Ύγρανση στους κλιματιζόμενους χώρους

Στον κλιματισμό, ο όρος υγρασία προσδιορίζει την ποσότητα των υδρατμών που περιέχονται στον αέρα και εκφράζεται με τα εξής δύο μεγέθη:

Απόλυτη υγρασία, που είναι η πραγματική ποσότητα των υδρατμών που περιέχονται σε δεδομένη ποσότητα ξηρού αέρα. Για κάθε πίεση και θερμοκρασία, η απόλυτη υγρασία εκφράζεται σε κιλά (kg) υδρατμών ανά κιλό (kg) ξηρού αέρα. Επειδή η μέτρηση αυτής της υγρασίας δεν προσδιορίζει πόσο ξηρός ή υγρός είναι ο αέρας, γι’ αυτό χρησιμοποιείται η σχετική υγρασία.

Σχετική υγρασία (RH), είναι ο λόγος της πραγματικής μερικής πίεσης των υδρατμών του αέρα, προς τη μερική πίεση των υδρατμών, όταν ο αέρας είναι κεκορεσμένος υδρατμών, στην ίδια θερμοκρασία.

Στην πράξη, για τις θερμοκρασίες και πιέσεις που χρησιμοποιούνται στις κτιριακές εγκαταστάσεις, η σχετική υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών που περιέχονται σε δεδομένο όγκο αέρα, σε σχέση με την μέγιστη δυνατή ποσότητα που συγκρατεί ο ίδιος όγκος του αέρα στην ίδια θερμοκρασία. Η σχετική υγρασία εκφράζεται σε ποσοστό επί τοις εκατό (%).

Ο έλεγχος της υγρασίας σε μεγάλες κλιματιζόμενες κτιριακές εγκαταστάσεις (όπως είναι τα νοσοκομεία, γραφεία κλπ.), είναι μια κύρια παράμετρος για την δημιουργία συνθηκών άνεσης.

Υψηλό ποσοστό υγρασίας μειώνει την δυνατότητα εξάτμισης του ιδρώτα και έτσι δημιουργεί στον άνθρωπο την αίσθηση μεγαλύτερης θερμοκρασίας. Αντίθετα, χαμηλό ποσοστό υγρασίας αυξάνει τα ηλεκτροστατικά φαινόμενα.

Σε ειδικές κτιριακές εγκαταστάσεις (μουσεία, βιβλιοθήκες κλπ.), η διατήρηση σταθερής υγρασίας του αέρα συνδέεται άμεσα με την καλή συντήρηση των ειδών που φυλάσσονται σε αυτές.

Αλλά και σε πολλές βιομηχανικές εγκαταστάσεις απαιτείται διατήρηση σταθερής υγρασίας τόσο στους χώρους παραγωγής όσο και αποθήκευσης προϊόντων.

Υγραντήρες

Η διατήρηση της επιθυμητής υγρασίας του αέρα ενός κλιματιζόμενου χώρου, γίνεται με ειδικές συσκευές που ονομάζονται υγραντήρες.

Υγραντήρας Χώρου

Οι υγραντήρες προσθέτουν υγρασία στον κλιματιζόμενο αέρα με την μορφή είτε του νερού που συνήθως ψεκάζουν ή εξατμίζου, είτε του ατμού που διαχέουν στον αέρα και ανάλογα διακρίνονται στις δύο κατηγορίες:

1. Υγραντήρες νερού
2. Υγραντήρες ατμού

Ο έλεγχος της λειτουργίας των υγραντήρων γίνεται με τους υγροστάτες, δηλαδή από ειδικά αισθητήρια μέτρησης της σχετικής υγρασίας του αέρα.

Υγραντήρες ατμού

Οι υγραντήρες ατμού είτε τροφοδοτούνται ατμό είτε τον παράγουν, που με κατάλληλες διατάξεις τον διαχέουν στο διερχόμενο ρεύμα αέρα.

Τέτοιου τύπου υγραντήρες διακρίνονται σε δύο τύπους:

1. Υγραντήρες με διάχυση ατμού (Steam Injection Humidifiers)
2. Ηλεκτρικοί υγραντήρες (Electrode type Humidifiers)

Τα πλεονεκτήματα των υγραντήρων ατμού είναι:

• Ακριβής έλεγχος της σχετικής υγρασίας του χώρου, λόγω της ομαλής διάχυσης και απορρόφησης του ατμού από τον αέρα.
• Ο ατμός είναι άοσμος και στείρος μικροβίων
• Χαμηλό κόστος συντήρησης
• Απουσία διάβρωσης της κλιματιστικής μονάδος

Στην εικόνα που ακολουθεί είναι ένας υγραντήρας ατμού.

Στο σημείο 1 εισέρχεται ατμός και οι ακαθαρσίες κατακάθονται σε ένα φίλτρο (σουρωτήρι). Έπειτα ο ατμός ρέει γύρω από το εξωτερικό περίβλημα της "λόγχης" ενώ παράλληλα την θερμαίνει (σημείο 2). Στο σημείο 3 παρατηρείται ένας βραχίονας στήριξης ο οποίος εξασφαλίζει τη σωστή εγκατάσταση της μονάδας. Στο σημείο 4 ο ατμός ρέει μέσω του σωλήνα σύνδεσης, στον θάλαμο διαχωρισμού. Στο σημείο 5 υπάρχουν διαφράγματα εντός του θαλάμου διαχωρισμού, αφαιρώντας πιθανόν συμπυκνώματα αφήνοντας έτσι ξηρό ατμό, ενώ τα συμπυκνώματα ανακυκλώνονται προς τον λέβητα (σημείο 6). Στο σημείο 7 βρίσκεται η βαλβίδα ελέγχου του ατμού, που μετράει την ποσότητα ατμού που πηγαίνει προς την "λόγχη" και στο σημείο 8 είναι η ρύθμιση "on/off".

Στο σημείο 9 Ξηρός ατμός ρέει εντός της λόγχης ατμού μέσω ενός σιγαστήρα σε μορφή συρματοπλέγματος για τη μείωση του θορύβου. Τέλος από την λόγχη η οποία έχει ήδη προθερμανθεί προηγουμένως, εξέρχεται ατμός χωρίς συμπυκνώματα (σημείο 10).

Υγραντήρας Ατμού

Υγραντήρες με διάχυση ατμού

Οι υγραντήρες με διάχυση ατμού λειτουργούν με ατμό, που τους παρέχεται μέσω κεντρικού δικτύου ατμού, που παράγεται από κεντρικό αμτολέβητα ή ατμογεννήτρια.

Τα βασικά εξαρτήματα από τα οποία αποτελείται ο υγραντήρας είναι:

• Ο διαχωριστήρας ατμού, ένα ανοξείδωτο κυλινδρικό δοχείο που με κατάλληλη διάταξη συγκράτησης και απομάκρυνσης της υγρασίας (συμπυκνωμάτων) του ατμού, εξασφαλίζει την παροχή ξηρού κεκορεσμένου ατμού στον αεραγωγό.
• Η ατμοπαγίδα που έχει ως σκοπό την απομάκρυνση των συμπυκνωμάτων που συγκεντρώνονται στον ανεμιστήρα.
• Αυτόματη πνευματική ή ηλεκτρική βαλβίδα ελέγχου, που ελέγχει την λειτουργία του υγραντήρα.
• Σωλήνας διασκορπισμού του ατμού. Το τμήμα αυτό του υγραντήρα τοποθετείται μέσα στον αεραγωγό και αποτελείται από ένα διάτρητο σωλήνα, που φέρει κατά μήκος κατάλληλα διατεταγμένα ακροφύσια, από τα οποία γίνεται η διάχυση του ατμού στον αεραγωγό. Το υπόλοιπο κατά μήκος τμήμα αυτού, περιβάλλεται από άλλο σωλήνα που περιέχει ατμό στην πίεση του δικτύου, ώστε να διατηρεί τον εσωτερικό διάτρητο σωλήνα ζεστό και να αποφεύγεται συμπύκνωση του ατμού. 

Το μέγεθος και ο αριθμός των σωλήνων διασκορπισμού που τοποθετούνται μέσα στον αεραγωγό, εξαρτάται από τις διαστάσεις του αεραγωγού, ενώ το μέγεθος και ο αριθμός των ακροφυσίων εξαρτάται από την πίεση του ατμού και το απαιτούμενο φορτίο ύγρανσης (kg/h).

Οι υγραντήρες με διάχυση ατμού τοποθετούνται από μεγάλες κτιριακές εγκαταστάσεις (νοσοκομεία, ξενοδοχεία, μουσεία, γραφεία κλπ), μέχρι και σε βιομηχανικές.

Τα πλεονεκτήματα των υγραντήρων ατμού με διάχυση είναι:

• Εύκολη τοποθέτηση σε κάθε θέση της κλιματιστικής μονάδας ή του αεραγωγού.
• Ακριβής έλεγχος της υγρασίας.
• Κάλυψη μεγάλων φορτίων ύγρανσης.
• Ταχεία και πλήρης απορρόφηση του ατμού από τον αέρα.
• Μικρό κόστος λειτουργίας και συντήρησης.

Ηλεκτρικοί υγραντήρες

Οι ηλεκτρικοί υγραντήρες, είναι αυτόνομες μονάδες παραγωγής ατμού και χρησιμοποιούνται για την ύγρανση του αέρα των εγκαταστάσεων που δεν διαθέτουν κεντρικό δίκτυο διανομής ατμού.

Ένας απλός τύπος ηλεκτρικού υγραντήρα, αποτελείται από ένα μεταλλικό δοχείο εφοδιασμένο με ηλεκτρικές αντιστάσεις για την ατμοποίηση του νερού. Η συσκευή συμπληρώνεται με διάταξη ελέγχου της στάθμης του νερού (πλωτήρας ή ηλεκτρόδια στάθμης) και με το κύκλωμα τροφοδοσίας και ελέγχου.

Ηλεκτρικός Υγραντήρας 

Οι σύγχρονοι τύποι των ηλεκτρικών υγραντήρων αποτελούνται από ένα πλαστικό κυλινδρικό δοχείο, που περιέχει νερό, στο οποίο εμβαπτίζονται δύο ή τρία ηλεκτρόδια (όχι ηλεκτρικές αντιστάσεις) που συνδέονται με ηλεκτρικό ρεύμα. Η αντίσταση που εμφανίζει το νερό  (μη αποσκληρημένο) στη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος, προκαλεί την θέρμανση και τελικά την ατμοποίηση του. Ο υγραντήρας διαθέτει πλήρες ηλεκτρονικό κύκλωμα μικρο-επεξεργαστή, που ελέγχει όλη της λειτουργία του.

Οι υγραντήρες αυτοί ονομάζονται ηλεκτροδιακοί (electrodehumidifiers). Στους ηλεκτρικούς υγραντήρες τέτοιου τύπου, ο ατμός παράγεται σε ατμοσφαιρική πίεση και έτσι είναι δυνατή η μεταφορά του μόνο σε μικρή απόσταση (5-6m).

Ο ατμός καταλήγει σε ένα διάτρητο σωλήνα, που είναι τοποθετημένος μέσα στη κλιματιστική μονάδα ή στον αεραγωγό, με τον οποίο γίνεται έγχυση του ατμού στον αέρα.

Τα πλεονεκτήματα των υγραντήρων ηλεκτροδιακού τύπου είναι:

• Ύγρανση του κλιματιζόμενου αέρα με καθαρό ατμό σε εγκαταστάσεις που δεν διαθέτουν δίκτυο διανομής ατμού.
• Παραγωγή ατμού δίχως μικρόβιο, κατάλληλο για ύγρανση χώρων με αυστηρά ελεγχόμενη ποσότητα αέρα, όπως αίθουσες νοσοκομείου.
• Απλή και γρήγορη εγκατάσταση.
• Λειτουργία με νερό του δικτύου (χωρίς αποσκλήρυνση), σε συνήθη πίεση 1-10barκαι με αγωγιμότητα 125-1250 μS/cm.
• Ακριβής έλεγχος ποιότητας του ατμού.
• Ο υγραντήρας συνδυάζεται με κάθε τύπο αναλογικού υγροστάτη και έτσι είναι δυνατή η αναλογική λειτουργία του.
• Δυνατότητα ρύθμισης του ατμού από 20 έως 100%.
• Παρέχει ενδείξεις σε ψηφιακή μορφή, όπως η ποσότητα ατμού που παράγεται (kg/h) σε κάθε χρονική στιγμή, το σημείο ρύθμισης (%) κλπ.,αλλά και ενδείξεις σχετικά με την κατάσταση λειτουργίας, όπως η αντικατάσταση του δοχείου κλπ.
• Αυτόματη απομάκρυνση των αλάτων που συγκεντρώνονται στον πυθμένα, με αποτέλεσμα την διατήρηση της μέγιστης απόδοσης παραγωγής ατμού, με την μικρότερη κατανάλωση ισχύος και τη μείωση συντήρησης.

Σε περιπτώσεις που χρειαζόμαστε άμεση ύγρανση του χώρου, οι υγραντήρες συνδέονται με κατάλληλη συσκευή (blower), που διαθέτει ένα φυγοκεντρικό ανεμιστήρα με τη βοήθεια του οποίου γίνεται μείξη του ατμού με τον αέρα και διάχυση υγρού αέρα στον χώρο.

Τέτοιες περιπτώσεις είναι:

• Κέντρα ή χώροι λειτουργίας ηλεκτρονικών υπολογιστών.
• Εργαστήρια συναρμολόγησης ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ή συσκευών.
• Επιστημονικά εργαστήρια.
• Εργαστήρια γραφικών τεχνών και μεταξοτυπίας.
• Εργαστήρια εμφάνισης φωτογραφικών φίλμς.
• Κλωστήρια και υφαντήρια.
• Βιβλιοθήκες, Μουσεία, Πινακοθήκες.
• Χειρουργεία ή αίθουσες νοσοκομείων όπου βρίσκονται ασθενείς που έχουν εγκαύματα ή αναπνευστικά προβλήματα.
• Χώροι διατήρησης ή επεξεργασίας νωπών τροφίμων.

Εγκαταστάσεις ύγρανσης θα δούμε στις παρακάτω εικόνες.

Ύγρανση σε θερμοκήπια. Με την ύγρανση στα θερμοκήπια πετυχαίνουμε να κρατάμε την θερμοκρασία στα επιθυμητά επίπεδα και ταυτόχρονα είναι ένας εναλλακτικός τρόπος ποτίσματος.

Ύγρανση σε Οικίες . Ολοένα και περισσότερο συναντάμε εγκαταστάσεις ύγρανσης σε σπίτια, πετυχαίνοντας συνθήκες άνεσης και μια διαρκής αίσθηση δροσισμού. 

Ύγρανση σε φάρμες. Δίκτυα ύγρανσης σε φάρμες έχουν ως σκοπό τον δροσισμό των ζώων κυρίως σε καλοκαιρινούς μήνες και σε περιβάλλον με υψηλές θερμοκρασίες.

Τέλος δίκτυα ύγρανσης υπάρχουν σε χώρους εργασίας για την επίτευξη συνθηκών άνεσης των εργαζομένων.