Сравнение систем увлажнения воздуха
СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ - раздел подготовлен в 2001-м году
Какую систему увлажнения воздуха выбрать: вакуумную или высоконапорную? (на примере оборудования фирмы Dan Fugt, Дания)
Сравнение стоимости оборудования
На рисунке приведено сравнение средней стоимости оборудования вакуумных и высоконапорных систем увлажнения воздуха в зависимости от количества ежечасно распыляемой воды.
Сравниваются 1-зонные системы.
Стоимость системы подготовки воды и компрессора, затраты на монтаж и эксплуатацию не учитывались.
Высокая цена основного оборудования - насосной станции и панели управления - высоконапорных систем с производительностью до 200 л/час обусловили их большую стоимость (в сравнении с вакуумными). Однако, это преимущество вакуумных систем достаточно быстро "съедается" в течение первого года эксплуатации.
Сравнение стоимости эксплуатации
В странах Западной Европы высоконапорные системы увлажнения активно вытесняют вакуумные.
Известны случаи отказа от уже установленных вакуумных систем - их демонтажа - и в России.
В отличие от вакуумных систем, в высоконапорных системах:
- отсутствует потребность в сжатом воздухе (не нужен компрессор)
- на порядок меньшее потребление электроэнергии
- высокая гибкость, технологичность и простота расширения (upgrade)
- практически бесшумная работа.
На диаграмме показаны позаимствованные из авторитетного европейского источника сравнительные данные об ежегодных затратах на эксплуатацию вакуумных и высоконапорных систем увлажнения (затраты на электроэнергию в ЕВРО) в зависимости от количества распыляемой воды.
Считается, что обе системы работают 4000 часов в год.
Цена электроэнергии - 0,13 EURO за 1 kW/час.
Пример увлажнения воздуха в помещении размером 40х13х6м с 4-кратным воздухообменом, где для поддержания относительной влажности воздуха RH=55% при температуре t=24оС требуется распылять порядка 200 литров воды в час.
Высоконапорная система.
5 блоков увлажнения HTU-8/40L, одна высоконапорная насосная станция производительностью 200 л/час.
Потребляемая электроэнергия - 1,4 kW/час, в том числе:
- высоконапорный насос – 1 kW/час
- блоки увлажнения - 5 х 0,08= 0,4 kW/час
Вакуумная сплит-система.
Производительность каждой форсунки - 7л/час, т.е. необходимо установить 29 форсунок. Расход воздуха (давление не менее 4атм) на каждую форсунку 40-60л/мин (в среднем 50), а на все форсунки – 1450л/мин. Компрессоры с такой производительностью (их масса свыше 300кг, цена $2000 и выше, мощность 11kW и выше) потребляют электроэнергию свыше 11kW/час. Если же учесть КПД компрессора, то для такой системы необходим более производительный и, следовательно, более мощный и дорогой компрессор.
Если системы увлажнения работают 4000 часов в год, то эксплуатационные затраты составят:
В ценах Западной Европы |
У вас – подсчитайте сами |
|||||
Система 200 л/час |
Мощность kW |
kW*час В год |
Цена за 1 kW/час |
Затраты ЕВРО |
Цена за 1 kW/час |
Затраты |
Вакуумная | min 11 | 44 000 | 0,13 ЕВРО | 5 720 | ||
Высоконапорная | max 1,4 | 5 600 | 0,13 ЕВРО | 728 |
Подсчитайте ежегодные затраты, прибавьте к этому постоянный грохот компрессора и выберите, что для вас лучше, особенно, если ваш бизнес рассчитан не на один год …
Как увлажнить воздух
Если не рассматривать такие дремучие способы повышения влажности воздуха, как поливание воды на пол или развешивание мокрых тряпок на батареях отопления, что, в принципе, тоже является хоть каким-то выходом из положения, то можно говорить о 5 основных способах повышения влажности воздуха в производственных помещениях.
Тип системы | Принцип работы | |
1 | Паровой увлажнитель | Нагрев воды до парообразного состояния |
2 | Механический аэрозольный генератор | Распыление воды за счет механического воздействия на воду («Летающие тарелки») |
3 | Ультразвуковая | Создание «холодного» пара за счет высокочастотных колебаний воды |
4 | Вакуумная | Эжекция воды из форсунок истекающим из них сжатым воздухом |
5 | Высоконапорная | Инжекция воды из форсунок под большим давлением |
На диаграмме приведены энергозатраты на распыление 1 литра воды в системах увлажнения различного типа:
1 - Паровые увлажнители
3 - Ультразвуковые системы
4 - Вакуумные системы
5 - Высоконапорные системы
Парогенераторы и механические аэрозольные генераторы - рудименты прошлого, и в серьезных компаниях, где умеют считать деньги и уважительно относятся к здоровью сотрудников, их не применяют.
Ультразвуковые системы малопроизводительны и обычно используются в офисах и жилых помещениях.
Увлажнение воздуха в каналах вентиляции (встраиваемые системы увлажнения) с последующей его подачей в помещения не всегда приводит к ожидаемому результату: как правило, температура воздуха в каналах достаточно низка (особенно в зимний период или при охлаждении воздуха встроенными системами кондиционирования), что ограничивает его способность впитывать влагу. Даже будучи предельно насыщенным влагой, такой воздух, поступив в помещение, нагревается, в результате чего его относительная влажность мало отличается от той, что уже имеется в помещении. Кроме того, увлажнители воздуха, встроенные в вентиляционные каналы, являются заложниками системы вентиляции: при неработающей вентиляции их функционирование исключено.
Поэтому для эффективного увлажнения воздуха в производственных помещениях обычно используются вакуумные или, что лучше, высоконапорные системы увлажнения, распыляющие воду непосредственно в помещении. Каждый тип системы имеет свои плюсы и минусы: вы сами можете выбрать тип системы, которая вас устроит.
Все высоконапорные системы (системы высокого давления) InterFog состоят из центрального оборудования - это насосная станция нужной производительности с пультом управления и, возможно, системой подготовки воды - и необходимого количества блоков увлажнения или линий с форсунками.
Все системы InterFog строятся по многозонному принципу: одна насосная станция может обслуживать одну или несколько зон. Под зоной понимается отдельное помещение или его часть, в котором размещены один датчик влажности, подключенный к пульту управления влажностью в зоне, и несколько блоков увлажнения, достаточных для обеспечения нужной влажности в этой зоне.
Большие или сложные помещения, как правило, разбиваются на несколько зон увлажнения: при этом достигается более равномерное и регулируемое достижение нужной влажности воздуха в каждой зоне.
Альтернатива многозонной системы - несколько однозонных систем, что, конечно, существенно дороже.
О влажности воздуха
Относительная влажность воздуха (RH) – это отношение количества воды, содержащейся в воздухе, к максимальному количеству воды, которое может в нем содержаться. Воздух со 100% относительной влажностью – это так называемый насыщенный воздух.
Воздух более высокой температуры должен содержать больше воды для поддержания той же относительной влажности.
Если, например, в зимнее время, в помещение подается с улицы воздух, который имеет температуру T= - 5oC и относительную влажность RH=80%, то содержание воды в нем составляет 2,59 г/м3. После нагрева воздуха до комнатной температуры содержание в нем воды останется прежним (т.е. 2,59 г/м3), но относительная влажность снизится до RH =14%. Поэтому, чтобы довести утраченную относительную влажность воздуха до требующихся 50-55%, необходимо распылить в нем дополнительное количество воды.
Оптимальная относительная влажность воздуха для человека и большинства производственных процессов – 50-55%.
Относительная влажность воздуха на производстве (полиграфическом, деревообрабатывающем, текстильном и т.д.) – это качество и стоимость продукции, самочувствие и здоровье персонала. Убытки, вызываемые колебаниями относительной влажности воздуха, настолько велики, что этой проблеме в последние годы стали уделять повышенное внимание. За рубежом оснащение производственных помещений системами автоматического увлажнения воздуха стало обычной практикой.
Рассмотрим эту проблему на примере печатного цеха типографии.
Низкая относительная влажность воздуха в печатном цехе (менее 45%), приводит к деформации краев бумаги в стопе из-за ее высыхания, возникновению проблем с подачей бумаги в самонакладе и при проводке листов через печатные секции.
Низкая относительная влажность воздуха способствует образованию бумажной пыли в цехе, а пыль является главным переносчиком статических зарядов. Листы бумаги слипаются в самонакладе, что приводит к частым остановкам печатной машины, снижению производительности, увеличению расхода основных полиграфических материалов.
Относительная влажность отпечатанных оттисков, выходящих из офсетной печатной машины, составляет 45…60%, в зависимости от настройки печатного и увлажняющего аппаратов. Попадая в цех с влажностью менее 45%, бумажные оттиски начинают интенсивно сохнуть, менять геометрические размеры, в них появляется статическое электричество, затрудняющее в дальнейшем обработку запечатанных листов.
Для того, чтобы максимально использовать возможности печатных машин необходимо стабилизировать влажность в производственных помещениях типографии и поддерживать ее на уровне 50…60%.
Что же дает поддержание относительной влажности в помещении на уровне 50…60%?
- Повышение КПД печатной машины за счет стабилизации технологических процессов.
- Снижение отходов бумаги и картона на приводки и приправки до 5%.
- Снижение времени на приводки и приправки, т.е увеличение времени полезного использования полиграфических машин до 20%.
- Снижение уровня запыленности воздуха в цехе, так как бумажная пыль при такой влажности становится не летучей.
- Снижение уровня статического электричества, так как уменьшается количество его переносчиков (бумажная пыль), увеличивается возможность его самостекания за счет увеличения электропроводности воздуха и токоотводяцих устройств. 6. Улучшение самочувствия рабочих и обслуживающего персонала, уменьшение утомляемости и заболеваемости людей.
Где необходим контроль влажности воздуха
По данным Walton Laboratories, Inc.
90 Dayton Ave. Bldg. 1-D Passaic, New Jersey 07055
- Производство и изготовление продукции из бумаги, текстиля и др.
- Электроника и компьютеры: уменьшение статического электричества.
- Предотвращение снижения качества продуктов – фрукты и овощи, мясо и др.
- Уменьшение потерь влажности продуктами, продаваемыми на вес: сохранение веса продуктов.
- Поддерживание в помещении комфортабельной атмосферы.
И еще 76 процессов и производств, требующих контроль влажности воздуха:
Процесс или производство | R.H.% | Процесс или производство | R.H.% |
Абразивы | 40-60 | Стекло (Оптика) | 50-60 |
Кондиционирование воздуха | 60-70 | Перчатки | 50-60 |
Выращивание животных | 30-60 | Склейка | 50-60 |
Антиквариат | 40-60 | Парники и теплицы | 40-90 |
Хранение яблок | 30-50 | Выведение цыплят | 50-70 |
Картинные галереи | 85-90 | Фетровые шляпы | 50-60 |
Изготовление сумок | 30-50 | Садоводство | 40-50 |
Хранение багажа | 40-60 | Трикотаж | 50-60 |
Пекарни | 40-60 | Больницы | 40-60 |
Ремни | 60-80 | Инкубаторы | 60-70 |
Кегельбаны | 40-60 | Вязанье | 50-60 |
Braiding - тесьма | 40-50 | Этикетки | 40-50 |
Пивоваренные заводы | 40-60 | Лаборатории | 40-90 |
Краснодеревщики | 65-75 | Кружева | 50-60 |
Производство карамели | 30-50 | Кожа | 45-55 |
Ковры и покрытия | 40-50 | Высокая печать | 40-50 |
Картонажное производство | 50-60 | Литография | 45-55 |
Целлофан | 40-50 | Мясо | 85-90 |
Керамика | 40-50 | Медицинская диагностика | 45-55 |
Зерновые | 40-50 | Музеи | 80-90 |
Сигареты | 35-45 | Офисы | 40-50 |
Сигары | 50-60 | Хранение бумаги | 30-40 |
Испытание бетона | 60-70 | Фармацевтика | 40-50 |
Контейнеры (бумага) | 40-50 | Фотография | 40-50 |
Cordage – шнуры, вельвет | 60-70 | Органные залы | 40-50 |
Хлопок | 60-70 | Пластмассы | 40-50 |
Обработка данных | 40-55 | Полиграфия | 40-50 |
Decals | 40-60 | Холодильные камеры | 40-50 |
Хранение яиц | 70-80 | Шелк | 45-50 |
Эластичная пряжа | 50-60 | Синтетика | 50-60 |
Электроника | 40-50 | Кассеты и ленты | 45-60 |
Экологические камеры | 20-90 | Текстиль | 40-50 |
Обработка пленок | 50-60 | Табак | 45-60 |
Хранение пленок | 40-50 | Овощи | 50-70 |
Цветы: торговля и хранение | 50-60 | Холодильники | 90-95 |
Хранение пищевых продуктов | 60-95 | Древесина | 40-50 |
Хранение фруктов | 70-95 | Шерсть | 50-60 |
Мебель | 40-50 | Пряжа | 50-60 |