Co je to izotermické zvlhčování vzduchu?
Pro zvlhčování vzduchu vodní párou, při kterém teplota vzduchu během zvlhčování zůstává v podstatě konstantní, se vžil pojem izotermické zvlhčování vzduchu.
Zvlhčování vzduchu párou je v závislosti na systému velmi přesně regulovatelné a díky použití média o teplotě přes 100 °C vykazuje vynikající hygienické vlastnosti. Parní zvlhčovač vzduchu může být poháněn elektřinou nebo plynem.
Princip fungování parního zvlhčovače vzduchu
Na rozdíl od odpařovacích zvlhčovačů dochází k tvorbě vodní páry před jejím smícháním se vzduchem. Pára může být přiváděna přímo do vzduchu v místnosti prostřednictvím ventilačního zařízení nebo může být přimíchávána do vzduchu v klimatizačním systému během jeho úpravy. Pára se odebírá buď z centrálního zdroje výroby páry, nebo se vyrábí decentralizovaně přímo v místě zvlhčování vzduchu pro klimatizaci.
Při zvlhčování vzduchu pomocí tlakové páry z centrálního zdroje se hovoří o tlakových parních zvlhčovačích. Tento typ parního zvlhčovače vzduchu se používá společně s vzduchotechnickými zařízeními. Zvlhčovač se skládá z lapače nečistot, rotačního šoupátka, manometru a odvaděče kondenzátu.
Pokud má být pára vyráběna přímo v místě spotřeby, jsou často vhodná elektrická parní zvlhčovače.
Elektricky poháněné parní zvlhčování vzduchu funguje buď na principu elektrod, nebo na principu odporu. U elektrodových zvlhčovačů vzduchu jsou do nádrže na vodu ponořeny mřížkovité kovové elektrody, které využívají vodivost vody. Proud přitom protéká přímo skrz médium, jímž je voda, a odpařuje ji. Regulace množství páry se u tohoto principu provádí pomocí hladiny vody v nádrži. U odporového parního zvlhčovače se ohřev vody ve zvlhčovači provádí podle principu ponorného topného tělesa.
Různé druhy páry
Pro izotermické zvlhčování vzduchu je nejprve nutné ohřát vodu na 100 °C. Voda přitom dosáhne tepelné kapacity h=419 kJ/kg a tlaku 1,0133 bar. V tomto bodě dochází ke změně skupenství, při které se vroucí voda o teplotě 100 °C přeměňuje na páru o teplotě 100 °C. K tomu je třeba dodat 2 258 kJ energie na každý kg vody.
Tato energie potřebná k přeměně na páru se označuje jako měrné teplo odpařování. Jedná se o teplo latentní, tedy neměřitelné teploměrem.
Nasycená pára
Dokud je pára v přímém kontaktu s vodou, je „nasycená“, to znamená, že již nemůže přijmout další kapalinu, a proto se také označuje jako „nasycená pára“.
Nenasycená pára
Nenasycená pára vzniká, když se zvětší objem páry, ale teplota se udržuje na úrovni dodané tepelné energie. Důležitým znakem je přitom kondenzát. Chladí-li se pára, je z ní odebráno teplo potřebné k odpařování, mění se její skupenství a vzniká kondenzát.
Tvorba vodního kamene při odpařování
Proč vzniká vodní kámen?
Vápník je pátým nejhojnějším prvkem v zemské kůře. Velmi často se nevyskytuje ve své čisté formě, ale ve spojení s jinými látkami, jako je vápenec, nebo rozpuštěný ve vodě. Vápenec se skládá převážně z uhličitanu vápenatého (CaCO₃).
Stanovení tvrdosti vody umožňuje také předpovědět intenzitu tvorby vodního kamene Tvrdost vody je pojmový systém aplikované chemie, který se vyvinul z potřeb využívání přírodní vody s jejími rozpuštěnými složkami. Konkrétně se tvrdostí vody rozumí ekvivalentní koncentrace iontů kovů alkalických zemin rozpuštěných ve vodě, v určitých souvislostech však také jejich aniontových partnerů. Mezi „tvorce tvrdosti“ patří především vápník a hořčík, ve stopových množstvích také stroncium a baryum. Rozpuštěné látky tvořící tvrdost mohou vytvářet nerozpustné sloučeniny, zejména vodní kámen a tzv. vápenatá mýdla. Právě tato tendence k tvorbě nerozpustných sloučenin je důvodem, proč se tomuto jevu dostalo takové pozornosti, která vedla ke vzniku pojmového a teoretického systému týkajícího se tvrdosti vody.
Měkká voda je vhodnější pro všechna použití, při nichž se voda ohřívá, k praní, zalévání pokojových rostlin atd. Měkká voda je k dispozici v oblastech s žulou, ruly, čedičem a břidlicovými horninami. Měkkou vodou je také dešťová voda.
Tvrdá voda vede k usazování vodního kamene v domácích spotřebičích, zvyšuje spotřebu mycích a prací prostředků, zhoršuje chuť a vzhled citlivých pokrmů a nápojů (např. čaje). Tvrdá voda pochází z oblastí, kde převládají pískovcové a vápencové horniny.
Řešení problému s vodním kamenem
K omezení usazování vodního kamene při parním zvlhčování lze využít systém správy vodního kamene patentovaný společností Condair, při kterém jsou usazeniny vodního kamene odstraňovány z topných těles a odváděny do externího sběrného zásobníku.
Dále lze použít plně demineralizovanou vodu, z níž byly minerály a vápník předem odstraněny úpravou vody. Množství vodního kamene, které se pak ještě vytvoří, je zanedbatelně malé.
Je však třeba poznamenat, že provoz se změkčenou (tj. bezminerální) vodou není možný u každého typu zvlhčovače vzduchu. Odporový zvlhčovač vzduchu lze provozovat i s bezminerální vodou. Elektrodový zvlhčovač vzduchu naproti tomu potřebuje k efektivnímu fungování vodivou vodu obsahující minerály. Provoz tohoto typu zvlhčovače se změkčenou vodou není z energetického hlediska smysluplný.
Výpočetní příklad izotermického zvlhčování vzduchu
Vycházíme z:
Výpočet ∆h/∆x:
∆h=kJ/kg
∆x =g/kg suchého vzduchu
Co je to elektrodový parní zvlhčovač vzduchu?
Co je to adiabatický zvlhčovač vzduchu?
Co je to h,x-diagram?
Kontaktujte nás
Těšíme se na vaši zprávu a vaše požadavky týkající se řešení Condair.
Zde získáte další informace nebo přímý kontakt na vaše kontaktní osoby Condair ve vašem regionu.
Chcete více informací nebo máte dotazy?
Zde najdete náš kontaktní formulář
Přímý kontakt s poradcem společnosti Condair
Zde najdete kontaktní osoby společnosti Condair ve vašem regionu