Glava izotermičen vlaženje

x

Video, Animacija izotermičen vlaženje




Preprosta razlaga vlaženja zraka:

Kaj je izotermno vlaženje zraka?



Za vlaženje zraka z vodno paro, pri kateri zračna temperatura med vlaženjem zraka ostaja načeloma konstantna, se je uveljavil izraz izotermno vlaženje zraka.

Vlaženje zraka s paro je glede na sistem mogoče zelo natančno regulirati, temperatura medija pa je tudi nad 100 °C, kar zagotavlja visoko higiensko kakovost. Parni vlažilnik zraka lahko deluje na elektriko ali plin.

Način delovanja parnega vlažilnika zraka
Za razliko od vlažilnikov z izhlapevanjem se vodna para tvori pred mešanjem z zrakom.
Pri tem se lahko para z ventilacijsko napravo dovaja neposredno v zrak v prostoru ali pa se primeša v klimatski napravi med obdelavo zraka. Para se odvzema iz osrednjega sistema za tvorjenje pare ali pa se ustvarja decentralizirano, na mestu vlaženja zraka za klimo.

Pri vlaženju zraka s paro pod tlakom iz osrednjega sistema govorimo o tlačnih parnih vlažilnikih. Ti parni vlažilniki zraka se uporabljajo skupaj s klimatskimi sistemi (HVAC). Vlažilnik je sestavljen iz lovilnika umazanije, vrtljivega drsnega ventila, manometra in odvoda kondenzata.
Če se para tvori neposredno na mestu porabe, je pogosto smiselna uporaba električnih parnih vlažilnikov.
Električni parni vlažilniki zraka delujejo po principu elektrod ali po principu uporov. Pri vlažilnikih z elektrodami so v vsebnik vode potopljene mrežaste kovinske elektrode, ki izkoriščajo prevodnost vode. Tok v tem primeru teče skozi vodo in jo uparja. Količino pare se pri tem principu regulira z ravnjo vode v parnem cilindru. Pri uporovnem parnem vlažilniku pa je segrevanje vlažilne vode podobno kot pri potopnem grelcu.

Različne vrste pare
Za izotermno vlaženje zraka je treba vodo najprej segreti na 100 °C. Pri tem ima voda toploto h = 419 kJ/kg in tlak 1,0133 bar. Pri tej točki pride do spremembe agregatnega stanja, ko se vrela voda pri 100 °C pretvori v paro pri 100 °C. Pri tem je treba vsakemu kg vode dovesti 2.258 kJ energije.
Energija, potrebna za pretvorbo v paro, se imenuje specifična izparilna toplota. Je latentna, kar pomeni, da je s termometrom ni mogoče izmeriti.

Nasičena para
Dokler je para v neposrednem stiku z vodo, je nasičena, kar pomeni, da ne more sprejemati dodatne tekočine, zato se imenuje nasičena para.

Nenasičena para
Nenasičena para nastaja, ko se prostornina pare poveča, temperatura pa se za dovajanje toplote obdrži. Pri tem je kondenzat pomembna značilnost. Ko se para ohladi, se iz nje odstrani investirana izparilna toplota, agregatno stanje se spremeni in nastane kondenzat.


Tvorjenje vodnega kamna pri izparevanju


Zakaj nastaja vodni kamen?
Kalcij je peti najpogostejši element v zemeljski skorji. Pogosto se ne nahaja v čisti obliki, temveč je vezan na druge snovi, kot je recimo apnenec ali raztopljen v vodi. Vodni kamen je pretežno sestavljen iz kalcijevega karbonata (CaCO3).

Vsebnost vodnega kamna v vodi je v ravnotežju z v vodi raztopljeno ogljikovo kislino. Pri segrevanju vode (npr. v grelcu za vodo ali pri parnem vlaženju) ogljikova kislina izhaja iz vode. Zaradi nižje vsebnosti ogljikove kisline je v vodi lahko raztopljenega manj vodnega kamna. Presežni vodni kamen se nalaga v obliki vidnih oblog, kalcijevega karbonata.

Z določanjem trdote vode je mogoče napovedati intenzivnost tvorjenja vodnega kamna
Trdota vode je koncept iz uporabne kemije, ki se je razvil zaradi potreb po uporabi naravne vode, v kateri so raztopljene različne snovi. Konkretno se trdota vode meri z ekvivalentno koncentracijo v vodi raztopljenih ionov zemeljskih alkalijskih kovin, v posebnih povezavah pa tudi njihovih anionskih partnerjev. Snovi, ki zvišujejo trdoto vode, so predvsem kalcij in magnezij, v sledeh pa tudi stroncij in barij. Raztopljene snovi, ki povečujejo trdoto vode, lahko tvorijo netopne spojine, predvsem vodni kamen in t.i. kalcijeva mila. Ta nagnjenost k tvorjenju netopnih spojin je bila povod za nastanek koncepta in teorije trdote vode.

Mehka voda je primernejša za uporabe, pri katerih se voda segreva, za pranje, zalivanje sobnih rastlin itd. Mehka voda je na voljo v regijah s kamninami iz granita, gnajsa, bazalta in skrilavca.Tudi deževnica je mehka voda.

Trda voda povzroča nabiranje vodnega kamna na gospodinjskih aparatih, poveča porabo detergentov, poleg tega pa vpliva na okus in videz občutljivih jedi in pijač (npr. čaj).Trda voda je prisotna v regijah, kjer so kamnine sestavljene predvsem iz peska in apnenca.

Reševanje težav z vodnim kamnom
Da bi zmanjšali nalaganje vodnega kamna pri parnem vlaženju zraka, lahko uporabite patentirani sistem za upravljanje vodnega kamna podjetja Condair, pri katerem se razbijejo obloge vodnega kamna na grelnih elementih, ki se nato odvajajo v zunanji vsebnik za vodni kamen.
Poleg tega je mogoče uporabljati demineralizirano vodo, pri kateri se minerali in kalcij odstranijo med pripravo vode. Količina vodnega kamna, ki nastane pri uporabi take vode, je zanemarljiva.

Pri tem je treba upoštevati tudi to, da uporaba mehčane (demineralizirane) vode ni mogoča pri vseh tipih vlažilnikov zraka. Uporovni vlažilniki zraka lahko delujejo tudi z demineralizirano vodo. Elektrodni vlažilnik zraka pa potrebujejo prevodno vodo, v kateri so raztopljeni minerali, da lahko učinkovito delujejo. Uporaba takega tipa vlažilnika zraka z zmehčano vodo energetsko ni smiselna.


Primer preračuna za izotermno vlaženje zraka

Podano:
Izračun ∆h/∆x:

∆h = kJ/kg
∆x kg suhega zraka