конденсатор расположены на одном и том же воздушном пути. Стандартный кондиционер передает тепловую энергию из комнаты, потому что теплообменник конденсатора отдает тепло наружу. Однако, поскольку все компоненты осушителя находятся в одном помещении, тепловая энергия не отводится. Вместо этого электрическая мощность, потребляемая осушителем, остается в комнате в виде тепла, поэтому комната фактически нагревается так же, как электронагревателем , потребляющим такое же количество энергии.

Кроме того, если в комнате конденсируется вода, количество тепла, ранее необходимое для испарения этой воды, также повторно выделяется в комнате ( скрытая теплота испарения ). Процесс осушения противоположен добавлению воды в комнату с помощью испарительного охладителя и вместо этого выделяет тепло. Таким образом, осушитель воздуха в помещении всегда нагревает комнату и косвенно снижает относительную влажность, а также напрямую снижает влажность за счет конденсации и удаления воды.

Теплый влажный воздух втягивается в установку в точке A на схеме выше. Этот воздух проходит в пластинчатый теплообменник (B) с поперечным потоком, где значительная часть явного тепла передается потоку холодного приточного воздуха. Этот процесс приближает вытяжной воздух к насыщению. Затем воздух проходит в нагнетательную камеру вытяжного вентилятора (C), где его часть может быть выброшена наружу. Количество отбракованного продукта может варьироваться и определяется либо законодательством о требованиях к свежему воздуху, либо требованием поддерживать свежую среду без запаха. Затем остаток воздуха попадает в змеевик испарителя теплового насоса, где он охлаждается, а влага конденсируется. В результате этого процесса в холодильном контуре выделяется значительное количество скрытой энергии.Затем подается свежий воздух, чтобы заменить количество, которое было извлечено, и смесь выгружается приточным вентилятором (G) в пластинчатый теплообменник (B) с поперечным потоком, где она нагревается вытяжным воздухом из бассейна. Этот предварительно нагретый воздух затем проходит через конденсатор теплового насоса (F), где он нагревается за счет скрытой энергии, удаляемой в процессе конденсации, а также энергии, поступающей в компрессор. Затем в комнату выходит теплый сухой воздух.[5]

Обычные кондиционеры [ править ]

Обычный кондиционер очень похож на электрический осушитель воздуха и по своей сути действует как осушитель при охлаждении воздуха. [6] Однако в кондиционере воздух проходит через холодные змеевики испарителя, а затем прямо в комнату. Он не нагревается повторно, проходя через конденсатор, как в холодильном осушителе. Вместо этого хладагент перекачивается компрессором в конденсатор, который находится за пределами кондиционируемого помещения, а затем тепло передается наружному воздуху. Обычные кондиционеры используют дополнительную энергию, вытягивая воздух наружу, а новый воздух может иметь больше влаги, чем требуется комнате, например, в бильярдной, где уже содержится большое количество влаги в воздухе. [7]

Вода, которая конденсируется на испарителе кондиционера, обычно направляется для удаления извлеченной воды из кондиционируемого помещения. В более новых высокоэффективных оконных блоках конденсированная вода используется для охлаждения змеевика конденсатора за счет испарения воды в наружный воздух, в то время как в более старых блоках вода просто капала наружу.

Осушители спрея [ править ]

Когда вода охлаждается ниже атмосферной точки росы , атмосферная вода конденсируется на ней быстрее, чем вода из нее испаряется. [8] Распылительные осушители смешивают струи охлажденной воды и воздуха для улавливания атмосферной влаги. Они также улавливают загрязняющие вещества, такие как пыльца, для чего их иногда называют «очистителями воздуха».

Импортные осушители [ править ]

Поскольку оконные кондиционеры имеют конденсаторы и блоки расширения, некоторые из них могут использоваться в качестве импровизированных осушителей, направляя их теплоотвод обратно в ту же комнату, что и охлажденный воздух, а не во внешнюю среду. Если конденсат из охлаждающих змеевиков будет стекать из комнаты по мере его стекания с охлаждающих змеевиков, в результате будет воздух в помещении, который будет суше, но немного теплее.

Однако многие оконные кондиционеры предназначены для удаления конденсата путем его повторного испарения в поток отработанного воздуха, что компенсирует снижение влажности воздуха, вызванное конденсацией влаги на охлаждающих змеевиках. Чтобы быть эффективным в качестве осушителя, кондиционер должен быть спроектирован или модифицирован таким образом, чтобы большая часть или вся вода, которая конденсируется, сливалась в жидкой форме, а не испарялась повторно. Даже если конденсат сливается, модифицированный кондиционер все равно менее эффективен, чем одноцелевой прибор с конструкцией, оптимизированной для осушения. Осушители предназначены для пропускания воздуха непосредственно через охлаждающие змеевики, а затем и нагревательные змеевики за один эффективный проход через устройство.

Кроме того, большинство кондиционеров управляется термостатом, который определяет температуру, а не гигростатом, который определяет влажность и обычно используется для управления осушителем. Термостат не предназначен для контроля влажности и плохо контролирует его, если вообще контролирует.

Образование льда [ править ]

При определенных условиях температуры и влажности на змеевиках испарителя холодильного осушителя может образовываться лед . Скопление льда может препятствовать воздушному потоку и в конечном итоге образовывать твердый блок, охватывающий змеевики. Это скопление препятствует эффективной работе осушителя и может вызвать повреждение водой, если конденсированная вода будет стекать с накопившегося льда, а не в сборный лоток. В крайних случаях лед может деформировать или деформировать механические элементы, вызывая необратимые повреждения.

Осушители более высокого качества могут иметь датчик замораживания или льда. Это выключит машину и позволит покрытым льдом змеевикам нагреться и разморозиться. После размораживания машина автоматически перезапустится. Большинство датчиков обледенения представляют собой простые термовыключатели , которые напрямую не определяют наличие или отсутствие нароста льда. Альтернативная конструкция определяет наличие препятствий для воздушного потока и аналогичным образом отключает охлаждающие змеевики.

Термоэлектрические осушители воздуха [ править ]

В термоэлектрических осушителях используется тепловой насос Пельтье для охлаждения поверхности и конденсации водяного пара из воздуха. Его конструкция проще и тише по сравнению с осушителем с механическим компрессором. Однако из-за относительно низкого КПД эта конструкция в основном используется для небольших осушителей воздуха. Накопление льда может быть проблемой, аналогичной проблемам с холодильными осушителями.

Абсорбционное / адсорбционное осушение [ править ]

В этом процессе используется специальный абсорбирующий влагу материал, называемый осушителем , который подвергается воздействию кондиционируемого воздуха. Насыщенный влагой материал затем перемещается в другое место, где он «перезаряжается», чтобы снизить влажность, обычно путем его нагревания. Осушитель может быть установлен на ремне или другом транспортном средстве во время рабочего цикла.

Осушители, работающие по принципу абсорбции, особенно подходят для высоких уровней влажности при низких температурах. Их часто используют в различных отраслях промышленности, чтобы достичь уровня влажности ниже 35%.

Из-за отсутствия деталей компрессора адсорбционные осушители воздуха часто легче и тише, чем компрессорные осушители. Адсорбционные осушители также могут работать при более низких температурах, чем компрессорные осушители, поскольку в агрегате не используются охлаждаемые змеевики, для которых эффективность конденсации влаги снижается при более низких температурах.

Осушение ионной мембраной [ править ]

Ионная мембрана может использоваться для перемещения влаги в герметичный корпус или из него, работая на молекулярном уровне без участия видимой жидкой воды.

Мембрана с твердым полимерным электролитом (ТПЭ) - это маломощный стационарный осушитель воздуха для закрытых помещений, где обслуживание затруднено. Электролитический процесс обеспечивает производительность осушения от 0,2 грамма / день от объема 0,2 м³ (7 кубических футов) до 58 граммов / день от объема 8 м³ (280 куб футов). Системы SPE обычно не обладают высокой способностью к обезвоживанию, но поскольку водяной пар удаляется посредством электролиза, процесс не требует обслуживания. Процесс также требует очень мало электроэнергии для работы, без использования движущихся частей, что делает ионные мембраны бесшумными в работе и очень надежными в течение длительных периодов времени. Осушители SPE обычно используются для защиты чувствительных электрических компонентов, медицинского оборудования, музейных экспонатов или научных приборов от влажной среды.

ТПЭ состоит из твердого полимерного электролита с протонной проводимостью и пористых электродов с каталитическим слоем, состоящим из частиц благородных металлов. [9] Когда напряжение подается на пористый электрод, прикрепленный к мембране, влага на анодной стороне (осушающая сторона) диссоциирует на ионы водорода (H +) и кислород. Ионы водорода мигрируют через мембрану и выводятся на катодную сторону (отвод влаги), где они реагируют с кислородом воздуха, в результате чего выделяются молекулы воды (пар). [10] Кислород выделяется со стороны осушения, и если большое количество воды попадает в воздухонепроницаемую оболочку, кислород может накапливаться внутри оболочки.

Конденсат [ править ]

Частично разобранный портативный осушитель воздуха ( Mitsubishi Electric Oasis) с емкостью для конденсата и поплавковым датчиком белого цвета, видимым в центре

Удаление [ править ]

В изделиях, использующих конденсационную технологию, традиционно используется холодная поверхность, на которой конденсируется влажность теплого воздуха. Сегодня технология теплой конденсации, основанная на концепции перенасыщенного пара внутри замкнутой среды, позволяет осушать воздух при отрицательных температурах. Это очень энергоэффективная технология, одинаково эффективная при любых температурах.

Большинство портативных осушителей оборудовано резервуаром для сбора конденсата, обычно с поплавковым датчиком, который определяет, когда резервуар для сбора полон, для отключения осушителя и предотвращения переполнения собранной воды. В теплой влажной среде эти ведра обычно наполняются водой за 8–12 часов, и, возможно, их придется вручную опорожнять и заменять несколько раз в день, чтобы обеспечить непрерывную работу.

Многие портативные осушители также могут быть адаптированы для подсоединения отвода конденсата непосредственно к канализации через шланг. Некоторые модели осушителей могут подключаться к водостоку или использовать встроенный водяной насос для опорожнения по мере накопления влаги. В качестве альтернативы можно использовать отдельный конденсатный насос для перекачки собранной воды в место захоронения, когда самотечный дренаж невозможен.

Центральные кондиционеры обычно необходимо подключать к канализации, потому что вручную удалять объем конденсата, отводимого такими системами в контейнерах, нецелесообразно. Если конденсатная вода направляется в канализационную систему, она должна быть соответствующим образом улавливается, чтобы предотвратить попадание в здание септических запахов и канализационных газов. Конденсат не следует направлять в септическую систему дома, поскольку его не нужно рассматривать как сточные воды. Когда высота воздухообрабатывающего устройства (содержащего испаритель) выше уровня поверхностных стоков, используемых для дождевой воды, трубопроводы отвода конденсата часто могут быть проложены внутрь них. Воздухоочистители, расположенные ниже уровня обучения, например в подвале дома, могут нуждаться в использованииконденсатный насос для подъема воды в канализацию.

Потери [ править ]

Обычно осушающая вода считается довольно чистой серой водой : не пригодна для питья, но подходит для полива растений, но не огородных овощей. [11] Проблемы со здоровьем следующие: [11] [ необходим лучший источник ]

  • Вода содержит следовые металлы из теплообменника, меди и алюминия , цинка из оцинкованной стали опорной рамы и дренажный поддон. Конденсат может подвергаться воздействию только оловянно-свинцового припоя в медной дренажной трубе, но свинец особенно опасен. Эти следы металлов могут представлять опасность при использовании на съедобных растениях, так как они могут накапливаться в организме . Однако воду можно использовать для орошения декоративных растений и газонов.
  • В воде могут накапливаться различные патогены , в том числе споры грибов, особенно из-за ее застоя. В отличие от производства дистиллированной воды , вода не кипятится, что убивает болезнетворные микроорганизмы (включая бактерии).
  • Как и в дистиллированной воде, полезные минералы практически отсутствуют.

Пищевые осушители воздуха, также называемые генераторами атмосферной воды , предназначены для предотвращения загрязнения токсичными металлами и поддержания чистоты всех поверхностей, контактирующих с водой. Эти устройства в первую очередь предназначены для производства чистой воды, и эффект осушения рассматривается как вторичный по отношению к их работе.

Техническое обслуживание [ править ]

Если водный конденсат обрабатывается автоматически, большинство осушителей не требуют обслуживания. Из-за большого объема воздушного потока, проходящего через прибор, необходимо удалять скопившуюся пыль, чтобы она не препятствовала потоку воздуха; многие конструкции оснащены съемными и моющимися воздушными фильтрами. Поддоны и контейнеры для сбора конденсата могут нуждаться в периодической очистке, чтобы удалить скопившийся мусор и предотвратить засорение дренажных каналов, что может вызвать утечку воды и переполнение; если собирается большое количество определенных твердых частиц или пыли, это может потребоваться более часто, чтобы избежать микробного заражения. рост.

Приложения [ править ]

Большой промышленный осушитель воздуха для офиса и дома

Относительная влажность в жилищах предпочтительно должна составлять от 30 до 50%. [12]

Дома и офисы [ править ]

Смотрите также: Точка росы § Отношение к человеческому комфорту

Осушение в зданиях может контролировать:

  • чрезмерное потоотделение, которое не может испариться в насыщенном влагой воздухе
  • капает конденсат из труб с холодной водой
  • коробление и заедание мебели и дверей
  • плесень и плесень , из-за которых на тканях, книгах и мебели может развиться плесень.
  • платяная моль , блохи , тараканы , мокрицы , многоножки и пылевые клещи , которые размножаются во влажных условиях (подвалы, места для прогулок, кухни, спальни, ванные комнаты, спа или закрытые бассейны, склады, мастерские)

Строительство [ править ]

Осушители также используются на строительных площадках и при ремонте помещений для удаления избыточной влажности или плесени.

Промышленные процессы [ править ]

Осушители используются в промышленных климатических камерах для снижения относительной влажности и точки росы во многих промышленных применениях, от очистных сооружений для сточных вод и пресной воды до комнат для выращивания в помещениях, где необходим контроль влажности. [13]

Некоторые отрасли включают:

  1. Печать
  2. Шлифовка и обработка
  3. Упаковка и переработка пищевых продуктов
  4. Производство литий-ионных аккумуляторов
  5. Помещение для оборудования.
  6. Холодильная камера.
  7. Музейно-архивный зал.
  8. Морская промышленность. [14]

Крытые бассейны [ править ]

Помещения закрытых бассейнов сталкиваются с проблемой повышенной влажности . При испарении воды в бассейне образуется влага, которая увеличивает влажность в закрытом помещении. Влажность воздуха может вызвать развитие плесени и грибка. Это также может повредить конструкцию здания. Таким образом, для внутреннего плавательного бассейна всегда рекомендуется использовать осушитель. [15] [16]

Производительность осушителя бассейна зависит от его размера, температуры воды в бассейне, температуры в помещении и типа бассейна. [17]

Размер рынка [ править ]

Согласно оценке 2015 года, прогнозируемый годовой глобальный адресный рынок осушителей воздуха к 2022 году составит около 3,5 миллиардов долларов. [18] Это включает в себя различные типы и применения, включая различные применения, такие как домашнее и промышленное применение, а также различные технологии, такие как вентиляция и осушитель. [18]

См. Также [ править ]

  • Ионизатор воздуха , другое устройство для кондиционирования воздуха
  • Генератор атмосферной воды , устройство, извлекающее чистую питьевую воду из воздуха.
  • Пищевой дегидратор , устройство для уменьшения влажности пищевых продуктов для предотвращения порчи
  • Увлажнитель - устройство, повышающее влажность воздуха.
  • Термоэлектрическое охлаждение

Ссылки [ править ]

  1. ^ «3» (PDF) . Технические правила катка . Международная федерация хоккея . Дата обращения 13 февраля 2015 .
  2. ^ Frigidaire (2009). Все об использовании и уходе за осушителем . Electrolux Home Products, Inc. стр. 7.
  3. ^ Гарриман, LG III; Plager, D .; Косар, Д. (1 ноября 1997 г.). «Осушение и охлаждение вентиляционного воздуха». Журнал ASHRAE . 39 (11). ОСТИ 563883 . 
  4. ^ Нагенгаст, Бернард. «100 лет кондиционированию воздуха». CiteSeerX 10.1.1.545.9425 .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ "Теплые и сухие осушители с рекуперацией тепла в осушителях" . Архивировано из оригинального 24 сентября 2016 года.
  6. ^ KMC Controls. "Насколько жарко ты себя чувствуешь?" . Проверено 26 февраля +2016 .
  7. ^ "Осушители воздуха в помещении бассейна - Лучшие системы и агрегаты" . Американская корпорация осушителей . Американская корпорация осушителей . Дата обращения 16 сентября 2019 .
  8. ^ «Осушитель» . airconditioning-systems.com .
  9. ^ "Как работает Розаль" . Розаль (сайт) . Компания Ryosai Technica (Япония) . Проверено 11 августа 2011 года .
  10. ^ Сакума, Шуичи; Ямаути, Широ; Такай, Осаму (2010). «Оценка осушающих характеристик твердополимерного электролитического осушителя воздуха для практического применения». Журнал прикладной электрохимии . Springerlink. 40 (12): 2153–2160. DOI : 10.1007 / s10800-010-0197-4 . S2CID 96211880 . 
  11. ^ a b Лаумер, Джон (29 июля 2005 г.). "Могу ли я поливать им растения?" . TreeHugger.com . Проверено 15 июля 2011 года .
  12. ^ Основы осушителя . Программа EnergyStar в США. Проверено 15 июля 2011 года.
  13. ^ «Лучшие осушители воздуха для промышленного использования» . Американская корпорация осушителей .
  14. ^ «Промышленная система осушения • CtrlTech Дубай, ОАЭ и Саудовская Аравия» . Осушитель воздуха в Дубае, ОАЭ, Саудовской Аравии, Омане и Кувейте . 2015-07-12 . Проверено 29 декабря 2020 .
  15. ^ «Зачем нам осушение воздуха? | Dantherm» . www.dantherm.com . Проверено 29 декабря 2020 .
  16. ^ «Осушитель воздуха в бассейне ОАЭ. • Осушитель воздуха в крытом бассейне в Дубае» . Осушитель воздуха в Дубае, ОАЭ, Саудовской Аравии, Омане и Кувейте . Проверено 29 декабря 2020 .
  17. ^ «Расчет осушителя для внутреннего плавательного бассейна. | Калькулятор размеров» . Осушитель воздуха в Дубае, ОАЭ, Саудовской Аравии, Омане и Кувейте . 2016-12-24 . Проверено 29 декабря 2020 .
  18. ^ a b «Объем рынка осушителей достигнет 3,54 миллиарда долларов к 2022 году» . Новости кондиционирования, отопления и охлаждения . Сан-Франциско . 28 октября 2015 . Дата обращения 16 сентября 2019 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Таблица аттестованных Energy Star осушителей воздуха с указанием степени удаления и эффективности. Управление энергетики Лонг-Айленда, январь 2011 г.
  • Программа сертификации осушителей воздуха AHAM . Ассоциация производителей бытовой техники .