Проектирование устройства для поддержания постоянной влажности в теплице

К разновидности холодных увлажнителей относятся и так называемые «мойки воздуха».

Можно выделить два типа этих приборов: «мойки воздуха» помпового типа и дисковые «мойки». «Мойки воздуха» помпового типа работают так же, как традиционные увлажнители, с той лишь разницей, что увлажненный в фильтре-испарителе воздушный поток дополнительно проходит через водяную завесу. Вода засасывается из поддона небольшим водяным насосом (помпой) и подается к верхнему краю испарительного фильтра, откуда падает вниз, одновременно промывая, увлажняя и до некоторой степени очищая комнатный воздух.

Дисковые «мойки воздуха» функционируют несколько иначе. Очистка воздуха в них происходит примерно так же, как в природе во время дождя, а увлажнение — по принципу холодного испарения. Воздух увлажняется вращающимися пластиковыми дисками, которые с небольшими зазорами собираются в пакеты (примерно по 20 шт.). Пакеты частично погружены в емкость с водой и приводятся в движение электромотором. Благодаря особой технологии обработки, поверхность дисков всегда остается влажной. Сухой воздух из помещения засасывается вентилятором в корпус увлажнителя, проходит между увлажненными дисками, насыщается влагой, образуя мелкодисперсную водяную пыль, которая оптимально увлажняет воздух и осаждает содержащиеся в нем вредные частицы на поверхности дисков, которые смываются в заполняющую емкость воду.

В «мойках воздуха» дискового типа воздух из помещения прогоняется между пластинами вращающегося дискового барабана с помощью вентилятора. К увлажнителям холодного типа можно отнести также кулеры (от англ. cooler – «холодильник»), иногда называемые кондиционерами испарительного типа, что, строго говоря, неверно, поскольку его конструкция совсем иная: прибор не имеет ни компрессора, ни теплообменников, ни хладагента. Небольшое понижение температуры в таких устройствах действительно имеет место за счет испарения воды (в резервуар кулера рекомендуется класть кусочки льда из холодильника), но оно очень незначительно и кратковременно. Достичь ощутимой прохлады за счет такого процесса в условиях достаточно влажного климата практически невозможно: через некоторое время температура воздуха вновь поднимается, а в сочетании с повышенной влажностью жара переносится еще тяжелее.

Данный тип увлажнителей воздуха является абсолютно безопасным для детей и не требует дополнительных фильтров и картриджей.

Преимущества моек воздуха:

• малое потребление электроэнергии;

• не переувлажняют воздух;

• одновременная очистка и увлажнение;

• не требуют расходных материалов (кроме воды из под крана);

• безопасны для детей.

Недостатком является отсутствие возможности увеличить влажность выше нормы, что бывает необходимо в оранжереях и ботанических садах. Ежедневно подливать воду и раз в неделю мыть.

Производительность холодных увлажнителей – 3,5-17,5 л в сутки. Потребляемая мощность – 3-60 Вт. Существуют промышленные модели, стационарно подключаемые к водопроводу и канализации и обладающие высокой производительностью.

Паровые увлажнители, как вполне понятно из названия, увлажняют воздух, испаряя воду, поэтому при эксплуатации такого прибора очень важно следить за тем, чтобы влажность воздуха в помещении не превысила оптимальный уровень.

В большинстве случаев паровые увлажнители снабжаются специальным датчиком влажности воздуха (гигростатом), который отключает прибор при достижении нужной степени влажности. Если паровой увлажнитель не оборудуется встроенной системой регулирования влажности, то можно укомплектовать прибор отдельным выносным гигростатом, который отключит испаритель сразу после того, как в помещении уровень влажности достигнет нужной отметки. При понижении влажности гигростат вновь включит устройство. Без использования гигростата пароувлажнители используются, например, в теплице, где приемлема относительная влажность воздуха до 90-100%.

Особенно внимательно следует отнестись к моделям простых конструкций, которые не оборудованы вентилятором и увлажняют воздух только на небольшом расстоянии вокруг прибора. Такие увлажнители, в частности, не рекомендуется устанавливать ближе 15 см от оклеенной обоями стены, чтобы обои не отклеились.

Работу парового увлажнителя можно сравнить с функционированием обычного чайника, поскольку здесь жидкость также доводится до кипения. Паровой увлажнитель имеет устойчивое основание, ручку для перемещения и отверстие для выхода пара. Для работы парового увлажнителя может использоваться обычная водопроводная или минеральная вода. Система нагревания воды состоит из двух металлических стержней, погруженных в воду. Через воду от одного электрода к другому проходит электрический ток, в результате чего вода нагревается до температуры кипения (при 100 °С большинство микроорганизмов погибает, поэтому можно говорить о гигиеничности прибора) и выходит в виде пара. Когда влага улетучивается, электрическая цепь естественным образом размыкается и нагрев прекращается. Пар на выходе всегда абсолютно чист, поскольку все соли остаются в резервуаре; однако именно по этой причине необходимо регулярно тщательно промывать емкость, в идеале – перед каждым использованием. Кроме того, необходимо периодически (1-2 раза в месяц, в зависимости от жесткости воды) удалять известковый налет с элементов насадки.

Температура корпуса работающего парового увлажнителя невысока – до него можно дотрагиваться без риска получить ожог. Однако струя пара, подаваемая прибором, представляет собой определенную опасность и может обжечь уже на расстоянии примерно 10 см от паропропускного отверстия. По этой причине паровой увлажнитель нельзя использовать в детских, а также оставлять детей без присмотра в помещении, где работает этот прибор.

Между электродами парового увлажнителя, расположенными в защитной колбе, через воду протекает электрический ток, в результате вода закипает, пар поступает в помещение. В комплект увлажнителя могут входить специальные насадки, позволяющие использовать прибор в медицинских целях, а также контейнер для ароматизирующих добавок. Паровые увлажнители, как правило, имеют достаточно большую потребляемую мощность (300-600 Вт) по сравнению с увлажнителями другого типа.

Достоинства:

• Возможность быстро поднять относительную влажность в помещении до 100%.

• Вода, испаряясь, очищается от нелетучих примесей.

• Если в воду рабочего объёма увлажнителя добавить эфирных масел, то получится электрическая аромалампа.

Недостатки:

• Большая потребляемая мощность. Их производительность может составлять от 7-16 л в сутки при потребляемой мощности 300—600 Вт и выше для больших промышленных моделей.

• Повышают температуру воздуха в помещении. Если температура в помещении ниже комфортной, то это не будет являться недостатком.

Ультразвуковые увлажнители представляют собой наиболее совершенный тип этого прибора.

 

Принцип работы ультразвукового увлажнителя основан на свойстве пьезоэлектриков преобразовывать электрические колебания в механические. Прибор функционирует следующим образом: на погруженный в воду пьезоэлектрический кристалл подается напряжение ультразвуковой частоты, которое преобразуется в механическую вибрацию. Благодаря вибрации пьезоэлемента, в водяном слое образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемое явление кавитации), и в воздух выбрасываются мелкодисперсные частицы в виде взвеси. Иными словами, попадающая на пьезоэлемент вода расщепляется на мельчайшие капельки и образует над ним своеобразный микроскопический фонтанчик, облачко тумана, которое вместе с потоком воздуха, создаваемым вентилятором, направляется в помещение, где и переходит в парообразное состояние.

В ультразвуковом увлажнителе пьезоэлемент превращает воду в туман. Возможен предварительный нагрев воды электродами. Поскольку энергия для испарения отбирается непосредственно из воздуха помещения, температура в нем может незначительно понизиться. По сравнению с другими разновидностями увлажнителей, преимуществом ультразвуковых приборов является точный контроль влажности и нормальная температура выходящего пара (не более 40 °С). Кроме того, ультразвуковые увлажнители, как правило, достаточно компактны, отличаются небольшой потребляемой мощностью (40-50 Вт) и вместе с тем – сравнительно высокой производительностью, а шум при их работе практически незаметен. Поэтому такие приборы получили в настоящее время широкое распространение.

Для удобства пользования увлажнители могут быть снабжены не только датчиками влажности, но и дисплеями и пультами дистанционного управления. Для работы ультразвуковому увлажнителю, так же как и холодному увлажнителю, требуется деминерализованная или дистиллированная вода, поскольку (в отличие от паровых увлажнителей и увлажнителей-очистителей) в ультразвуковых приборах вместе с разбивающейся на микроскопические капельки водой распыляются и все содержащиеся в ней примеси. Таким образом, использование обычной водопроводной воды или минеральной, в которой содержатся соли в высокой концентрации, может привести к тому, что на стенах, мебели и листьях растений скоро появятся пятна белого солевого налета.

Специалисты рекомендуют использовать в данных увлажнителях только дистиллированную воду. Однако в последнее время появились увлажнители новых конструкций, снабженные встроенным фильтром (картриджем), содержащим ионообменную смолу. Теоретически для работы такого прибора водопроводная вода подходит, однако на практике уже после нескольких месяцев эксплуатации с использованием городской водопроводной воды, недостаточно хорошо очищенной и содержащей хлор, фильтр требует замены.

Ультразвуковые увлажнители имеют такие преимущества перед другими (некоторыми) типами:

• точный контроль влажности (только в случае оборудования гигростатом);

• возможность увеличить влажность практически до 100 %, что, в некоторых случаях, бывает необходимо;

• температура выходящего пара не более 40 °C (при условии, что увлажнитель оборудован дополнительным элементом для подогрева воды). При испарении капелек влаги с температурой 40 °C не снижается температура в комнате, иначе ультразвуковой увлажнитель может в комнате даже уменьшать температуру на несколько градусов;

• низкий уровень шума;

• модели с цифровым управлением.

Типичная производительность ультразвуковых увлажнителей – 7-12 л в сутки. Потребляемая мощность – 40-50 Вт (при наличии элемента для подогрева воды мощность может превышать 125 Вт).

Недостатки: обязательное применение дистиллированной воды или специальных фильтров для воды. При использовании обычной водопроводной воды ультразвуковые увлажнители вызывают появление белого солевого налета на предметах находящихся поблизости, могут портить электронные приборы (в частности на лазерных головках CD- и DVD-приводов возможно появление практически не удаляемого налета). Также одним из недостатков данного увлажнителя является необходимость постоянного добавления воды, так как емкость данных увлажнителей ограничена. В случае отсутствия в приборе гигростата, очень легко переувлажнить воздух, что приводит к эффекту бани: предметы, белье, одежда становятся влажными.

 

 

 

 

 

2. Пример устройства для регулирования микроклимата в теплице, на примере патента – «Авторское свидетельство СССР N 1724087, кл. A 01G 9/14, 07.04.92».

Изобретение относится к центробежному электроаэрозольному генератору, содержащему корпус, приводной вал, распыляющий элемент, диэлектрическую крыльчатку с лопастями с установленным на нижнем торце диском, закрепленную совместно с распыляющим элементом на приводном валу и патрубок подачи жидкости. Генератор характеризуется тем, что распыляющий элемент выполнен в виде конической чаши, а в диске выполнены отверстия подачи воздуха на крыльчатку, причем высоковольтный электрод закреплен на боковой поверхности крыльчатки. Использование центробежного электроаэрозольного генератора позволяет получать более высокодисперсный и однородный по размерам высокозаряженный аэрозоль.

Известно устройство для создания заряженного аэрозоля, содержащий корпус с двигателем, на валу которого закреплен заземленный распылительный элемент, индуцирующий электрод, соединенный с источником высокого напряжения, и диэлектрическую крыльчатку

Центробежный электроаэрозольный генератор состоит из корпуса 1 с приводным валом 2, на котором установлен распыляющий элемент 3 в виде конической чаши, электрически соединенный с корпусом 1. На внутренней поверхности распыливающего элемента 3 смонтирована с зазором к нему диэлектрическая крыльчатка 4. Крыльчатка 4 закреплена на приводном валу совместно с распыляющим элементом 3 винтом 5. На нижнем торце крыльчатки 4 установлен диск 6 с отверстиями 7 для подачи воздуха на крыльчатку 4. На боковой поверхности крыльчатки закреплен высоковольтный цилиндрический электрод 8, соединенный посредством электропроводящей полоски (не показана), закрепленной на нижней стороне диска 6, и щеточный контакт 9 с источником высокого напряжения (не показан). Над высоковольтным электродом 8 на боковой поверхности крыльчатки 4 выполнено круговое щелевое отверстие 10 для подачи воздуха в зону распыления. На внешней поверхности распыляющего элемента 3 выполнен кольцевой выступ, во внутреннюю полость которого по патрубку 11 поступает распыляемая жидкость. В распыляющем элементе 3 выполнены каналы подачи жидкости 12 под углом 20-60о к оси вращения.