Пристрій для зволоження повітря

Винахід відноситься до техніки кондиціонування повітря при позитивних та негативних температурах у приміщеннях і дозволяє підвищити ефективність процесу зволоження повітря. Відомі пристрої для зволоження повітря, що подають вологу в приміщення холодильних камер, боксівростилень та ін. у вигляді розпиленої води, перегрітої водяної пари, повітря з високим вологовмістом [1]. Недоліком відомих пристроїв зволоження повітря, заснованих на подачі в повітря приміщення розпиленої води, с те, що в приміщення подається краплинна вода з бактеріями, що знаходяться в ній. Використання ж дистильованої води значно ускладнює і здорожує процес підтримки заданої відносної вологості в приміщенні. Крім того, такі зволожувачі створюють локальне перезволоження повітря в тій зоні, у якій вони працюють. При досягненні 100%-ної вологості повітря, особливо при негативних температурах у приміщенні, перестає асимілювати вологу. В результаті цього вона випадає з туману, що утворився, на підлогу приміщення. Застосування /для зволоження повітря перегрітої пари, наприклад, від парогенератора, призводить до того, що через короткий проміжок часу пара здобуває неприємний специфічний запах, що негативно позначається на мікрокліматі приміщення, яке зволожується. Високу якість зволоження повітря забезпечує пристрій, у якому генерується повітря з підвищеним вологовмістом [2]. В основу його роботи покладений принцип створення великої різниці парціальних тисків водяної пари над поверхнею підігрітої води та повітря, що зволожується. Для того, щоб зі зволожувача не виходило перенасичене вологою повітря, пристрій для зволоження (прототип) постачений спеціальним нагрівачем, призначеним для підігріву повітря перед його зволоженням. Попередній підігрів забезпечує інтенсивне насичення вологою повітря, що проходить над поверхнею підігрітої води. При цьому повітря, яке виходить зі зволожувача, має підвищений вологовміст при відносній вологості нижче 100%. Недоліком прототипу є наявність двох нагрівачів: для підігріву води та підігріву повітря. При цьому кожен нагрівач вимагає окремої системи управління та запасу потужності. Крім того, недоліком прототипу є те, що через зовнішню поверхню корпуса пристрою значна частина теплоти від повітря, яке зволожується, та від підігрітої води випромінюється в навколишній простір, що збільшує тепловтрати й експлуатаційні енерговитрати. Недоліком прототипу є також те, що нагрівач води поміщений безпосередньо у воду. Це призводить до утворення накипу на його зовнішній поверхні, що знижує надійність і ефективність роботи нагрівача. Задачею запропонованого винаходу є підвищення ефективності і надійності роботи пристрою при зниженні енерговитрат на його експлуатацію. Це досягається зменшенням кількості нагрівачів і зниженням їх встановленої сумарної потужності, а також запобіганням осадження водяного каменю на поверхні нагрівача. У запропонованому пристрої три бічні стінки піддона сполучені з корпусом пристрою, а четверта бічна стійка і дно піддона утворюють з корпусом щілинний повітряний канал. Ця (четверта) бічна стінка і дно піддона з боку щілинного повітряного каналу постачені ребрами. Дно піддона виконане подвійним і заповнене рідким діелектриком з високим коефіцієнтом теплопровідності, наприклад, мінеральною олією, у якому поміщений нагрівач. Корпус пристрою постачений теплоізоляцією. У запропонованому пристрої використаний один нагрівач, призначений для підігріву, як води, так і повітря. У прототипі ж використані два різних (по потужності і конструкції) нагрівача, що збільшує сумарну встановлену потужність і зменшує надійність пристрою-прототипу. Нагрівач запропонованого пристрою здійснює попередній підігрів повітря в повітряному щілинному каналі, утвореному нижньою оребреною поверхнею піддону і корпусом зволожувача. Оребрення піддона значно збільшує його теплопередаючу поверхню та забезпечує безупинний підігрів повітря по всьому протягу утвореної повітряної щілини. Корпус пристрою постачений теплоізоляцією, що дозволяє зменшити втрати теплоти в навколишнє середовище. У запропонованому пристрої нагрівач розташований у подвійному дні піддону. Подвійне дно заповнене рідким діелектриком з високим коефіцієнтом теплопровідності, наприклад, малов'язкою мінеральною олією, Це запобігає утворенню накипу на зовнішній поверхні нагрівача і підвищує надійність його роботи. У прототипі ж нагрівач не захищений від агресивного впливу води. Термодинаміка процесу зволоження повітря з попереднім підігрівом, що відбувається в запропонованому пристрої, відображена на діаграмі d-h (вологовміст - ентальпія) (фіг.1). Точка 1 відповідає стану повітря, що нагнітається вентилятором у пристрій для зволоження повітря. Лінія 1-2 відповідає процесу попереднього підігріву повітря в щілинному каналі. Точка 3 відповідає стану насиченого вологою повітря над поверхнею води в піддоні. Параметри повітря, що проходить у зиґзаґоподібному каналі над поверхнею води, змінюються по лінії 2-3. Точка 4 відповідає стану вологого повітря на виході з зиґзаґоподібного каналу. Точка 5 відповідає стану волого-повітряної суміші, що надходить у приміщення, яке зволожується. Із діаграми d-h (фіг.1) видно, що у запропонованому пристрої параметри вологості повітря досягають того ж рівня, що й у прототипі, але запропонована конструкція зволожувача забезпечує більш надійну та економічну роботу пристрою в порівнянні з прототипом. На фіг.2 зображена принципова схема запропонованого пристрою для зволоження повітря, на фіг.3 схема повітряного зигзагоподібного каналу пристрою Запропонований пристрій (фіг.2) складається з корпуса 1, всередині якого встановлений піддон 2, три бічні стінки якого сполучені з корпусом. Четверта бічна стінка та дно піддона постачені ребрами 3 і утворюють з корпусом 1 повітряний щілинний канал 4. Дно піддона виконане подвійним, причому нижня частина заповнено рідким діелектриком, наприклад мінеральним олією, у яку поміщений нагрівач 5, наприклад ТЕН. Піддон заповнений водою 6, у яку опущені пластини 7, що утворюють над поверхнею води повітряний зигзагоподібний канал 8 (фіг.3). Пристрій для зволоження повітря на вході постачений вентилятором 9, та регулюючою заслінкою 10, яка призначена для поділу повітря, що нагнітається вентилятором 9, на два потоки та повітряним обвідним каналом її. Корпус пристрою для зволоження повітря постачений теплоізоляцією 12. Пристрій для зволоження повітря працює таким чином. Повітря, яке нагнітається вентилятором 9, розділяється за допомогою регулюючої заслінки 10 на два потоки. Повітряний потік, що проходить через канал 4, підігрівається, стикаючись з оребреною поверхнею 3 піддону 2. Потім підігріте повітря надходить у зиґзаґоподібний канал 8, у якому зволожується, проходячи над поверхнею підігрітої води 6. Далі зволожене повітря, що виходить із зиґзаґоподібного каналу 8, змішується на виході з пристрою з потоком повітря, що надходить по обхідному каналу 11. В результаті з пристрою для зволоження повітря виходить вологоповітряна суміш, що добре асимілюється повітрям приміщення, що зволожується. Джерела інформації: 1. Цинман М. М. и др. Холодильники для фруктов. М, «Пищевая промышленность», 1969, С. 100- 102. 2. А.С. СССР № 1295160, КЛ F24F6/02. Устройство для увлажнения воздуха. Опубл. 07.03.87. Бюл. №9.