Технологии осушения воздуха

Борьба с избыточной влажностью кроме поддержания комфортного микроклимата необходима для защиты конструкций и интерьера помещений от порчи, для соблюдения технологических регламентов и поддержания качества изделий при их хранении. Применение осушителей определяется используемым в них методом удаления избыточной влаги. В конденсационных осушителях реализован энергосберегающий способ извлечения влаги из рециркуляционного воздуха посредством конденсации ее в холодильной машине агрегата. Такие осушители эффективны при высоких температурах и относительной влажности. В низкотемпературных условиях целесообразны адсорбционные осушители, извлекающие влагу за счет поглощения ее сорбентом.

Избыточная влага является одной из главных причин повреждения и разрушения зданий, особенно в российских условиях. Намокшие стены под действием низких температур замерзают, в результате бетон и кирпичная кладка растрескиваются, а это приводит к преждевременному выходу зданий и сооружений из строя. Не столь катастрофичны, но, тем не менее, значительны последствия избыточной влажности при хранении различного рода материалов и изделий. Колебания влажности негативно влияют на свойства материалов. Всего лишь несколько примеров таких проявлений:
• заржавевшие металлические изделия и конструкции
• пораженные коррозией выключатели и контакты
• пониженное электрическое сопротивление изолирующих материалов
• слежавшиеся порошки и сахар
• плесень на текстильных изделиях и мехах
• размягчившиеся и разрушенные картонные коробки
• изменения окраски и появление пятен на упаковках и готовой продукции

Помимо решения названных проблем с помошью эффективных методов осушения можно:
• поддерживать прочность несущих конструкций различного рода объектов, включая плавательные бассейны, ледовые арены, гидротехнические сооружения
• защищать от запотевания окна и стеклянные потолки в административных и жилых зданиях
• повысить качество отделочных работ при ремонте квартир за счет просушки без температурных деформаций использованных покрытий стен, пола и потолка
• ликвидировать последствия наводнений, просушивать новые строительные объекты
• удалять влагу с поверхности музыкальных инструментов, линз фото- и кинокамер, ковровых покрытий, внутри книжных шкафов и кладовок в дождливый период
• увеличивать продолжительность хранения гигроскопических материалов: лекарств, стиральных порошков, строительных материалов и прочих сыпучих продуктов
• поддерживать низкий уровень влажности при производстве пищевых продуктов и древесины, резиновых изделий и пластмасс, при выделке меховых шкурок
• сохранять товарный вид одежды и упаковки
• снижать рост бактерий и т.д.

Известны три основные метода осушения воздуха внутри зданий и сооружений.

Ассимиляция. Метод основан на физической способности теплого воздуха удерживать большее количество водяных паров по сравнению с холодным. Он реализуется средствами вентиляции с предварительным подогревом свежего воздуха.
Данный метод в ряде случаев (бассейны, погреба, складские помещения, гальванические цеха и т.п.) является недостаточно эффективным в силу двух причин:
1. Способность поглощения воздухом водяных паров ограничена и непостоянна, будучи зависима от времени года, температуры и абсолютной влажности атмосферного воздуха.
2. Рассматриваемый метод характеризуется повышенным энергопотреблением в связи с наличием безвозвратных потерь явного (расходуемого на подогрев приточного воздуха) и скрытого тепла (содержащегося в удаляемых с воздухом парах воды). При этом скрытая часть тепла (энтальпии), определяемая теплотой испарения воды, составляет значительную долю обших потерь. С каждым килограммом влаги теряется 580 ккал (2,4 мДж).

Адсорбция. Этот метод основан на сорбционных (влагопоглошаюших) свойствах некоторых вешеств - сорбентов. Имея пористокапиллярную структуру, сорбенты извлекают водяной пар из воздуха. По мере насыщения сорбента влагой эффективность осушения снижается. Поэтому сорбент нужно периодически регенерировать, т.е. выпаривать из него влагу путем продувания потоком горячего воздуха.
Несмотря на повышенное энергопотребление в связи с наличием безвозвратных потерь явного и скрытого тепла данный метод более экономичен. В отличие от ассимиляции осуществляется нагрев относительно небольшого количества воздуха в регенерирующем плече (ок. 25-30% от количества воздуха, циркулирующего в основном контуре) до значительно более высоких температур (порядка 1 50°С). К недостаткам метода относится ограниченный срок службы сорбента, особенно в случае использования солей лития, подверженных вымыванию при отклонении от номинальных технологических режимов работы. Более практичным является использование силикагеля на стекловолоконном носителе.

Конденсация. Этот метод основан на принципе конденсации водяных паров, содержащихся в воздухе, при охлаждении его ниже точки росы.
Метод реализуется с использованием принципа теплового улара, создаваемого при работе холодильного контура, с расположенными непосредственно друг за другом испарителем и конденсатором.
У конденсационных осушителей с ростом температуры воздуха увеличивается влагосъем на 1 кВт потребляемой энергии. У адсорбционных осушителей указанная зависимость является обратной и менее выраженной. Кроме того, эффективность конденсационных осушителей резко падает с уменьшением относительной влажности воздуха, в то время как у адсорбционных осушителей данная зависимость значительно слабее. В результате можно четко выделить области преимущественного использования каждого из сопоставляемых типов осушителей. С экономической точки зрения конденсационный метод более эффективен по сравнению с адсорбционным при высоких значениях температуры и относительной влажности. Вместе с тем, адсорбционные осушители способны поддерживать чрезвычайно низкую относительную влажность, вплоть до 2% при температурах до -20°С. Применение адсорбционных осушителей является оправданным на ледовых площадках, молокозаводах, в винных и пивных погребах, охлаждающих туннелях, морозильных камерах, овощехранилищах и т.п. В плавательных бассейнах, где согласно действующим нормативам температура воды должна быть не менее 26°С, а температура воздуха должна превышать ее на 1 -2°С, безусловными преимуществами обладают осушители конденсационного типа. Аналогичная ситуация имеет место при сушке пиломатериалов, проведении косметических ремонтов помещений, в музеях, зрительных залах, котельных, прачечных и на ряде других объектов подобного рода.