Адиабатическое увлажнение воздуха
В статье рассмотрены физические принципы процесса адиабатического увлажнения. Приведен расчет адиабатического увлажнения при помощи психрометрической диаграммы. Перечислены основные сферы применения адиабатических систем увлажнения.
Физические основы процесса адиабатического увлажнения воздуха
Адиабатическое увлажнение — процесс повышения влагосодержания воздуха с сохранением энтальпии, т.е. без подвода или отвода энергии из системы. Поскольку подвод тепла извне не осуществляется, то затрачиваемая на испарение воды энергия забирается из окружающего воздуха, и воздух охлаждается.
Наибольшее значение в процессе адиабатического увлажнения имеет поверхность контакта между воздухом и водой в жидкой фазе. На поверхности контакта формируется тонкий слой пара, парциальное давление которого равно давлению насыщения при температуре жидкости. Если давление насыщения больше, чем парциальное давление пара (это происходит, когда температура воды выше точки росы воздуха), и воздух не насыщен, то появляется градиент давления, который способствует активному испарению жидкости за счет явного тепла воды и воздуха.
Площадь контакта между водой и воздухом увеличивается с уменьшением диаметра капель воды. Кроме того для увеличения площади контакта могут быть использованы смоченные водой материалы сложной геометрической формы и пористой структуры.
Адиабатическое увлажнение на психрометрической диаграмме
Экономическая целесообразность адиабатического увлажнения
Использование адиабатического увлажнения экономически обосновано, если дополнительные затраты на нагрев воздуха в помещении (температура в помещении падает при адиабатическом повышении влажности) меньше, чем стоимость дополнительной электроэнергии, необходимой для испарения воды при изотермическом увлажнении.
Пример упрощенного расчета экономической целесообразности адиабатического увлажнения (г. Екатеринбург, 2023 год):
| Параметр | Адиабатическое увлажнение | Изотермическое увлажнение |
| Объем помещения, м³ | 60 | 60 |
| Производительность увлажнителя, кг/ч | 1 | 1 |
| Падение температуры, °C | 5 | – |
| Потери энергии, ккал/ч | 85 | – |
| Мощность увлажнителя, Вт | 250 | 750 |
| Стоимость электроэнергии, руб./кВт*ч | 5,15 | 5,15 |
| Расходы на электроэнергию, руб./мес | – | 1854 |
| Стоимость центрального отопления, руб./ккал | 0,01 | 0,01 |
| Дополнительные расходы на отопление, руб./мес | 600 | – |
Из таблицы видно, что дополнительные расходы на центральное отопление при использовании адиабатического увлажнения составят 600 рублей в месяц. При этом экономия на электроэнергии по сравнению с изотермическим увлажнением составляет 1854 рубля в месяц.
Если исходить только из эксплуатационных расходов, то в рассмотренном случае следует выбрать адиабатическое увлажнение.