Praktyczne informacje o osuszaczach powietrza
Zestawienie rozwiązań technicznych i zasad działania oraz możliwości zastosowania różnych grup urządzeń
Osuszacz kondensacyjny lub osuszacz adsorpcyjny, sprężarkowe urządzenia niskotemperaturowe czy technologia Peltiera, rozmrażanie w zamkniętym obiegu czy rozmrażanie gorącym gazem?
Wybór najlepszego urządzenia zapewniającego optymalny klimat wnętrz i optymalną wilgotność powietrza nie jest łatwy ze względu na wiele opcji wyposażenia i różnych technologii. Z tego względu stworzyliśmy poradnik ułatwiający zorientowanie się w szczegółach technicznych. Skorzystaj z zamieszczonego w dalszych rozdziałach, kompleksowego zestawienia różnic pomiędzy urządzeniami, zasad działania i możliwości zastosowania.
Rozdział 1: Podstawowe informacje dotyczące wilgotności powietrza – omówienie wielu zależności
Rozdział 2: Zestawienie technologii osuszania powietrza – kondensacja i adsorpcja
Rozdział 2.1: Osuszacz kondensacyjny ze sprężarką
Rozdział 2.2: Osuszacz kondensacyjny z systemem Peltiera
Rozdział 2.3: Adsorpcyjny osuszacz powietrza
Rozdział 3: Jaką technologię osuszania powietrza wybrać dla danego zastosowania?
Podstawowe informacje dotyczące wilgotności powietrza
Wilgotność powietrza zależy od wielu parametrów
W biurze, warsztacie lub w domu. Odpowiednie parametry klimatyczne powietrza są koniecznym elementem komfortu oraz zdrowia mieszkańców.
Przyjemny klimat pomieszczenia zwiększa także wydajność i pozwala na zmniejszenie przerw w pracy spowodowanych chorobami.
W przypadku takich warunków klimatycznych, decydujące są dwa parametry: temperatura pomieszczenia oraz względna wilgotność powietrza.
Zgodnie z zamieszczonym poniżej wykresem komfortu, poczucie komfortu uzyskuje się przy temperaturze w granicach 20 do 22 °C i względnej wilgotności powietrza od 40 do 60 %. Parametry klimatyczne leżące w powyższych granicach wiążą się z poczuciem pełnego komfortu dla większości ludzi.
Zbyt wysoka wilgotność powietrza może spowodować różnorakie szkody. Pierwsze widoczne sygnały alarmowe to wilgotne ubrania, nieprzyjemny zapach oraz plamy na ścianach (plamy wilgoci), albo też kiełkujące ziemniaki w pomieszczeniach piwnicznych.
Pamiętaj, że grzyby powstają już od wilgotności powietrza na poziomie 70 %, a korozja pojawia się już od 60 %!
Bez kontrolowania, wilgotność powietrza wewnątrz pomieszczeń może silnie wahać się i rzadko, samoczynnie osiąga optymalny poziom. Jest to także zależne od pory roku oraz warunków klimatycznych panujących na zewnątrz budynku.
 |
Poznaj teorię zanim przejdziesz do praktyki
Podstawy dotyczące wpływu wilgotności powietrza są pomocne w późniejszym utrzymaniu optymalnej wilgotności powietrza. Zdolność powietrza do przyjmowania wody jest ograniczona. Istnieje granica nasycenia powietrza wodą. Jest to ilość pary wodnej, która może zostać zaabsorbowana przez powietrze. Ilość ta jest określana jako bezwzględna wilgotność powietrza i podawana jest w gramach na metr sześcienny powietrza.
Na tej podstawie określona jest zawartość pary wodnej rzeczywiście znajdującej się w powietrzu. Jest ona następnie odnoszona do maksymalnej ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu przy danej temperaturze. Wynik jest określany jako „względna wilgotność powietrza” (wzgl.wilg.).
Przykładowo, powietrze o względnej wilgotności powietrza wynoszącej 50 % zawiera połowę maksymalnej ilości wody, którą może zawierać powietrze przy danej temperaturze.
Wpływ temperatury pomieszczenia na ilość wody zawartej w powietrzu. |
||||||
| Temperatura pomieszczenia | 25 °C | 20 °C | 15 °C | 10 °C | 5 °C | |
| Przykład 1: Wzgl. wilgoć powietrza stała |
Względna wilgotność powietrza | 80 % | 80 % | 80 % | 80 % | 80 % |
| Zawartość wody w powietrzu wypełniającym pomieszczenie | 18,4 g/m³ | 13,8 g/m³ | 10,2 g/m³ | 7,5 g/m³ | 5,4 g/m³ | |
| Przykład 2: Stała zawartość wody |
Zawartość wody w powietrzu wypełniającym pomieszczenie | 5,4 g/m³ | 5,4 g/m³ | 5,4 g/m³ | 5,4 g/m³ | 5,4 g/m³ |
| Względna wilgotność powietrza | 23,5 % | 31,3 % | 42,1 % | 57,5 % | 80 % | |
Wszystko zależy od temperatury
Zdolność powietrza do wchłaniania wody jest więc zawsze zależna od panującej temperatury powietrza. Im niższa temperatura powietrza, tym mniej wody może ono zawierać. Zależność ta jest przedstawiona w poniższej tabeli dla pięciu wartości temperatury.
W przykładzie 1, względna wilgotność powietrza zawsze wynosi 80 %, przy czym odpowiadająca jej bezwzględna wilgotność powietrza znacznie waha się w zależności od temperatury.
W przykładzie 2, ilości wody zawartej w powietrzu jest zawsze stała, przy czym wraz ze spadkiem temperatury rośnie względna wilgotność powietrza.
Zależności te nie są proste. Nie ułatwia rozważań także ten fakt, że korozja, stęchlizna lub pleśń zależą wyłącznie od względnej wilgotności powietrza, i nie zależą od bezwzględnej zawartości wody w powietrzu.
Względna wilgotność powietrza jest decydująca
W przykładzie 2, przy temperaturze pomieszczenia wynoszącej 5 °C i zawartości wody 5,4 g/m³, względna wilgotność powietrza wynosi 80 %, oznacza zagrożenie powstawaniem pleśni i korozji. Przy 25 °C, ta ilość wody oznacza tylko 23,5 % względnej wilgotności powietrza. Takie powietrze jest zbyt suche i powoduje podrażnienia dróg oddechowych.
Tworzenie się pleśni i korozji w tych warunkach praktycznie nie występuje, choć powietrze zawiera ciągle te same 5,4 g/m³ wody.
Kolejny raz okazuje się, że najważniejsze jest kontrolowanie względnej wilgotności powietrza. Nie jest ważne ile wilgoci może zostać odprowadzone z powietrza. Ważny jest poziom względnej wilgotności powietrza!
Zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych jest jednym z najważniejszych czynników udanego doboru odpowiedniego systemu osuszania powietrza dla konkretnego zastosowania.
Proces osuszania powietrza
Dwa zjawiska fizyczne – jedno zastosowanie: kontrolowane zmniejszenie zbyt wysokiej wilgotności powietrza
Przed przejściem do dokładnego opisu obu zjawisk wykorzystywanych do osuszania powietrza, konieczne jest wyjaśnienie kilku mitów.
Ogrzewanie powoduje zwiększenie temperatury powietrza, nie jego osuszanie.
Ogrzewanie w żadnym wypadku nie jest procesem osuszania powietrza. Ciepłe powietrze może wprawdzie zgromadzić więcej wody niż zimne. W trakcie zwiększania temperatury pomieszczenia przy takiej samej zawartości wody dochodzi wprawdzie do obniżenie względnej wilgotności powietrza.
Z drugiej strony, im większa temperatura powietrza, tym większa jest ograniczająca ją powierzchnia o niższej temperaturze. Na powierzchnia ta powoduje kondensację wody. Ogrzewanie powietrza nie powoduje usuwania pary wodnej, zawartość wody w powietrzu pozostaje taka sama.
W celu skutecznego usunięcia wilgoci zawartej w powietrzu, konieczne jest zastosowanie kondensacyjnego lub adsorpcyjnego procesu jego osuszania.
Porównanie kondensacji i adsorpcji
Wszystkie dostępne na rynku urządzenia, opisywane jako osuszacze niskotemperaturowe, osuszacze kondensacyjne, kondensacyjne osuszacze powietrza lub osuszacze elektryczne lub z systemem Peltiera, bazują na zjawisku kondensacji.
Innym zjawiskiem stosowanym do osuszania powietrza jest efekt osuszania adsorpcyjnego.
Efekt ten uzyskać można także poprzez użycie szeroko reklamowanych granulatów. Skuteczne, trwałe osuszanie za pomocą tej metody można osiągnąć tylko pod warunkiem stosowania urządzeń elektrycznych z regeneracją ciepłego powietrza, znanych jako adsorpcyjne osuszacze powietrza.
Wszystko zależy od technologii
Mimo bogactwa spotykanych na rynku nazw urządzeń, chodzi zazwyczaj zawsze o urządzenia należące do tych dwóch grup, których nazwa jednoznacznie wskazuje na stosowaną technologię osuszania powietrza.
Z wyłączeniem granulatu, wszystkie zasilane elektrycznie urządzenia wykorzystują to samo zjawisko. Powietrze jest pobierane z otoczenia za pośrednictwem wentylatora i tłoczona do wnętrza urządzenia, gdzie zachodzi wychwytywanie wilgoci. Kierowane z powrotem do pomieszczenia suche powietrze miesza się z powietrzem wilgotnym aż do uzyskania wymaganego poziomu wilgotności.
Procesy osuszania, obszary i granice zastosowania tych dwóch grup urządzeń znacznie różnią się między sobą.
Kondensacja
Zgodnie z treścią zawartą w Rozdział 1 oraz zgodnie z krzywą nasycenia krzywa nasycenia zdolność powietrza do wchłaniania wody zależy wyłącznie od temperatury. Im niższa temperatura, tym mniej wody może znajdować się w powietrzu.
Co stanie się, gdy nasycone wodą powietrze zostanie gwałtownie schłodzone na przykład w wyniku kontaktu z zimną wodą?
W tym przypadku, granica nasycenia wodą odpowiadająca 100 % wilgotności względnej jest przekraczana, co powoduje, że powietrze nie jest w stanie pochłonąć większej ilości wilgoci. Skutkiem będzie kondensacja wody na chłodnych powierzchniach.
Ograniczona zdolność powietrza do wchłaniania wody
Przy określonej temperaturze granicznej, para wodna kondensuje do postaci wody. Temperatura ta określana jest jako temperatura punktu rosy. Zjawisko to obserwujemy także na przykład na zroszonej powierzchni zimnej butelki w lecie. Zachodzi ono także zimą i powoduje parowanie szyb i luster w łazienkach w trakcie korzystania z prysznica. Także poranna mgła jest widocznym znakiem zimnego powietrza i przesycenia parą wodną.
Obniżenie temperatury powietrza powoduje więc zmniejszenie zdolności do utrzymywania pary wodnej. Nadmiar pary wodnej kondensuje na zimnych powierzchniach.
Zjawisko to jest wykorzystywane w kondensacyjnych osuszaczach powietrza, zwanych też z tego powodu osuszaczami niskotemperaturowymi. Przepływające powietrze schładzane jest poniżej temperatury punktu rosy, zawarta w powietrzu wilgoć osadza się na zimnych powierzchniach.
Oferta rynkowa osuszaczy niskotemperaturowych obejmuje zarówno wysokiej wydajności osuszacze kondensacyjne z technologią sprężarkową, tzw. sprężarkowe urządzenia chłodzące, jak i bardzo kompaktowe osuszacze elektryczne lub osuszacze Peltiera o niskim bezwzględnym zużyciu energii, ale także znacznie niższej skuteczności i znacznie gorszym bilansie energetycznym.
W uproszczeniu, do odebrania z powietrza jednego litra wody, osuszacze elektryczne potrzebują cztery razy więcej energii niż agregaty sprężarkowe.
Adsorpcja
W odróżnieniu od osuszaczy kondensacyjnych bazujących na występowaniu temperatury punktu rosy, osuszacze adsorpcyjne wykorzystują zjawisko sorpcji. Odbieranie wody z powietrza następuje w wyniku różnicy ciśnienia pary wodnej pomiędzy wilgotnym powietrzem a higroskopijnym środkiem sorpcyjnym.
Ta kategoria zawiera także granulaty osuszające. W najlepszym wypadku urządzenia takie nadają się tylko do utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w małych, zamkniętych pomieszczeniach.
Ograniczenia w zastosowaniu granulatu jako permanentnego rozwiązania
Podstawowym obszarem zastosowania worków osuszających jest chwilowe zabezpieczenie wrażliwych na wilgoć artykułów w trakcie transportu i magazynowania. Każdy z nas spotkał się z małym woreczkiem dołączonym do przesyłki zawierającej elektronikę, medykamenty lub ubrania.
Granulaty nie są jednak alternatywą dla osuszaczy powietrza. Dodatkowo są one kosztownym rozwiązaniem jednorazowym, ponieważ wymagają ciągłego i regularnego nabywania świeżych worków z granulatem stosowanych w zbiorniku, który nie jest przystosowany do regeneracji granulatu. Substancja higroskopijna pobiera wodę podobnie jak gąbka. Po całkowitym nasyceniu wodą, substancja higroskopijna musi zostać wymieniona. Na dłuższą metę jest to rozwiązanie niezwykle kosztowne i szkodliwe dla środowiska naturalnego.
Wada taka nie występuje w przypadku urządzeń elektrycznych wyposażonych w regenerację ciepłego powietrza. Urządzenia takie posiadają obracający się wirnik, pokryty silnie higroskopijnym materiałem jak np. żel silikonowy lub chlorek litu. Substancja ta odbiera wilgoć z powietrza przepływającego przez wirnik.
Ciągłe pobieranie wilgoci przez wirnik wymaga jego osuszenia, realizowanego przez funkcję regeneracji ciepłego powietrza. Obszar regeneracji wirnika osuszającego jest opływany przez gorące powietrze. Odbiera ono parę wodną, pobraną wcześniej przez żel silikonowy, pokrywający wirnik.
 |
 |
Osuszacz kondensacyjny ze sprężarką
Techniczne różnice i zasada działania sprężarkowych osuszaczy niskotemperaturowych.
Większość zastosowań w warunkach domowych realizowana jest w zakresie temperatur od 12 do 25 °C. W tym obszarze parametrów eksploatacyjnych osuszacze niskotemperaturowe są najczęściej stosowane ze względu na bardzo atrakcyjny stosunek ceny do parametrów, skuteczności i wydajności energetycznej.
Sprężarkowe osuszacze kondensacyjne działają w sposób podobny do lodówek. Wewnątrz urządzenie kryje się ciśnieniowy system chłodzenia, tłoczący środek chłodniczy pomiędzy dwoma wymiennikami ciepła – skraplaczem i parownikiem.
Wykorzystanie gwałtownego schładzania
Kompresor i zawór rozprężny różnicują ciśnienie, jakiemu poddawany jest środek chłodniczy w tym zamkniętym obiegu. Dzięki temu, sprężany gaz zwiększa swoją temperaturę a w trakcie rozprężania po stronie parownika schładza się głęboko poniżej temperatury pomieszczenia.
W parowniku następuje bardzo szybkie obniżanie temperatury. Powietrze jest gwałtownie chłodzone poniżej temperatury punktu rosy, dzięki czemu zawarta w nim wilgoć kondensuje do postaci kropel wody gromadzonych w zbiorniku. Zimne, suche powietrze jest prowadzone przez gorący skraplacz, odbiera jego ciepło i następnie jest kierowane jako suche, ciepłe powietrze z powrotem do pomieszczenia, gdzie jest nasycane wilgocią.
Wyeliminowanie zagrożenia zamarzaniem
W zależności od temperatury toczenia i wilgotności powietrza, parownik może uzyskać bardzo niskie temperatury, łącznie z osadzaniem się lodu na jego powierzchni przy temperaturach poniżej 15 °C.
Narastająca warstwa lodu powoduje niedrożność ożebrowania (oblodzenie) i zmniejsza wydajność osuszania urządzenia.
Z tego względu, wszystkie sprężarkowe osuszacze kondensacyjne są wyposażone w systemy regularnego odmrażania parownika, z zastosowaniem cyrkulacji powietrza lub gorącego gazu. Dalsze informacje zamieszczono w rozdziale „Typy odmrażania”.
Brak procesu rozmrażania w recyrkulacji lub gorącym gazem oznaczałby całkowite zamrożenie parownika (części zimnej) aż do całkowitej niedrożności i zablokowania przepływu powietrza.
Typy odmrażania stosowane w sprężarkowych osuszaczach niskotemperaturowych:
Odmrażaniem gorącym gazem
Osuszacze powietrza przeznaczone do chłodnych pomieszczeń nie są wyposażone w odmrażanie cyrkulacyjne, lecz w system rozmrażania gorącym gazem stosowany w procedurze obejściowej.
Gorący gaz obiegu chłodzenia jest wykorzystywany do szybkiego i skutecznego odmrażania. W początkowej fazie oblodzenia następuje automatyczne otwarcie specjalnego zaworu elektromagnetycznego, kierującego gorący gaz ze sprężarki nie do skraplacza, lecz za pośrednictwem zaworu elektromagnetycznego bezpośrednio do parownika. Po zakończeniu odmrażania zawór ten zamyka się i następuje powrót do normalnej pracy obiegu chłodzenia w trybie osuszania powietrza.
W odróżnieniu od odmrażania obiegowego, automatyczny układ odmrażania gorącym gazem pozwala na uzyskanie bardzo krótkich faz odmrażania, trwających tylko kilka minut. Przyczynia się to do skutecznego osuszania w niskich temperaturach. Możliwość taka jest koniecznym warunkiem zastosowania urządzeń w pomieszczeniach bez ogrzewania. Pamiętajmy, że faza osuszania trwa tylko po zakończeniu fazy odmrażania.
W przypadku osuszania nieogrzewanych pomieszczeń przy temperaturach spadających poniżej 15 °C, osuszacze powietrza z odmrażaniem gorącym gazem uzyskują znacznie wyższą wydajność.
Przy temperaturach powyżej 15 °C urządzenia z systemami odmrażania gorącym gazem oraz odmrażaniem cyrkulacyjnym uzyskują podobną sprawność, przy temperaturach powyżej ok. 18 °C sprawność ta jest praktycznie identyczna.
Odmrażanie cyrkulacyjne
Ten typ odmrażania następuje w sterowanym elektronicznie lub czujnikowo trybie cyrkulacji. Jest to tzw. odmrażanie elektroniczne lub elektryczne.
Znaczne oblodzenie parownika powoduje wyłączenie kompresora i uruchomienie procedury odmrażania, w czasie której zazwyczaj dmuchawa pracuje nadal, a parownik jest rozmrażany ciepłym powietrzem.
Zjawisko to jest szeroko stosowane i skuteczne przy temperaturze zewnętrznej powyżej 15 °C.
Zastosowanie tego rodzaju osuszaczy w niższej niż 15°C temperaturze oznacza obniżenie się temperatury powierzchni parownika poniżej 0 °C, co powoduje silne oblodzenie parownika. Z tego powodu, urządzenia takie są rozmrażane w trybie cyrkulacyjnym praktycznie ciągle, co oznacza znaczne wydłużenie czasu odmrażania.
Osuszacze powietrza z odmrażaniem recyrkulacyjnym nie mogą być praktycznie stosowane do regularnego osuszania w takich warunkach, ponieważ urządzenie praktycznie ciągle pracować będzie w trybie odmrażania.
Z tego względu, osuszacze niskotemperaturowe z odmrażaniem cyrkulacyjnym są przeznaczone wyłącznie do umiarkowanych temperatury powietrza, leżących powyżej 15 °C. Z ekonomicznego punktu widzenia, niemal zawsze sprawdzą się one w pomieszczeniach ogrzewanych.
 |
 |
Podsumowanie: Osuszacze niskotemperaturowe z odmrażaniem gorącym gazem to urządzenia uniwersalne, ponieważ zastosowany system odmrażania pozwala na ich eksploatację w temperaturach od 5 °C do 35 °C. Dzięki temu urządzenia te mogą być wykorzystywane zarówno w ciepłych, jak i zimnych pomieszczeniach, w lecie oraz w zimie. Ze względu na swą zasadę działania, urządzenia z odmrażaniem cyrkulacyjnym są przystosowane do ekonomicznej i skutecznej pracy tylko w zakresie temperatur od 15 °C do ok. 35 °C.
Osuszacze kondensacyjne z systemem Peltiera
Zasada działania, możliwości i granice zastosowania osuszaczy powietrza z systemem Peltiera
Podobnie jak w przypadku osuszaczy kondensacyjnych ze sprężarką także w przypadku tego typu urządzeń, w ich wnętrzu wykorzystywana jest niska temperatura powierzchni, powodująca skroplenie wody zawartej w powietrzu.
Osuszacze powietrza z systemem Peltiera nie wykorzystują sprężarki, lecz zintegrowany element Peltiera, nazywany też czasami TEC (theromelectric cooler).
Ten kompaktowy przetwornik termoelektryczny wykorzystuje zasadę działania i bierze swą nazwę od efektu Peltiera. Polega on na wytwarzaniu różnicy temperatur pomiędzy dwoma płytkami elementu, pomiędzy którymi przepływa prąd elektryczny. Jedna z tych płytek znacznie się nagrzewa, druga zaś silnie chłodzi. Różnica temperatur pomiędzy dwoma stronami elementu może sięgać nawet 70 °C.
Elementy Peltiera są bardzo kompaktowe i są stosowane na przykład w miniaturowych lodówkach, mobilnych lodówkach kempingowych lub do chłodzenia elementów komputerów PC.
W przypadku osuszaczy kondensacyjnych z elementem Peltiera, zintegrowana w urządzeniu dmuchawa pobiera powietrze z pomieszczenia i kieruje je na chłodną stronę elementu. Na powierzchni tego elementu powietrze jest schładzane poniżej temperatury punktu rosy. Woda wytrąca się na powierzchni i jest odprowadzana do zbiornika.
Suche powietrze jest następnie kierowane na gorącą stronę elementu, odbiera od niego ciepło i, będąc suchym i ciepłym powietrzem, jest ponownie kierowane do pomieszczenia.
Małe urządzenie – mały zasięg działania
Ze względu na zasadę działania, osuszacze kondensacyjne z systemem Peltiera nie wymagają stosowania odmrażania. Dodatkowo umożliwiają one konstruowanie bardzo małych i cichych urządzeń ponieważ zastosowanie powodującego hałas kompresora nie jest konieczne.
Wadą tych osuszaczy powietrza jest mały zasięg działania i relatywnie niski współczynnik skuteczności, sięgający maksymalnie 25% skuteczności urządzenia wyposażonego w kompresor. Z tego względu, elementy termoelektryczne nie mogą być uważane za alternatywę sprężarkowych urządzeń chłodniczych. Wynika to także z faktu, że moc poszczególnych elementów Peltiera nie może być łatwo i bez ograniczeń zwiększana.
Z tego powodu, z dużą ostrożnością traktować należy deklaracje innych producentów o wydajności rzędu jednego litra na kWh. Porównanie takie nie jest uzasadnione, ponieważ osuszacze powietrza systemu Peltiera nie mogą być skalowane i w żadnym wypadku nie umożliwiają uzyskania wydajności osuszania oferowanej przez osuszacze niskotemperaturowe. W praktyce urządzenia te nie są w stanie wychwycić więcej niż jednej małej szklanki wody (0,1 - 0,2 ml) w ciągu 24 godzin.
Osuszacze powietrza z systemem Peltiera i osuszacze sprężarkowe mogą być porównywane w ograniczonym zakresie, ponieważ ze względu na różne zasady działania, są one przeznaczone do różnych obszarów zastosowań. Będąc od wielu lat czołowym producentem mobilnych urządzeń do osuszania uważamy, że urządzenia z systemem Peltiera sprawdzają się tylko w zamkniętych pomieszczeniach o bardzo małej kubaturze (2 - 10 m³) i bez źródła wilgoci, na przykład w szafach na ubrania i obuwie, spiżarniach lub małych toaletach bez okien.
Urządzenia z systemem Peltiera nie nadają się do osuszania całych pomieszczeń, niezależnie od sugestii zawartych w niektórych materiałach reklamowych.
Dodatkowa uwaga: Uzyskanie wydajności osuszacza niskotemperaturowego czyli odprowadzenie 10 lub 20 litrów w przeciągu 24 godzin wymaga zastosowania 40 lub 80 elementów Peltiera równolegle w jednym urządzeniu!
Wymiary takiej konstrukcji byłyby ogromne. To samo dotyczy także zużycia energii. Alternatywą może być teoretycznie ustawienie 40 lub 80 pojedynczych urządzeń Peltiera w całym pomieszczeniu. To rozwiązanie będzie niewątpliwie rzucać się w oczy ;-)
 |
 |
Adsorpcyjny osuszacz powietrza
Zasada działania i różnice techniczne
Urządzenia przemysłowe z odprowadzaniem wilgotnego powietrza
Profesjonalne, adsorpcyjne osuszacze powietrza są zazwyczaj stosowane w przemyśle tam, gdzie konieczne jest odprowadzanie dużych ilości wilgoci także przy niskich temperaturach. Uzyskanie odpowiednich parametrów ekonomicznych i technologicznych możliwe jest wyłącznie poprzez zastosowanie adsorpcyjnych osuszaczy powietrza.
Przemysłowe, adsorpcyjne osuszacze powietrza są, w odróżnieniu od urządzeń dla klientów indywidualnych, wyposażone w mniejszą liczbę funkcji zwiększających komfort. Wyróżnia je natomiast najwyższa wytrzymałość, żywotność, krótkie czasy przestojów i najwyższa wydajność osuszania powietrza.
Ze względu na duży przepływ powietrza, w przypadku takich urządzeń wilgotne powietrze nie jest poddawane kondensacji wewnątrz urządzenia. Stosuje się natomiast bezpośredni wydmuch gorącej pary wodnej oraz jej odprowadzanie na zewnątrz za pośrednictwem węża lub kanału. Rozwiązanie to jest podobne do stosowanego w domowych suszarkach do bielizny.
W nie zalecamy wyboru modelu przemysłowego do zastosowań domowych, ponieważ urządzenia takie nie posiadają zintegrowanego zbiornika na wodę.
Komfortowe urządzenia ze skraplaczem
Urządzenia przeznaczone do zastosowania domowego wykorzystują zjawisko identyczne ze stosowanym w osuszaczach adsorpcyjnych do zastosowań przemysłowych.
Powietrze pobrane z pomieszczenia jest prowadzone przez obszar osuszania obracającego się wirnika, pokrytego higroskopijnym środkiem sorpcyjnym, wychwytującym wilgoć zawartą w powietrzu.
Żel silikonowy jest typowym materiałem osuszającym o bardzo higroskopijnej powierzchni. W przypadku profesjonalnych adsorpcyjnych agregatów osuszających, jeden gram tego materiału ma powierzchnię przekraczającą 700 metrów kwadratowych. Niecałe 10 gramów ma więc powierzchnię całego boiska piłkarskiego.
Osuszone przez wychwycenie wilgoci na materiale sorpcyjnym powietrze jest wydmuchiwane do pomieszczenia.
Osuszenie wirnika i przygotowanie go do ponownego odbierania wilgoci z powietrza następuje poprzez umieszczenie go w oddzielnej strefie regeneracyjnej ze stałym przepływem ogrzanego grzałkami, ciepłego powietrza. Dzięki swojej wysokiej temperaturze, pobiera ono wilgoć z powierzchni koła suszącego i kieruje przez element kondensacyjny.
Znajduje się on w strefie chłodniejszego powietrza wlotowego, co powoduje kondensację wody w elemencie kondensacyjnym i jej skierowanie do zbiornika na wodę. Powietrze regeneracyjne jest następnie kierowane do grzałki w oddzielnym obiegu w celu ponownego odbierania wilgoci.
 |
 |
Dobór osuszacza powietrza
Jaką technologię osuszania powietrza wybrać dla danego zastosowania?
Kryterium temperatury pomieszczenia
Średnia temperatura powietrza panująca w osuszanym pomieszczeniu to najważniejsze kryterium wyboru optymalnego osuszacza powietrza.
Wydajność poniżej granicy 8 stopni C
W nieogrzewanych piwnicach, domach letniskowych lub chłodniejszych pomieszczeniach, przy średnich temperaturach opadających w miesiącach zimowych poniżej 8 °C, zaleca się stosowanie adsorpcyjnych osuszaczy powietrza. Ich zasada działania pozwala na zapewnienie trwałego i skutecznego osuszania także w niskich temperaturach.
W przypadku wzrostu temperatury do 12 °C wydajność tych urządzeń jest jeszcze zadowalająca. Powyżej 12 °C ich bilans energetyczny pogarsza się tak znacznie, że niknie ekonomiczny sens ich eksploatacji.
Uniwersalne urządzenia do temperatur od 5 do 35 °C
Optymalne osuszanie powietrza przy średniej temperaturze pomieszczenia powyżej 8 °C uzyska się poprzez zastosowanie osuszaczy niskotemperaturowych.
Długotrwałe obniżenie się temperatury w trakcie zimy poniżej 15 °C oznacza konieczność zastosowania urządzenia z odmrażaniem gorącym gazem.
Te urządzenia wyróżniają się swą uniwersalnością i mogą być używane w bardzo szerokim zakresie temperatury. Osuszacze niskotemperaturowe z odmrażaniem cyrkulacyjnym mogą być używane do osuszania powietrza przy temperaturach powyżej 15 °C. Patrz też Rozdział 2 – „Klimatyzacyjne ograniczenia wykorzystania stosowanych technologii”.
Kryterium kosztów eksploatacyjnych
Najkorzystniejszy stosunek wydajności do zużycia energii osiągany jest przez sprężarkowe osuszacze kondensacyjne. Dotyczy to niemalże wszystkich aplikacji.
Osuszacze kondensacyjne z systemem Peltiera są wprawdzie tańsze w zakupie i zużywają na pierwszy rzut oka najmniej energii, lecz cechuje je znacznie niższa skuteczność osuszania, powodująca ok. 400 % wyższe zużycie energii na litr osuszonego kondensatu.
Adsorpcyjne osuszacze powietrza zużywają w porównaniu ze sprężarkowymi osuszaczami niskotemperaturowymi do 100 % energii więcej przy tej samej wydajności osuszania. Koszty eksploatacyjne mogą jednakże znaleźć się na drugim planie, ponieważ niektóre zadania mogą być wykonane wyłącznie za pomocą osuszaczy adsorpcyjnych.
Kryterium zasięgu działania
Sprężarkowe osuszacze niskotemperaturowe – idealne urządzenia do wszystkich pomieszczeń
Im większe pomieszczenie, tym korzystniejsze zastosowanie sprężarkowego osuszacza niskotemperaturowego do jego osuszania. Tylko ta grupa urządzeń dla użytkowników indywidualnych obejmuje szeroki zakres wysokiej wydajności kombinacji dmuchaw i skraplaczy.
Osuszanie dużego pomieszczenia wymaga dostarczania do osuszacza dużych ilości powietrza co oznacza konieczność zastosowania silnej dmuchawy. Skuteczne osuszanie tak dużych ilości powietrza wymaga zastosowania równie wydajnego skraplacza.
W trakcie doboru urządzenia zwróć uwagę nie tylko na deklarowaną wielkość pomieszczenia, lecz sprawdź także zgodność deklarowanych parametrów tłoczenia powietrza, zużycia energii elektrycznej oraz wydajności osuszania. Wstępne oszacowanie możliwe jest po zastosowaniu następującej reguły: Wychwycenie wielu litrów wody za pomocą urządzenia o niskiej mocy nie jest możliwe, niezależnie od deklaracji wielu producentów
Osuszacze powietrza z systemem Peltiera – specjalne urządzenia do najmniejszych objętości
Urządzenia Peltiera nie są typowymi osuszaczami do pomieszczeń. Nie zostały one stworzone do osuszania pomieszczeń lecz do utrzymania niskiej wilgotność powietrza w obszarach specjalnych. Kompaktowa budowa oraz cicha praca czynią je idealnymi urządzeniami do zastosowania w szafach na ubrania i obuwie i spiżarniach, a nawet, warunkowo, w małych pomieszczeniach sanitarnych bez okien bez dużego obciążenia wilgocią (bez prysznica). Osuszacz z systemem Peltiera jest przystosowany do eksploatacji tylko w obszarach bez dodatkowego źródła wilgoci (patrz kolejny rozdział „Pobieranie wilgoci z zewnątrz”).
Granulat
Tego rodzaju środki osuszające są stosowane zazwyczaj do zabezpieczenia produktów wrażliwych na działanie wilgoci w trakcie transportu lub magazynowania. Każdy z nas spotkał się z małym woreczkiem dołączonym do przesyłki zawierającej elektronikę, torby, walizki, obuwie lub medykamenty. Worek z granulatem jest idealnym rozwiązaniem do utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w małych, zamkniętych pojemnikach.
Na tej podstawie, niektóre, oferowane na rynku urządzenia posiadają większy worek i zbiornik i określane są jako „osuszacze powietrza”. Z wielu względów, granulaty nie nadają się jednak do takiego zastosowania.
Ich skuteczność jest ograniczona do kilku metrów sześciennych powietrza i wyklucza przedostawanie się dodatkowej wilgoci z zewnątrz (patrz kolejny rozdział „Pobieranie wilgoci z zewnątrz”).
Dodatkowo, granulatowe osuszacze są w porównaniu do ich wydajności osuszania bardzo drogie, ponieważ jednorazowy system wymaga ciągłego nabywania worków z granulatem. Dodatkowo, po nasyceniu wodą granulat całkowicie traci swą skuteczność. Dzieje się to bez ostrzeżenia, sygnalizacji „napełnienia zbiornika” oraz przy zaniku osuszania.
Adsorpcyjny osuszacz powietrza – profesjonalne rozwiązania dla małych, chłodnych pomieszczeń
Te urządzenia są bezkonkurencyjne przede wszystkim w chłodnych piwnicach oraz w nieogrzewanych lub okresowo ogrzewanych pomieszczeniach.
Wysokiej wydajności, sprężarkowe osuszacze niskotemperaturowe mogą wprawdzie uzyskiwać zadowalającą skuteczność w pomieszczeniach o temperaturze co najmniej 12 °C. Przy trwałym obniżeniu się średniej temperatury poniżej 8 °C, wysoką wydajność uzyskują urządzenia takie jak adsorpcyjny osuszacz powietrza.
Kryterium zakresu funkcji
Ważnym kryterium doboru osuszacza powietrza może być także zakres jego funkcji.
Urządzenia tej samej klasy wydajności różnią się wyposażeniem wpływającym na komfort eksploatacji. Może to być ważny element z punktu widzenia użytkownika.
Periodyczna, automatyczna praca wymaga wyposażenia urządzenia w zintegrowany, 24 godzinny zegar sterujący. Funkcja programatora Timer pozwala na automatyczne wyłączanie.
Dodatkowo, wiele urządzeń umożliwia sterowany higrostatycznie tryb automatyczny uruchamiany pokrętłem bez podziałki. Inne zaś pozwalają na precyzyjne określenie docelowej wilgotności powietrza poprzez wprowadzenie rzeczywistych wartości.
Miejsce eksploatacji jako dodatkowe kryterium Ciągła eksploatacja urządzenia bez nadzoru na przykład w domku weekendowym lub letniskowym wymaga wyposażenia osuszacza w odpływ kondensatu, który eliminuje konieczność ciągłego opróżniania zbiornika oraz umożliwia odprowadzanie skroplin do kanalizacji.
 |
Pamiętaj: Pobieranie wilgoci z zewnątrz
Pojęcie to dotyczy przedostawania się zewnętrznego, wilgotnego powietrza do wnętrza pomieszczeń. Pobieranie wilgoci z zewnątrz oznacza konieczność uwzględnienia usuwania dodatkowej wilgoci przy obliczeniu zapotrzebowania na wydajność osuszania.
Z tego względu ilość pobieranej z zewnątrz wilgoci jest istotne przy robocze odpowiedniego osuszacza powietrza. Wilgoć znajduje się nie tylko w powietrzu wypełniającym pomieszczenie. Dodatkowa wilgoć przedostaje się także z zewnątrz, na przykład w związku ze stanem izolacji, przez szczeliny w drzwiach lub poprzez otwarcie drzwi, okien itp. Przykładowo, osuszenie pomieszczenia wypełnionego powietrzem o temperaturze 20 °C i względnej wilgotności 80 % do 60 %, wymaga zmniejszenia ilości wody z 13,8 g³ (80 % wilg.wzgl.) na 10,4 g/m³ (60 % wilg.wzgl.). Oznacza to obnizenie o 3,4 g wody na metr sześcienny powietrza.
W przypadku pomieszczenia o kubaturze 100 metrów sześciennych, będzie to 340 g wody. Nie. Konieczne jest także uwzględnienie wilgoci przedostającej się z zewnątrz.
Przy założeniu, że powietrze zewnętrzne ma temperaturę 25 °C i wilg.wzgl 70 %, ilość wody zawartej w tym powietrzu wynosi 16,2 g/m³, czyli 5,8 g więcej niż wewnątrz. Gdyby nie izolacja, wilgoć zawarta w powietrzu zewnętrznym, przeszłaby do wnętrza pomieszczenia. Istotnym czynnikiem jest współczynnik przenikania wilgoci. Zakłada się, że w przypadku pomieszczeń o dobrej izolacji, wynosi on 0,3.
Oznacza to, że na godzinę, z zewnątrz do wnętrza przedostawać się będzie 5,8 g/m³ x 100 m³ x współczynnik przenikania 0,3 l/h = 174 g/h (0,174 l). Dziennie oznacza to konieczność odprowadzenia dodatkowej ilości wody wynoszącej 4,176 litra przez 24 godziny (0,174 l x 24).
Wilgoć wytwarzana przez ludzi
Ludzkie ciało jest dodatkowym źródłem wilgoci. Jest to dodatkowe obciążenie wilgocią, które uwzględnić należy w rozważaniach dotyczących pobierania wilgoci z zewnątrz. Jedna roślina doniczkowa powoduje przedostawanie się do pomieszczenia dziennie ok. 150 ml wilgoci. Przekracza to średnią wydajność typowego urządzenia Peltiera, osiąganą w ciągu 24 godzin. Współczynnik obciążenia wilgocią okazuje się szczególnie ważny, gdy w danym pomieszczeniu przebywać będą ludzie.
Każdy człowiek tylko przez skórę wydziela przez godzinę snu ok. 50 ml wilgoci. Czynności wykonywane w pozycji siedzącej powodują odprowadzanie 70 ml, zaś prace domowe ponad 100 ml. Z tego względu te źródła wilgoci muszą zostać uwzględnione w trakcie doboru osuszacza powietrza.
Oznacza to, że zastosowanie osuszacza z systemem Peltiera w sypialni nie ma sensu, ponieważ dwie śpiące osoby w ciągu ośmiogodzinnego snu odprowadzą 800 ml wilgoci. Osuszacze z systemem Peltiera osiągają w praktyce maksymalną skuteczność 300 ml przez 24 godziny. Wilgotność powietrza rano byłaby większa niż dzień wcześniej.
Dodatkowo, jedno gotowanie oznacza odprowadzenie do 2 litrów, a kąpiel pod prysznicem nawet 2,5 litra wody do powietrza wypełniającego pomieszczenie. Jasnym jest więc, że nie ma sensu zastosowanie osuszaczy z systemem Peltiera lub granulatu w otoczeniu, w którym występują dodatkowe źródła ciepła.
Zalecamy uwzględnienie rezerwy wydajności w trakcie sporządzania obliczenia wymaganej wydajności osuszania. Znacznym ułatwieniem będzie wykorzystanie zaleceń firmy Trotec dotyczących zastosowania poszczególnych urządzeń, ponieważ zalecenia te uwzględniają wszystkie, typowe parametry eksploatacyjne.
Ogólne zestawienie możliwości zastosowania |
Kondensacja | Adsorpcja | |||
| Peltier (elektryczny) | Sprężarka | Granulat | Koło suszące | ||
| Powietrze zewnętrzne | Gorący gaz | ||||
| Utrzymywanie niskiej wilgotności w bardzo małych, zamkniętych pomieszczeniach (< 10 m³) bez infiltracji (wprowadzania wilgoci) | zalecany | możliwy | możliwy | zalecany | możliwy |
| Utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w pomieszczeniach o temperaturze od 0 do 8 °C |
– | – | – | – | zalecany |
| Utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w pomieszczeniach o temperaturze od 5 do 35 °C |
– | – | zalecany | – | możliwy |
| Utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w pomieszczeniach o temperaturze od 15 do 35 °C |
– | zalecany | zalecany | – | możliwy |
| Osuszanie budowlane | – | * | * | – | * |
| Usuwanie szkód powodziowych | – | – | * | – | * |
| * tylko wersje przemysłowe, nie przystosowane do komfortowych osuszaczy powietrza | |||||
Wyposażenie seryjne
Wyposażenie dodatkowe
brak