Система увлажнения Carel: расчёт производительности по влагобалансу
Разбираем влагобаланс на сквозном примере: от наружных параметров и расхода воздуха до нагрузки 7,43 кг/ч, типоразмера, воды, датчиков и дренажа.
Производительность увлажнителя определяет поток сухого воздуха и изменение его влагосодержания. Площадь помещения в эту зависимость напрямую не входит. Два зала одинакового размера могут требовать разную подачу воды из-за воздухообмена, инфильтрации, наружной температуры и внутренних влаговыделений.
Ниже система увлажнения Carel подбирается для вентиляционной установки с расходом наружного воздуха 1000 м³/ч. Расчёт ведём для установившегося зимнего режима. Он показывает порядок величин и не заменяет проект: фактические исходные данные берут из воздушного баланса объекта и расчётных климатических параметров.
Исходные данные задают в одной расчётной точке
Относительная влажность зависит от температуры, поэтому сравнивать 80% RH наружного воздуха при −20 °C и 40% RH в помещении при 22 °C напрямую нельзя. Сначала оба состояния переводят во влагосодержание x — массу водяного пара на 1 кг сухого воздуха.
| Параметр | Обозначение | Значение в примере |
|---|---|---|
| Расход наружного воздуха | L | 1000 м³/ч |
| Плотность воздуха для предварительного расчёта | ρ | 1,2 кг/м³ |
| Наружное состояние | tн, φн | −20 °C, 80% RH |
| Состояние в помещении | tв, φв | 22 °C, 40% RH |
| Внутренние влаговыделения | Gвн | 0,8 кг/ч |
| Коэффициент запаса | k | 1,15 |
По психрометрическому расчёту для принятых состояний xн ≈ 0,51 г/кг, а xв ≈ 6,56 г/кг. Нагрев наружного воздуха увеличивает его температуру, сохраняя массу содержащейся влаги. Поэтому после калорифера относительная влажность падает, а влагосодержание до точки ввода пара остаётся около 0,51 г/кг.
Влагобаланс превращает расход воздуха в кг/ч воды
Массовый расход сухого воздуха для предварительной оценки принимаем равным Gа = L × ρ = 1000 × 1,2 = 1200 кг/ч. Более точная модель использует удельный объём влажного воздуха в выбранной расчётной точке.
Нагрузка от вентиляции:
Gвент = Gа × (xв − xн) / 1000.
Здесь Gвент измеряется в кг/ч, Gа — в кг сухого воздуха в час, а влагосодержание — в г/кг. Для примера Gвент = 1200 × (6,56 − 0,51) / 1000 = 7,26 кг/ч.
Люди, открытые водные поверхности и технологические процессы уже добавляют влагу в помещение. Их суммарные 0,8 кг/ч вычитаем из потребности: 7,26 − 0,8 = 6,46 кг/ч. При непрерывной рециркуляции в расчёт не включают повторно весь рециркуляционный поток: он возвращает часть уже увлажнённого воздуха. Наружный приток, вытяжку и инфильтрацию считают отдельно, чтобы не потерять реальный приток сухого воздуха через неплотности.
Производительность по влагобалансу после рабочего запаса 15% составит 6,46 × 1,15 = 7,43 кг/ч. Запас покрывает отклонение расхода воздуха, переходные режимы и снижение доступной производительности в пределах, предусмотренных проектом. Он не должен скрывать неизвестную инфильтрацию или неподтверждённые влаговыделения: такие величины сначала уточняют.
Расчётная нагрузка и типоразмер — разные величины
Ближайшая паспортная ступень humiSteam X-plus — 8 кг/ч, кодоразмер UE008. В нашем ассортименте есть модель UE008XL0E1 с такой паропроизводительностью. Номинальные 8 кг/ч превышают расчётные 7,43 кг/ч на 0,57 кг/ч. Этого диапазона достаточно для принятого режима; окончательный код определяют напряжение и число фаз, версия контроллера, исполнение цилиндра и схема парораспределения.
Электродный humiSteam кипятит воду током, проходящим между погружёнными электродами. Его производительность связана с электропроводностью воды, а рабочий цилиндр рассчитан на питьевую воду в пределах требований руководства. Для UE008 номинальная паропроизводительность равна 8 кг/ч, потребляемая мощность — 6 кВт. В документации серии указан диапазон проводимости 75–1250 мкСм/см; состав воды проверяют до выбора цилиндра и настройки сливов.
Если объект снабжается деминерализованной водой или требует более точного управления при малой нагрузке, рассматривают нагревательные heaterSteam. Для адиабатических humiSonic и humiFog нужна подготовленная вода; распылённая влага испаряется за счёт тепла воздуха и охлаждает его. Расчётные 7,43 кг/ч остаются влаговой нагрузкой, а технология меняет электрическую нагрузку, водоподготовку, участок испарения и требования к вентиляционной установке.
Вода, дренаж и гигиена входят в подбор
Для электродного пароувлажнителя чрезмерное умягчение не равно обессоливанию: соли остаются в воде и могут вызвать пенообразование. Руководство humiSteam предусматривает контроль проводимости, периодические сливы для ограничения концентрации солей и слив при длительном простое. К канализации прокладывают термостойкую линию с постоянным уклоном; температура сливаемой воды может достигать 100 °C.
Ультразвуковые и форсуночные системы проверяют по другому набору условий. Для humiSonic требуется деминерализованная вода с параметрами из руководства, предусмотрены заполнение, промывка и слив. Автоматический цикл снижает риск застоя, однако не отменяет санитарный регламент, контроль водоподготовки и очистку оборудования. Воду из скважины, оборотного контура или другой потенциально химически и бактериологически загрязнённой системы без подтверждённой подготовки не используют.
Датчики ограничивают фактическую подачу
Основной датчик влажности размещают в характерной зоне помещения или вытяжном воздуховоде, где измерение отражает обслуживаемый объём. Его удаляют от струи пара, наружной двери, локального нагревателя и холодной поверхности. Для ввода пара в приточный канал применяют предельный датчик downstream: контроллер сокращает производительность при приближении к заданной влажности после парораспределителя и останавливает её на пределе.
Между парораспределителем, датчиком и следующим элементом вентиляционной установки оставляют расчётный участок поглощения. Его длина зависит от температуры и влажности воздуха, интенсивности подачи пара, скорости потока и геометрии канала. Универсальное расстояние без этих данных не назначают. Дренаж конденсата, уклон паропровода и доступ к цилиндру проверяют на плане одновременно с местом увлажнителя.
Что передать для окончательного подбора
- расходы наружного, приточного, вытяжного и рециркуляционного воздуха по режимам;
- наружные и внутренние расчётные температуры и влажность;
- внутренние влаговыделения, инфильтрацию и график работы;
- анализ воды, давление, доступный расход, схему водоподготовки и дренажа;
- электропитание и допустимую установленную мощность;
- место ввода пара или аэрозоля, сечение и скорость воздуха, доступную длину поглощения;
- точки установки рабочего и предельного датчиков, интерфейс автоматики;
- сервисные проходы и допустимые остановки на обслуживание.
Такой набор позволяет повторить расчёт для зимнего, переходного и частичного режимов, выбрать типоразмер по максимальной нагрузке и проверить нижнюю границу регулирования. Итогом становится не условная норма на квадратный метр, а согласованная система «воздушный баланс — вода — увлажнитель — парораспределение — автоматика — сервис».
