Авторы: Юсов Александр

Перед покупкой увлажнителя логично разобраться, что же такое влажность, с чем она связана, как и на что влияет и от чего зависит.

Влажность воздуха — это наличие влаги в воздухе в «растворенном» состоянии, или, другими словами, — это наличие свободноудерживаемой газообразной воды в воздухе. Измеряется влажность воздуха в граммах на метр кубический (г/м³). Влажность, описанную как количество воды в объеме воздуха, называют абсолютной влажностью. Так, для температуры 20 градусов нормальной абсолютной влажностью будет 9 граммов воды в 1 кубическом метре воздуха.

Растворимость воды в воздухе ограничена и не может превышать определенной величины. Если влаги в воздухе оказалось больше, чем он может удержать, то вода конденсируется и выпадает в виде тумана или росы. Максимальная возможная растворимость воды в воздухе зависит от температуры: чем температура выше, тем больше влаги может содержаться в воздухе, чем ниже — тем меньше. Зависимость эта не линейная. Так, при повышении температуры от 0 до 10 градусов максимальная абсолютная влажность увеличивается на 4,6 г/м³, а при повышении температуры от 10 до 20 градусов абсолютная влажность увеличивается на 8,2 г/м³.

Таблица 1. Зависимость максимальной абсолютной влажности от температуры.

Температура t, °C

-10

-5

0

5

10

20

26

Максимальная абсолютная влажность fmax, (г/м³)

2,1

3,1

4,6

6,5

9,2

17,4

25

Способность воздуха впитывать влагу и способность воды испаряться напрямую зависят от того, сколько влаги относительно максимально возможного количества уже растворено в воздухе. Так, если количество влаги в воздухе близко к максимальному значению, то испаряемость воды крайне мала. Меру насыщенности воздуха влагой по отношению к максимально возможной определяют как соотношение текущей абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности и называют эту величину относительная влажность, измеряя ее в процентах. Иными словами, относительная влажность — это отношение существующей на данный момент влажности к максимально возможной влажности при данной температуре. Например, если для 20 градусов текущая абсолютная влажность составляет 10,44 г/м³, максимальная абсолютная влажность — 17,4 г/м³, то относительная влажность будет равняться: (10,4/17,4)х100 = 60%.

Если температура изменится, например повысится до 26 градусов, изменится и максимальная абсолютная влажность, емкость воздуха увеличится, а относительная влажность уменьшится. Подсчитаем, сколько получится: (10,4/25)х100 = 41,6%. Так, при нагреве воздуха с температурой 20 градусов и относительной влажностью 60% до 26 градусов относительная влажность уменьшится на 18,4%.

Итак: относительная влажность характеризует иссушающую способность воздуха и меняется с изменением температуры воздуха при неизменном количестве влаги, растворенной в воздухе.


Расчет оптимальной влажности воздуха и производительности увлажнителя

Разобрав особенности изменения влажности при измененнии температуры, можно задаться вопросом расчета необходимой производительности увлажнителя. Нужно отметить, что при вентилировании в рамках нормы (30 м³/ч на человека) потребуется вполне рассчитываемое количество влаги.

Воздух на улице при –10˚С может содержать не более 2,1 г/м³. Примем для простоты анализа относительную влажность 50%, что будет соответствовать ~1 г/м³.

Воздух, нагретый до температуры 20˚С, может содержать не более 17,4 г/м³. При относительной влажности 50% содержание влаги в воздухе будет вдвое меньше и составит 8,7 г/м³.

После нагревания уличного воздуха до температуры 20˚С его относительная влажность составит ~12%. Этот чрезвычайно сухой воздух будет высушивать все, с чем соприкасается. Для насыщения влагой уличного воздуха, нагретого в помещении до 50% (8,7 г/м³), потребуется 7,7 г на каждый м³.

Значит, при объеме вентиляции 30 м³/час потребуется приблизительно следующая производительность системы увлажнения: 30х7,7= 231 г/час.

При нагреве воздуха до 26˚С потребуется добавить до 50% влажности, то есть уже 11,5 г на каждый м³ свежего воздуха. Тогда понадобится производительность не ниже 345 г/час. Если приток воздуха составит 90 м³, то потребуется уже примерно 1 л/час.


Итак, хватит 231 г/час на одного человека при 20 ˚С и 50%, а также соблюдении норм вентиляции. На практике дела обстоят несколько сложней, есть целый ряд влияющих факторов.

Сам человек, вдыхая сухой воздух и выдыхая увлажненный до 100%, причем до 100% при температуре 36,6 градуса, существенно обогащает его влагой. Так, в помещении, где находятся люди, и без увлажнителя относительная влажность при 20˚С редко падает ниже 25–35%. Это далеко не 12%, хотя и достаточно сухо для слизистых оболочек, которые в таких условиях очень быстро пересыхают. При постоянном вентилировании в рамках санитарных норм (30 м³/час) потребуется уже не 231 г/час, а поменьше — примерно 150 г/час.

Помимо вентиляции, уменьшающей влажность воздуха, влага также впитывается в мебель и стены, частично испарятся, конденсируется на стеклах и холодных предметах. Окружающие предметы и стены являются аккумуляторами влаги — первое время (до нескольких дней) после включения увлажнителя они активно впитывают влагу и испаряют её при уменьшении влажности воздуха. Так, при работе увлажнителя на полной мощности можно не заметить большого повышения влажности первое время, а затем, после насыщения стен и мебели, таки это произойдет.

На практике 400 г/час позволяют в установившемся режиме поддерживать в зимний период влажность в помещении, рассчитанном на пребывание 3 человек, на уровне 50% при температуре 20–23 ˚С. Не применять вентиляцию и проветривание, чтобы сохранить влажность, никак не получится — продукты газообмена человека должны выводиться из помещения. При меньшей производительности увлажнителя для поддержания влажности на приемлемом уровне придется сократить до недопустимого уровня объем и время проветривания.

Типы увлажнителей

Применяемые в быту промышленно выпускаемые увлажнители, можно разделить на три основные группы по принципу перевода влаги из жидкого состояния в резервуаре в газообразное в воздухе. Это ультразвуковые (1), тепловые (2) и естественные (3) увлажнители. Каждая из групп имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Ультразвуковые работают по такому принципу: они разбивают воду на микрокапли и выбрасывают их в виде тумана из прибора слабым потоком воздуха. Двигаясь в направленном воздушном потоке и со временем падая под действием силы тяжести, микрокапли постепенно высыхают. Высыхая, они насыщают окружающий воздух влагой, вода переходит из жидкого состояния в микрокапле в растворенное в воздухе газообразное состояние.

На этом этапе процесс растворения воды в воздухе такой же, как и в увлажнителях с естественным принципом испарения воды. И тут нужно отметит те же эффекты, связанные с относительной влажностью, как и для увлажнителей третьей группы, но проявляющиеся по-другому, поскольку место испарения находится в данном случае вне прибора.

Если относительная влажность в помещении достаточно высока, поглощающая способность воздуха в связи с этим будет низкой, то есть не все капли успеют испариться — часть их упадет на ближайшую поверхность, образуя лужи. Тем не менее скорость насыщения воздуха влагой остается чрезвычайно высокой благодаря огромной площади испарения множества микрокапель и интенсивного обдувания воздухом каждой микрокапли во время падения. Получить очень высокую относительную влажность при соблюдении норм вентиляции вряд ли получится, да она и не нужна, но об этом следует помнить, чтобы прибор не залил все вокруг водой. По соотношению энергозатрат и скорости насыщения, вероятно, ультразвуковые — это наиболее эффективный вариант.

Наличие подогрева в таком приборе, помимо заявленной пастеризации воды, существенно усиливает выход микрокапель и теплого пара, но, столкнувшись на выходе с прохладным воздухом помещения, теплый начинает быстро конденсироваться и может при некоторых условиях забрызгать окружающие предметы. Ситуацию способен исправить дополнительный поток воздуха, направленный в облако выходящего тумана.

Однако подобный принцип растворения воды в воздухе сопряжен с побочными эффектами. Вода практически всегда содержит некоторый набор примесей. Самая распространенная и заметная их них — кальций (известь). Микрокапля содержит в себе, как и вода, из которой она сформировалась, полный набор примесей. Поэтому, высыхая, она оставляет в воздухе твердый остаток, перемещающийся по помещению с потоком воздуха. Выпадая где-нибудь, этот сухой твердый остаток образует белый налет на мебели или, сгорая на кухне, окрашивает пламя газовой конфорки в различные цвета.

Как известно, содержание кальция можно уменьшить при кипячении — образуется накипь, и часть извести удаляется из воды. Этого же эффекта можно добиться при помощи фильтров, устанавливаемых непосредственно в увлажнитель или на кран. Наиболее подойдет вода домашней водофильтровальной системы из ступени обратного осмоса до минерализации. Можно, конечно, использовать и техническую дистиллированную воду из автомагазина, но при расходе 7–9 литров в сутки это будет весьма расточительно.

В итоге белый налет и окрашенное пламя будут несущественным минусом ультразвукового увлажнителя, его особенностью, с которой приходится мириться, выбирая высокую продуктивность и относительную дешевизну.

Тепловые увлажнители работают по принципу чайника, раличаясь конструкцией и потребляемой мощностью. КПД у разных конструкций весьма отличается: есть производительные, но с потреблением, как у ультразвуковых — порядка 40 ватт, а есть с потреблением 200–400 ватт. Основное достоинство тепловых увлажнителей — высокая производительность, крайне мало зависящая от температуры и влажности в помещении. Также к плюсам можно отнести и то, что испаряется только вода, а содержащиеся в ней примеси оседают в приборе. Но эта же особенность влечет за собой существенный минус — прибор требует регулярного (раз в неделю) обслуживания и удаления накипи, что в ряде случаев приводит к простаиванию из-за нехватки времени на техобслуживание. Для удаления накипи подходит уксусная кислота, разбавленная в воде на глаз. Применение деминерализованной воды несколько улучшает ситуацию, но не кардинально.

К особенностям моделей с большим потреблением энергии можно отнести то, что они являются дополнительным источником тепла, что иногда совсем лишнее. Хорошие приборы такого класса весьма дороги и превосходят по стоимости сопоставимые по производительности ультразвуковые в 5–6 раз.

Как экстренная альтернатива любому увлажнителю подойдет любая посудина (кастрюля, ведро, тазик или чайник), установленная на безлопастный источник тепла.


Увлажнители, работающие по приниципу «естественное увлажнение», можно разделить на несколько типов. Часть из них мы упомянем и отвергнем сразу за ненадобностью. Это различные приборы с быстровращающимися коническими разбрызгивающими турбинами — они шумные и совсем неэффективные. Увлажнители с фитилями и сетками тоже крайне неэффективны и представляют собой прекрасное место для размножения водорослей, грибов и бактерий.

Остановимся на «мойках воздуха». «Мойка воздуха» — это увлажнитель с набором вращающихся дисков, частично погруженных в воду и обдуваемых вентилятором. Постоянно смачиваясь, диски поднимают воду под поток воздуха, создаваемый вентилятором. Площадь дисков, находящихся под потоком воздуха, составляет 1–2 м², что эквивалентно расположенному в комнате бассейну такой же площади, обдуваемому по всей поверхности вентилятором. Испаряемость с такой поверхности достаточно высока, но очень зависит от относительной влажности в помещении. С одной стороны, уменьшение испаряемости — это плохо. С другой стороны, — испаряемость заметно снижается только при достаточно высокой влажности, обеспечивая таким образом естественное саморегулирование влажности. У достойных представителей этого типа испаряемость на полной производительности составляет 350–400 г/час при уровне влажности 40%, что позволяет им высушить резервуар объемом 9 литров за сутки.


«Мойки воздуха» бывают одного из двух типов конструкций:

1. Диски смачиваются в стационарном поддоне, а вода поступает в него из резервуара по мере уменьшения объема жидкости. Такая схема прибора приводит к тому, что концентрация примесей в поддоне, где смачиваются диски, постоянно растет. К концу первого дня концентрация увеличивается в 10 раз по отношению к исходной воде. К концу второго — минимум в 20 раз, к концу третьего — в 30… В общем, дней за 10 получится жуткий раствор примесей, осевшей пыли и различных микроорганизмов и водорослей. Диски и стенки поддона быстро покрываются отложениями и требуют регулярной чистки. На мой взгляд, это неправильное решение. Про воду, с громким бульканьем текущую из резервуара в поддон, в данном случае можно не упоминать.


2. Барабан с дисками устанавливается в поддон, который представляет собой основание прибора. Поддон единомоментно заливается водой на суточный цикл увлажнения, а по окончании цикла промывается горячей водой (60–70 ˚С). Вода, испаряясь за сутки, постепенно повышает концентрацию примесей, но она к концу цикла не превысит десятикратного значения по отношению к исходной воде. При этом осаждение примесей на поверхностях прибора относительно невелико. При умеренной жесткости водопроводной воды достаточно проводить чистку дисков 1–2 раза в год, используя для этого раствор уксусной кислоты.


Критерии выбора увлажнителя

Производительность. Желательно, чтобы она была побольше — 400 г/час вполне нормально, если чуть меньше — тоже не страшно. Производительность ультразвукового увлажнителя мало зависит от относительной влажности в помещении.

Объем резервуара. При хорошей производительности желателен резервуар на 7,5–9 литров, чтобы не приходилось тратить на прибор много времени. Такой объем позволит производить обслуживание раз в сутки.

Шум. К сожалению, этот параметр можно проверить только на месте, данные производителей редко адекватны. Если шумит или гремит вентилятор, ночью прибор будет выключен, а это очень нежелательно.

Запах. Как вся остальная техника, многие увлажнители могут источать запах пластика. Естественно, это несовместимо с пребыванием прибора в доме, а тем более в комнате ребенка. Так что будьте внимательны при покупке.

Наличие гигростата и режимов неполной мощности, как правило, у моделей дешевле среднего автомобиля не имеет никакого информационного и практического значения. Они могут быть применимы только как элемент подсветки.

(Больше прочесть об увлажнителях можно здесь.)

опубликовано 07/03/2016 16:07
обновлено 16/03/2016
Разное

Комментарии 4

Для того чтобы оставить комментарий, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Restle
12/03/2016 19:42 #

Restle Россия, Новосибирск

А еще есть "микроклиматические установки" - мойки воздуха с роторной турбиной и баком на 30 литров. Испарение до 1,5 л в час. из недостатков - ШУМ... но при "зимнем проветривании" за полчаса до 60% в комнате нагоняет.
Svitlana
12/03/2016 15:11 #

Svitlana Украина, Одесса

Позвольте поделиться своим опытом использования увлажнителя в квартире. Моя семья пользуется увлажнителем около 7 лет. Покупали мы ультразвуковой аппарат через Интернет, самый обыкновенный Vitek, из серии средненькой бытовой техники. После 8 месяцев работы усисилась громкость "звучания" аппарата, но после гарантийной замены моторчика, громкий звук пропал и до сих пор увлажнитель работает достаточно тихо. "Кушает" он только дистиллированную воду и поэтому нуждается в редкой (1 раз в году) чистке. Проблемы с дистиллированной водой нет, единственное - нужно дотащить 5-литровые бутли до квартиры. Для бытовых увлажнителей рекомендуется использовать дистиллированную воду, применяемую в косметических салонах.
Марина
08/03/2016 13:32 #

Марина Россия, Нижнекамск

У нас 2 увлажнителя: традиционного типа (в резервуаре с водой стоят две кассеты-фильтры, воздух затягивается внутрь боковым вентилятором, смачивается, выходит через верхний вентилятор), который практически не шумит, его минус - нужно регулярно менять фильтр-кассеты, а они дорогие и в нашем городе не продаются, только под заказ. Второй ультразвуковой. К бульканью мы привыкли, он стоит в детской, спать не мешает, но чистить его проблематично. А влажность в квартире редко больше 45%, хотя оба увлажнителя пашут круглосуточно
mamaEmila
08/03/2016 13:18 #

mamaEmila Беларусь, Могилев

Наличие режима неполной мощности и контроля влажности в помещении есть и в обычных ультразвуковых увлажнителях, и они отлично работают, может быть, статья устаревшая? А в целом все так понятно описано, спасибо!

Скачивайте наши приложения