Odvlhčovač - Dehumidifier

Typický „přenosný“ odvlhčovač lze přesouvat na vestavěných kolečkách

Odvlhčovač je elektrický přístroj , který snižuje a udržuje hladinu vlhkosti ve vzduchu, většinou ze zdravotních nebo pohodlí důvodů, nebo k odstranění zatuchlý zápach a aby se zabránilo růstu plísní extrakcí vodu ze vzduchu. Může být použit pro domácí, komerční nebo průmyslové aplikace. Velké odvlhčovače se používají v komerčních budovách, jako jsou vnitřní kluziště a bazény , stejně jako výrobní závody nebo sklady.

Přehled

Odvlhčovače odvádějí vodu ze vzduchu, který prochází jednotkou. Existují dva typy odvlhčovačů: odvlhčovače kondenzátu a odvlhčovače.

Odvlhčovače kondenzátu používají ledničku ke shromažďování vody známé jako kondenzát , což je obvykle šedá voda, ale někdy může být znovu použita pro průmyslové účely. Někteří výrobci nabízejí filtry pro reverzní osmózu, které z kondenzátu dělají pitnou vodu. Některé konstrukce, například odvlhčovač iontové membrány, likvidují vodu jako páru, nikoli jako kapalinu.

Vysoušecí odvlhčovače (známé také jako absorpční odvlhčovače) spojují vlhkost s hydrofilními materiály, jako je silikagel . Levné domácí jednotky obsahují kazety s hydrofilní látkou na jedno použití, gel a prášek. Větší komerční jednotky obsahují systémy rekuperace horkého vzduchu za účelem odstranění vlhkého vzduchu z místnosti.

Energetické účinnosti odvlhčovačů se může široce měnit.

Dějiny

První odvlhčovač vzduchu vytvořil americký vynálezce Willis Carrier v roce 1902 za účelem odvlhčení brooklynské tiskárny. Carrier citoval objev jako pozdější motivaci dalších objevů v oblasti klimatizace.

Tepelné kondenzační odvlhčování

Tyto metody spoléhají na nasávání vzduchu přes studený povrch. Protože tlak nasycených par vody klesá s klesající teplotou, voda ve vzduchu kondenzuje na povrchu a odděluje vodu od vzduchu.

Chlazení (elektrické)

Elektrické odvlhčovače vzduchu jsou nejběžnějším typem odvlhčovačů. Fungují tak, že vlhký vzduch nasávají přes chladicí výparník s ventilátorem. Existují 3 hlavní typy výparníků. Jsou to stočená trubice, ploutev a trubice a mikrokanálová technologie.

Cívka chladného výparníku chladicího zařízení kondenzuje vodu, která se odstraní, a poté se vzduch pomocí cívky kondenzátoru znovu ohřeje . Nyní odvlhčený, ohřátý vzduch je vypouštěn do místnosti. Tento proces funguje nejefektivněji při vyšších okolních teplotách s vysokou teplotou rosného bodu . V chladném podnebí je tento proces méně účinný. Nejvyšší účinnosti je dosaženo při teplotě nad 20 ° C (68 ° F) a 45% relativní vlhkosti. Tato hodnota relativní vlhkosti je vyšší, pokud je teplota vzduchu nižší.

Tento typ odvlhčovače se liší od standardní klimatizace tím, že výparník i kondenzátor jsou umístěny ve stejné vzduchové cestě. Standardní klimatizace přenáší tepelnou energii z místnosti, protože její kondenzátorová cívka uvolňuje teplo ven. Protože jsou však všechny součásti odvlhčovače ve stejné místnosti, není odebírána žádná tepelná energie. Místo toho zůstává elektrická energie spotřebovaná odvlhčovačem v místnosti jako teplo, takže se místnost ve skutečnosti ohřívá , stejně jako pomocí elektrického ohřívače, který odebírá stejné množství energie.

Kromě toho, pokud je v místnosti kondenzována voda, množství tepla dříve potřebného k odpaření této vody se také v místnosti znovu uvolní ( latentní výparné teplo ). Proces odvlhčování je inverzní k přidání vody do místnosti pomocí odpařovacího chladiče a místo toho uvolňuje teplo. Vnitřní odvlhčovač proto vždy místnost zahřeje a sníží relativní vlhkost nepřímo, stejně jako přímo sníží vlhkost kondenzací a odstraněním vody.

Diagram znázorňující proudění vzduchu přes odvlhčovač s rekuperací tepla

Teplý, vlhký vzduch je nasáván do jednotky na A ve výše uvedeném diagramu. Tento vzduch přechází do deskového výměníku tepla (B) s příčným tokem, kde je podstatná část citelného tepla přenesena do proudu chladného přiváděného vzduchu. Tento proces přivádí odsávaný vzduch téměř k nasycení. Vzduch pak přechází do přetlakové komory odsávacího ventilátoru (C), kde může být jeho část odváděna ven. Odmítnuté množství se může lišit a je stanoveno buď legislativou o požadavcích na čerstvý vzduch, nebo požadavkem na udržování čerstvého prostředí bez zápachu. Rovnováha vzduchu poté přechází do spirály výparníku tepelného čerpadla, kde se ochlazuje a kondenzuje vlhkost. Tento proces poskytuje značné množství latentní energie do chladicího okruhu. Poté se přivádí čerstvý vzduch, aby se nahradilo množství, které bylo extrahováno, a směs je vypouštěna přívodním ventilátorem (G) do výměníku desek s příčným tokem (B), kde je ohřívána odtahovým vzduchem z bazénu. Tento předehřátý vzduch pak prochází kondenzátorem tepelného čerpadla (F), kde se ohřívá latentní energií odstraněnou během kondenzačního procesu a také energií vstupující do kompresoru. Teplý suchý vzduch je poté odváděn do místnosti.

Konvenční klimatizace

Konvenční klimatizace je velmi podobná elektrickému odvlhčovači a při chlazení vzduchu ze své podstaty funguje jako odvlhčovač. V klimatizačním zařízení však vzduch prochází přes cívky studeného výparníku a poté přímo do místnosti. Přehříváním přes kondenzátor se znovu nezahřívá, jako v chladicím odvlhčovači. Místo toho je chladivo čerpáno kompresorem do kondenzátoru, který je umístěn mimo upravovanou místnost, a teplo se pak uvolňuje do venkovního vzduchu. Běžné klimatizační jednotky používají další vzduch odvádějící energii ven a nový vzduch může mít více vlhkosti, než místnost potřebuje, například v místnosti u bazénu, která již ve vzduchu zadržuje velké množství vlhkosti.

Voda, která kondenzuje na výparníku v klimatizačním zařízení, je obvykle vedena k odstranění extrahované vody z upraveného prostoru. Novější vysoce účinné okenní jednotky používají kondenzovanou vodu k ochlazení cívky kondenzátoru odpařením vody do venkovního vzduchu, zatímco starší jednotky jednoduše nechaly vodu odkapávat ven.

Rozprašovací odvlhčovače

Když je voda ochlazena pod atmosférický rosný bod , atmosférická voda na ní bude kondenzovat rychleji, než se z ní voda odpaří. Rozprašovací odvlhčovače smíchávají spreje s chlazenou vodou a vzduchem, aby zachytily atmosférickou vlhkost. Zachycují také znečišťující látky a kontaminující látky, jako je pyl, a proto se jim někdy říká „čističe vzduchu“.

Provizorní odvlhčovače

Vzhledem k tomu, že okenní klimatizační jednotky mají kondenzátory a expanzní jednotky, některé z nich lze použít jako provizorní odvlhčovače tím, že místo venkovního prostředí odešlou své teplo zpět do stejné místnosti jako chlazený vzduch. Pokud je kondenzát z chladicích spirál odváděn z místnosti při odkapávání z chladicích spirál, výsledkem bude vzduch v místnosti, který je sušší, ale mírně teplejší.

Mnoho okenních klimatizací je však navrženo tak, aby odstraňovaly kondenzátovou vodu jejím opětovným odpařováním do proudu odpadního vzduchu, což ruší pokles vlhkosti vzduchu způsobený kondenzací vlhkosti na chladicích hadech. Aby byla klimatizace účinná jako odvlhčovač, musí být navržena nebo upravena tak, aby většina nebo veškerá voda, která kondenzuje, byla odváděna v kapalné formě, nikoli znovu odpařována. I když je kondenzát odváděn, upravená klimatizace je stále méně účinná než jednoúčelové zařízení s konstrukcí optimalizovanou pro odvlhčování. Odvlhčovače jsou navrženy tak, aby proudily vzduchem přímo přes chladicí spirály a poté topné spirály v jediném účinném průchodu zařízením.

Kromě toho je většina klimatizačních zařízení ovládána termostatem, který snímá teplotu, a nikoli zvlhčovačem, který snímá vlhkost a obvykle se používá k ovládání odvlhčovače. Termostat není určen k regulaci vlhkosti a špatně jej ovládá, pokud vůbec.

Nahromadění ledu

Za určitých podmínek teploty a vlhkosti se na cívkách výparníku chladicího odvlhčovače může tvořit led . Nahromadění ledu může bránit proudění vzduchu a nakonec vytvořit pevný blok obklopující cívky. Toto nahromadění zabrání tomu, aby odvlhčovač účinně fungoval, a může způsobit poškození vodou, pokud kondenzovaná voda stéká z nahromaděného ledu a ne do sběrné nádoby. V extrémních případech může led zdeformovat nebo zdeformovat mechanické prvky a způsobit trvalé poškození.

Kvalitnější odvlhčovače mohou mít snímač námrazy nebo ledu. Ty vypnou stroj a nechají cívky pokryté ledem zahřát se a rozmrazit. Po odmrazení se stroj automaticky restartuje. Většina senzorů ledu jsou jednoduché tepelné spínače a přímo necítí přítomnost nebo nepřítomnost nahromadění ledu. Alternativní konstrukce snímá omezené proudění vzduchu a podobným způsobem vypíná chladicí spirály.

Termoelektrické odvlhčovače

Termoelektrické odvlhčovače používají k chlazení povrchu a kondenzaci vodní páry ze vzduchu tepelné čerpadlo Peltier . Konstrukce je jednodušší a má tu výhodu, že je tišší ve srovnání s odvlhčovačem s mechanickým kompresorem. Vzhledem k relativně špatnému koeficientu výkonu se však tento design používá hlavně pro malé odvlhčovače. Nahromadění ledu může být problém, podobný problémům s odvlhčovači chladiva.

Odvlhčování absorpcí/vysoušedlem

Tento proces používá speciální materiál absorbující vlhkost zvaný vysoušedlo , který je vystaven vzduchu, který má být upravován. Vlhkostí nasycený materiál se poté přemístí na jiné místo, kde se „nabije“, aby odehnal vlhkost, obvykle jeho zahřátím. Vysoušedlo může být namontováno na pás nebo jiný dopravní prostředek během cyklu provozu.

Odvlhčovače, které pracují na principu absorpce, jsou zvláště vhodné pro vysoké úrovně vlhkosti při nízkých teplotách. Často se používají v různých průmyslových odvětvích, takže lze dosáhnout vlhkosti pod 35%.

Kvůli nedostatku částí kompresoru jsou odvlhčovače vysoušečů často lehčí a tišší než odvlhčovače kompresorů. Odvlhčovače desikantů mohou také pracovat při nižších teplotách než kompresory, protože jednotka nespoléhá na chlazené spirály, u nichž účinnost kondenzace vlhkosti klesá při nižších teplotách.

Odvlhčování iontovou membránou

K přesunu vlhkosti do uzavřeného pouzdra nebo ven z něj lze použít iontovou membránu, která pracuje na molekulární úrovni bez použití viditelné kapalné vody.

Membrána z pevného polymerního elektrolytu (SPE) je nízkoenergetický, ustálený odvlhčovač pro uzavřené oblasti, kde je údržba náročná. Elektrolytický proces přináší kapacitu odvlhčování až 0,2 gramu/den z prostoru 0,2 m³ (7 cu ft) na 58 gramů/den z 8 m³ (280 cu ft). Systémy SPE obecně nemají vysokou dehydratační kapacitu, ale protože je vodní pára odstraňována elektrolýzou, proces nevyžaduje údržbu. Proces také vyžaduje velmi malou elektrickou energii k provozu, bez použití pohyblivých částí, takže iontové membrány jsou v provozu tiché a velmi spolehlivé po dlouhou dobu. Odvlhčovače SPE se obvykle používají k ochraně citlivých elektrických součástí, lékařského vybavení, muzejních vzorků nebo vědeckých přístrojů před vlhkým prostředím.

SPE se skládá z protonového vodivého pevného polymerního elektrolytu a porézních elektrod s katalytickou vrstvou složenou z částic vzácných kovů. Když je na porézní elektrodu připojenou k membráně aplikováno napětí, vlhkost na anodové straně (odvlhčovací strana) disociuje na vodíkové ionty (H+) a kyslík. Vodíkové ionty migrují přes membránu, aby byly vybity na straně katody (vypouštění vlhkosti), kde reagují s kyslíkem ve vzduchu, což vede k vypouštění molekul vody (páry). Kyslík se uvolňuje ze odvlhčovací strany a pokud je do vzduchotěsného pouzdra zavedeno velké množství vody, může se uvnitř uzavřeného prostoru nahromadit kyslík.

Kondenzát

Částečně rozebraný přenosný odvlhčovač ( Mitsubishi Electric Oasis) s nádobou na kondenzát a bílým plovákovým senzorem viditelným uprostřed

Likvidace

Výrobky využívající kondenzační technologii tradičně používají studený povrch, kde je kondenzována vlhkost v teplém vzduchu. Technologie teplé kondenzace, založená na konceptu přesycené páry uvnitř uzavřeného prostředí, dnes umožňuje odvlhčovat vzduch při teplotách pod nulou. Jedná se o velmi energeticky účinnou technologii, která je stejně účinná za všech teplot.

Většina přenosných odvlhčovačů je vybavena sběrnou nádobou na kondenzát, obvykle s plovákovým senzorem, který detekuje, kdy je sběrná nádoba plná, aby odvlhčovač vypnul a zabránil přetékání jímané vody. V teplém vlhkém prostředí se tyto kbelíky obvykle naplní vodou za 8–12 hodin a může být nutné je ručně vyprázdnit a vyměnit několikrát denně, aby byl zajištěn nepřetržitý provoz.

Mnoho přenosných odvlhčovačů lze také upravit tak, aby připojovaly výstup odkapu kondenzátu přímo k odtoku pomocí hadice. Některé modely odvlhčovače se mohou zapojit do vodovodních potrubí nebo použít vestavěné vodní čerpadlo k vyprázdnění při shromažďování vlhkosti. Alternativně lze použít samostatné čerpadlo kondenzátu k přesunu shromážděné vody na místo likvidace, pokud není možné gravitační odvodnění.

Centrální klimatizační jednotky je obvykle nutné připojit k odtoku, protože ruční odstraňování objemu kondenzátové vody extrahované těmito systémy v kontejnerech je nepraktické. Pokud je kondenzát veden do kanalizace, měl by být vhodně zachycen, aby se zabránilo vniknutí septických pachů a kanalizačních plynů do budovy. Kondenzát by neměl být směrován do septického systému domu, protože nemusí být zpracován jako odpadní voda. Když je výška vzduchového manipulátoru (obsahujícího výparník) nad úrovní povrchových odtoků používaných pro dešťovou vodu, lze do nich často vést potrubí pro odvod kondenzátu. Manipulátory vzduchu umístěné pod úrovní sklonu, např. V suterénu domu, možná budou muset použít čerpadlo kondenzátu ke zvedání vody do povrchového odtoku.

Potibility

Odvlhčovač je obecně považován za poměrně čistý druh šedé vody : není vhodný k pití, ale je přijatelný pro zalévání rostlin, i když ne zahradní zeleniny. Zdravotní problémy jsou:

  • Voda obsahuje stopové kovy z výměníku tepla, měď a hliník , zinek z nosného rámu z pozinkované oceli a odtokové vany. Kondenzát by byl vystaven pájce cín-olovo pouze v měděném odtokovém potrubí, ale olovo je zvláště nebezpečné. Tyto stopové kovy mohou představovat nebezpečí, pokud jsou použity na jedlých rostlinách, protože se mohou bioakumulovat . Voda je však použitelná pro zavlažování okrasných rostlin a trávníků.
  • Ve vodě se mohou hromadit různé patogeny , včetně spór hub, zejména kvůli její stagnaci. Na rozdíl od výroby destilované vody se voda nevaří, což by zabíjelo patogeny (včetně bakterií).
  • Stejně jako u destilované vody zde prospěšné minerály do značné míry chybí.

Potravinářské odvlhčovače, nazývané také generátory atmosférické vody , jsou navrženy tak, aby se zabránilo kontaminaci toxickými kovy a udržovaly všechny povrchy přicházející do styku s vodou čisté. Zařízení jsou primárně určena k výrobě čisté vody a na účinek odvlhčování se pohlíží jako na druhotný.

Údržba

Pokud je s kondenzovanou vodou manipulováno automaticky, většina odvlhčovačů vyžaduje velmi malou údržbu. Vzhledem k objemu proudění vzduchu spotřebičem je třeba odstranit usazený prach, aby nebránil proudění vzduchu; mnoho provedení má odnímatelné a omyvatelné vzduchové filtry. Nádoby a nádoby na sběr kondenzátu mohou vyžadovat příležitostné čištění, aby se odstranily nahromaděné nečistoty a zabránilo se ucpávání drenážních kanálů, což může způsobit únik vody a přetečení, pokud se shromažďuje velké množství určitých částic nebo prachu, pak to může být nutné provádět častěji, aby se zabránilo mikrobiálním růst.

Aplikace

Velký průmyslový odvlhčovač vzduchu pro kanceláře a domácnosti

Relativní vlhkost v bytech by se měla přednostně pohybovat od 30 do 50%.

Domy a kanceláře

Odvlhčování v budovách může řídit:

  • nadměrné hromadění tělesného potu, které se nemůže odpařovat ve vzduchu nasyceném vlhkostí
  • kondenzace kapající z potrubí studené vody
  • deformace a lepení nábytku a dveří
  • plísní a plísním , které mohou způsobit tkaniny, knihy a vybavení pro rozvoj plesnivost
  • můry na oděvy , blechy , šváby , woodlice , mnohonožky a roztoči , kterým se daří ve vlhkých podmínkách (sklepy, plazivé prostory, kuchyně, ložnice, koupelny, lázně nebo prostory krytých bazénů, sklady, dílny)

Konstrukce

Odvlhčovače se také používají ve stavebních oblastech a při renovacích vnitřních prostor k odstranění přebytečné vlhkosti nebo plísní.

Průmyslové procesy

Odvlhčovače se používají v průmyslových klimatických komorách ke snížení relativní vlhkosti a rosného bodu v mnoha průmyslových aplikacích od čistíren odpadních a sladkých vod po vnitřní pěstírny, kde je zásadní kontrola vlhkosti.

Některá průmyslová odvětví zahrnují:

Velikost trhu

Podle odhadu z roku 2015 byl předpokládaný roční globální celkový adresovatelný trh odvlhčovačů do roku 2022 asi 3,5 miliardy dolarů. To zahrnuje různé typy a aplikace zahrnující různé aplikace, jako jsou domácí a průmyslové a různé technologie, jako je ventilace a vysoušedlo.

Viz také

Reference

Další čtení