PL241124B1 - Sposób nawilżenia powietrza przepływającego w instalacji i urządzenie do nawilżania strumienia powietrza - Google Patents

Abstract

Sposób nawilżenia powietrza przepływającego w instalacji, polegający na tym część strumienia powietrza płynącego kanałem jest odprowadzana na skutek różnicy ciśnień wywołanej umieszczonym w tym celu w kanale elementem spiętrzającym lub zwężką i kierowana do urządzenia nawilżającego, gdzie następuje zwiększenie zawartości wody w tym powietrzu. Następnie ten nawilżony strumień powietrza jest ponownie wprowadzany do kanału, gdzie następuje jego zmieszanie z pozostałą częścią strumienia powietrza płynącego kanałem i w ten sposób zwiększenie wilgotności powietrza płynącego w kanale. Urządzenie do nawilżenia powietrza przepływającego w instalacji, charakteryzuje się tym, że w ciągu przewodów instalacji wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej zamontowany jest dystrybutor wilgoci, zawierający element spiętrzający, korzystnie w postaci zwężki Venturiego, stanowiący sekcję przewężenia (12) dystrybutora wilgoci, stanowiącego jednolity element składający się, od strony strumienia napływającego; z króćca wlotowego dystrybutora (14), sekcji wlotowej konfuzora (10), sekcji konfuzora dystrybutora (11), sekcji przewężenia (12), sekcji dyfuzora (13), i króćca wylotowego dystrybutora (15), przy czym króćce (14 i 15) połączone są z instalacją (38), przez którą przepływa strumień nawilżanego powietrza. Dystrybutor wilgoci wymusza przepływ części powietrza przez kanał baypassowy oraz jego nawilżenie a następnie zmieszanie z pozostałym powietrzem.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób nawilżania powietrza przepływającego w instalacjach wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych, o dowolnym kształcie przewodów.

Wynalazek dotyczy również urządzenia do nawilżania strumienia powietrza przepływającego w instalacjach wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych, poprzez zwiększanie wilgotności względnej strumienia powietrza, przy wykorzystaniu podzespołów do wytwarzania pary wodnej lub mgły wodnej i do wprowadzania pary wodnej lub mgły wodnej w strumień powietrza przepływającego w instalacji oraz systemów kontroli i uzupełniania wody w podzespołach do wytwarzania pary wodnej lub mgły wodnej.

Wilgotność względna powietrza ma wpływ zarówno na komfort użytkowników pomieszczeń, jak i prawidłowość procesów w budynkach przemysłowych, np. produkcyjnych czy magazynowych. Zależnie od przeznaczenia pomieszczenia oraz panującej w nim temperatury, wilgotność względna powinna zawierać się w przedziale 40 ^ 65%. Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Maksymalna wilgotność, czyli maksymalna ilość pary wodnej zawartej w określonej ilości powietrza jest silnie powiązana z temperaturą powietrza. Im wyższa temperatura powietrza, tym więcej pary wodnej może się w nim znajdować. Przekroczenie maksymalnej wilgotności (np. w wyniku obniżenia temperatury powietrza) powoduje skraplanie się pary wodnej.

W urządzeniach nawilżających powietrze, które znajdują zastosowanie w układach klimatyzacji, proces nawilżania powietrza realizowany jest głównie na dwa sposoby, a mianowicie za pomocą wody lub pary wodnej. W obu przypadkach nawilżanie polega na rozpraszaniu wody lub pary wodnej w komorach lub kanałach, bezpośrednio w strumień przepływającego powietrza.

W instalacjach klimatyzacyjnych powietrze nawilża się za pomocą pary wodnej lub aerozolu wodnego (mgły). Wodę lub parę wodną wprowadza się do powietrza centralnie, z zastosowaniem sekcji (komory) nawilżania w centrali klimatyzacyjnej lub poprzez urządzenie kanałowe montowane za centralą.

Systemy nawilżania parowego wykorzystywane są najczęściej w klimatyzacji i w wentylacji, systemy te stosowane były głównie w instalacjach hoteli oraz biurowców. W ostatnim czasie rośnie zapotrzebowanie na nawilżanie powietrza również w instalacjach pracujących w domach jednorodzinnych budynkach mieszkaniowych. Nawilżanie powietrza polega na dostarczeniu wytworzonej wcześniej pary wodnej do kanałów systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych za pomocą lanc parowych lub doprowadzeniu wody do podgrzewanych lanc parowych, gdzie podgrzewana jest ona elektrycznie do temperatury wrzenia i w ten sposób odparowywana. Są to urządzenia kwalifikowane do grupy nawilżaczy kanałowych.

Z niemieckiego opisu wzoru użytkowego o numerze DE 202009006003 znane jest urządzenie do nawilżania strumienia powietrza przepływającego w kanale instalacyjnym. Podstawową wersją urządzenia jest wytwornica wilgoci umieszczona w jednostce nawilżającej, która składa się z części czołowej na którą kierowany jest strumień powietrza przetłaczanego w instalacji. Część czołowa ma kształt stożkowy ułatwiający opływ powietrza wokół jednostki nawilżającej. Następną częścią jednostki nawilżającej jest część środkowa w której znajduje się wytwornica wilgoci oraz części tylną w postaci półkuli. Wytwornica wilgoci w postaci wytwornicy pary, która podzielona jest na dwie komory; dolną w oddzieloną szczelną ścianą od komory górnej. W komorze dolnej znajduje się olej oraz zanurzona w nim grzałka elektryczna, podgrzewająca olej, który oddaje ciepło do wody znajdującej się w komorze górnej. Woda zamieniona w parę jest wyprowadzona lancą parową na zewnątrz jednostki nawilżającej i jest porywana przez strumień powietrza o podwyższonej szybkości poprzez element spiętrzający jakim jest jednostka nawilżająca. Strumień powietrza nawilżony parą miesza się ze strumieniem opływającym jednostkę nawilżającą w części dolnej i bocznych nie mających kontaktu z lancą parową wprowadzającą wilgoć wytworzoną w wytwornicy wilgoci. W innym wykonaniu urządzenia do nawilżenia strumienia powietrza przepływającego w kanale instalacyjnym wytwornica wilgoci przylega do zewnętrznej strony obudowy kanału, a wilgoć w postaci pary wprowadzana jest do wnętrza kanału lancą parową.

Urządzenie do nawilżania powietrza, według patentu EP 2950009 posiada ogrzewany za pomocą elementu grzewczego kocioł dla cieczy która jest odparowana i ma zawór parowy, przez który para może być oddawana z kotła do przestrzeni w której znajduje się powietrze wymagające nawilżenia. W obszarze, położonym poniżej poziomu cieczy odparowywanej przy normalnym podczas pracy napełnieniu kotła tą cieczą, kocioł jest połączony z przewodem pionowym w którym umieszczone urządzenie do określania poziomu napełnienia cieczą w postaci przełącznika pływakowego. Wysokość i średnica przewodu pionowego są tak zwymiarowane, że przewód ten może przyjmować wypartą z kotła objętość,

PL 241 124 B1 zależną od średnicy kotła i różnicy pomiędzy górnym poziomem napełnienia i dolnym poziomem napełnienia. Wysokość i średnica przewodu pionowego są tak zwymiarowane, że może być wytwarzane ciśnienie statyczne do wypierania przez zawór parowy pary wytwarzanej w kotle.

Sposób sterowania urządzeniem do nawilżania powietrza, z ogrzewanym za pomocą elementu grzewczego kotłem dla odparowywania cieczy, który ma zawór parowy, przez który para może być oddawana z kotła do przestrzeni, która ma być nawilżana oraz wyposażonym w urządzenie do określania poziomu napełnienia cieczą, obejmujący etapy:

- zamknięcie zaworu parowego, kiedy ciecz w kotle osiągnie co najmniej zadany górny poziom napełnienia,

- włączenie elementu grzewczego i ogrzewanie, w wyniku czego powstaje ciśnienie pary, które wypiera ciecz z kotła do przewodu pionowego,

- wyłączenie elementu grzewczego, jak tylko poziom cieczy w kotle spadnie poniżej zadanego dolnego poziomu napełnienia,

- określenie czasu pomiędzy włączeniem i wyłączeniem elementu grzewczego i wyznaczenie obciążenia urządzenia do nawilżania powietrza ze stosunku czasu pomiędzy włączeniem i wyłączeniem elementu grzewczego. W trybie gotowości, który jest włączany przez sygnał zapotrzebowania, zawór parowy jest otwarty. Na element grzewczy oddziałuje nie tylko obciążenie podstawowe, lecz dodatkowo obciążenie grzewcze, które odpowiada sygnałowi zapotrzebowania.

Sygnał zapotrzebowania określa jaka wilgotność powinna panować w nawilżanej przestrzeni. Za pomocą odpowiedniego czujnika w przestrzeni wykrywana jest wilgotność i para jest dostarczana tak długo, aż zostanie osiągnięta pożądana wilgotność. Dopiero gdy w przestrzeni uzyska się pożądaną wilgotność, przestają być wysłane kolejne sygnały zapotrzebowania. Wtedy urządzenie ponownie przechodzi w tryb gotowości.

Tradycyjne nawilżacze parowe posiadają szereg wad i niedogodności

- wymagają montażu lancy parowej w prostokątnym kanale wentylacyjnym,

- lanc parowych nie wolno montować w przewodach okrągłych z uwagi na możliwość bezpośredniego kontaktu powietrza o wilgotności zbliżonej do linii nasycenia ze ścianką przewodu wentylacyjnego co doprowadziłoby do kondensacji i wycieku wody z kanału. To ograniczenie utrudnia montaż w instalacjach domów jednorodzinnych, w których stosuje się głównie takie przewody,

- wprowadzają do kanału wentylacyjnego czystą parę wodną, co powoduje, że do absorpcji pary wodnej potrzebny jest długi odcinek prosty kanału z uwagi na wysokie ryzyko kondensacji wody z powietrza na ściankach kanału (wysoka temperatura punktu rosy),

- na odcinku równym odległości absorpcji kanał wentylacyjny musi być wodoszczelny,

- wprowadzanie pary do kanału wentylacyjnego wymagają odpowiedniego określonego stru- mienia powietrza przepływającego w kanale - ograniczonego z dołu i z góry,

- niedrożność przewodu parowego doprowadzającego parę z cylindra do lancy może doprowadzić do powstania niebezpiecznego wysokiego ciśnienia w cylindrze parowym, w którym wytwarzana jest para wodna.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu nawilżania powietrza przepływającego w instalacjach wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych, o dowolnym kształcie przewodów instalacyjnych oraz o graniczającego wprowadzanie do przewodów instalacyjnych pary wodnej.

Celem wynalazku jest również opracowanie nowego urządzenia do nawilżania strumienia powietrza, poprzez zwiększanie wilgotności względnej strumienia powietrza przy wykorzystaniu środków do nawilżania i realizującego sposób będący przedmiotem wynalazku.

Istota sposobu nawilżenia powietrza przepływającego w instalacji, polega na zwiększeniu zawartości pary wodnej w strumieniu powietrza płynącego w instalacji, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w przewodzie, którym płynie powietrze wywoływana jest lokalna różnica ciśnień przez działanie elementu spiętrzającego stanowiącego część dystrybutora wilgoci zamontowanego na drodze strumienia. Dzięki zmniejszeniu ciśnienia w sekcji przewężenia dystrybutora wilgoci stanowiącej element spiętrzający część powietrza ze strefy zwiększonego ciśnienia (przed konfuzorem zwężki) wyprowadza się poza obręb instalacji i kieruje się do wytwornicy pary lub mgły wodnej. W wytwornicy nawilża się powietrze płynące obwodem bypassowym. Powietrze nawilża się w stopniu wyższym niż wymagany poziom nawilżenia. Powietrze nawilżone, w komorze wytwornicy wilgoci, wprowadza się do strefy obniżonego

PL 241 124 B1 ciśnienia dystrybutora wilgoci (przewężenia zwężki), stanowiącej element spiętrzający. Powietrze nawilżone w wytwornicy wilgoci do poziomu wilgotności wyższej od wartości zadanej miesza się, w strefie obniżonego ciśnienia oraz dyfuzorze, ze strumieniem powietrza przepływającego przez element spiętrzający. Prędkość powietrza w przewężeniu jest względnie wysoka (2-4 razy wyższa niż w kanale wentylacyjnym) dzięki czemu w początkowym odcinku dyfuzora w warstwie przyściennej płynie powietrze suche a następnie zachodzi szybkie mieszanie się powietrza nawilżonego z powietrzem płynącym kanałem. Mierzy się wilgotność w miejscu kontroli poziomu nawilżenia i porównuje z wartością zakładaną wilgotności i jeśli jest niższa od wartości zmierzonej uruchamia się proces nawilżania. W przypadku nawilżacza parowego intensywność procesu wrzenia wody reguluje się mocą grzałki elektrycznej umieszczonej w zbiorniku wytwornicy wilgoci. Sposób nawilżenia powietrza przepływającego w instalacji według wynalazku polega na nawilżaniu części strumienia powietrza przepływającego w instalacji i mieszaniu go z powietrzem suchym ograniczając w przypadku nawilżacza parowego wprowadzania do instalacji bezpośrednio pary wodnej.

Dystrybutor wilgoci stanowi jednolity element składający się, od strony strumienia napływającego; z króćca wlotowego dystrybutora, sekcji wlotowej konfuzora, sekcji konfuzora dystrybutora, sekcji przewężenia sekcji dyfuzora i króćca wylotowego dystrybutora. Króćce wlotowy dystrybutora i wylotowy dystrybutora połączone są z instalacją przez którą przepływa strumień nawilżanego powietrza. W sekcji wlotowej konfuzora zamontowany jest króciec wylotowy suchego powietrza z dystrybutora połączony z przewodem powietrza nawilżanego, który połączony jest z króćcem wlotowym suchego powietrza do wytwornicy wilgoci. W sekcji przewężenia dystrybutora wilgoci zamontowany jest króciec wlotowy nawilżonego powietrza do dystrybutora połączony z przewodem powietrza nawilżonego, który połączony jest z króćcem wylotowym nawilżonego powietrza z wytwornicy wilgoci. Króciec wlotowy suchego powietrza do wytwornicy wilgoci i króciec wylotowy nawilżonego powietrza z wytwornicy wilgoci zamontowane sa w obudowie wytwornicy wilgoci w taki sposób, że pomiędzy ich osiami znajduje się lustro wody wytwornicy wilgoci. Wytwornica wilgotności wyposażona jest w grzałkę rezystancyjną, czujnik temperatury wody, czujnik poziomu wody, system zaopatrzenia w wodę składający się zespołu filtrów wody oraz membrany osmotycznej i pompę wspomagającą oraz w armaturę i przewody systemu hydraulicznego. Urządzenie do nawilżenia powietrza wyposażone jest także w czujnik pomiaru przepływu powietrza zamontowany w sekcji wlotowej konfuzora, czujnik wilgotności w kanale wentylacyjnym za dystrybutorem wilgotności oraz wiodący czujnik wilgotności umieszczany w pomieszczeniu lub w kanale wywiewnym instalacji wentylacyjnej. Czujniki temperatury wody, poziomu wody, pomiaru przepływu powietrza, wilgotności w kanale wentylacyjnym za dystrybutorem wilgotności oraz wiodący czujnik wilgotności przyłączone są do sterownika z mikrokontrolerem. Sterownik z mikrokontrolerem steruje pracą zaworu instalacji napełniającego wodą zbiornik wytwornicy wilgotności oraz pompy opróżniającej wytwornicę wilgotności i połączony jest z panelem sterującym. Korzystnie dystrybutor wilgoci w postaci zwężki Venturiego, posiada strefę konfuzora o długości równą L1, sekcję przewężenia o długości równej L2 oraz oraz strefę dyfuzora równą L3. Średnica króćca wlotowego dystrybutora wynosi D i jest identyczna jak średnica króćca wylotowego dystrybutora oraz odpowiada średnicy instalacji powietrza nawilżanego. Średnica sekcji przewężenia wynosi d a relacja d/D mieści się w zakresie od 0,4 do 0,7. Relacja L1/D mieści się w zakresie od 0,5 do 0,75. Relacja L2/D mieści się w zakresie od 0,5 do 0,7 a relacja L3/D mieści się w zakresie od 0,4 do 0,7.

Korzystnie dystrybutor wilgoci w postaci zwężki Venturiego, stanowi jednolity element wykonany z materiału o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej oraz wysokiej izolacyjności. Dystrybutor wilgoci zbudowany jest z trwale połączonych kształtek ze spienionego polipropylenu o grubości ścianek równej 50 mm.

Korzystnie króciec wylotowy suchego powietrza z dystrybutora oraz króciec wlotowy nawilżonego powietrza do dystrybutora są rurkami o średnicach z zakresu 20,0 - 45,0 mm, wykonanymi ze stali nierdzewnej i na stałe połączonymi z dystrybutorem wilgoci. Oba króćce mają zakończenia znajdujące się w dystrybutorze mające w przekroju kształt trójkątów prostokątnych, w których przeciwprostokątna stanowiąca linię przecięcia nachylona jest od przyprostokątnej stanowiącej średnicę rurki pod kątem z zakresu 60° do 80°. Króciec wylotowy suchego powietrza z dystrybutora zwrócony jest w stronę napływającego powietrza a króciec wlotowy nawilżonego powietrza do dystrybutora wilgoci zwrócony jest w stronę wypływającego powietrza.

Korzystnie wysokość części króćca wylotowego suchego powietrza z dystrybutora umieszczonego w sekcji wlotowej konfuzora jest taka, że oś przekroju rzutu otworu króćca na płaszczyznę prostopadłą do kierunku przepływu powietrza w instalacji znajduje się na wysokości 1/5 średnicy D. Wysokość

PL 241 124 B1 części króćca wlotowego nawilżonego powietrza do dystrybutora umieszczonej w sekcji przewężenia jest taka, że oś przekroju rzutu otworu króćca na płaszczyznę prostopadłą do kierunku przepływu powietrza w instalacji znajduje się na wysokości 3/4 średnicy d.

Korzystnie wytwornica wilgoci wyposażona jest w element piezoelektryczny wytwarzający mgłę wodną, która nawilża powietrze przepływające nad lustrem wody wytwornicy wilgoci pomiędzy króćcem wlotowym suchego powietrza do wytwornicy wilgoci a króćcem wylotowym nawilżonego powietrza z wytwornicy wilgoci zamontowanymi w obudowie wytwornicy wilgoci.

Korzystnymi skutkami wynalazku jest uzyskanie możliwości wykonania oraz łatwego, skutecznego i bezpiecznego montowania systemu nawilżania w istniejących i eksploatowanych instalacjach wentylacyjnych, nie posiadający segmentu nawilżania powietrza. Sposób nawilżania powietrza, będący przedmiotem wynalazku wykorzystuje nawilżacz parowy jednocześnie ogranicza strumień pary wodnej wprowadzanej bezpośrednio do kanału i dzięki temu skraca odcinek kanału niezbędny do absorbcji pary ponieważ powietrze nawilża się poprzez zmieszani strumienia powietrza płynącego kanałem ze strumieniem nawilżonym. Ponadto metoda nie jest wrażliwa na ciśnienie w kanale, jak ma to miejsce w klasycznych nawilżaczach ponieważ za transport pary do kanału odpowiada odprowadzony z kanału strumień powietrza generowany przy pomocy zwężki a nie ciśnienie w wytwornicy pary. Zastosowanie tego sposobu nawilżania w nawilżaczu adiabatycznym ultradźwiękowym eliminuje konieczność stosowania dodatkowego wentylatora do transportu mgły wodnej upraszczając konstrukcję i znacznie zwiększając niezawodność.

Sposób według wynalazku oraz przykładowe wykonanie urządzenia do nawilżania strum ienia powietrza przepływającego w instalacji realizującego sposób według wynalazku zostanie przedstawiony na rysunku na którym Fig. 1 przedstawia schematycznie część urządzenia do nawilżania w którym realizowany jest sposób według wynalazku, Fig. 2 przedstawia schematycznie urządzenie do nawilżania strumienia powietrza przepływającego w instalacji, natomiast Fig. 3 przedstawia schematycznie dystrybutor wilgotności stanowiący podstawową część urządzenia do nawilżenia strumienia powietrza według wynalazku.

W przykładowym wykonaniu urządzenie do nawilżania powietrza (1) zbudowane jest z wytwornicy pary (2), układu hydraulicznego zasilającego wytwornicę pary w wodę, układu uzdatniania wody wodociągowej składającego się z filtrów wody (21) i membrany osmotycznej (22), układu opróżniania wytwornicy pary z wody, systemu sterowania (36) zamkniętych w jednej obudowie o wymiarach 552 x 635 x 180 mm oraz dystrybutora wilgoci (3) połączonego z wytwornicą pary (2) przewodami (4) i (5) o średnicy 38 mm. Wytwornicę pary stanowi prostopadłościenny zbiornik spawany z blachy nierdzewnej, na zewnętrznej powierzchni pokryty izolacją termiczną wysokotemperaturową o grubości 20 mm. W wytwornicy pary znajduje się grzałka rezystancyjna (16) o mocy 2200 W, czujnik temperatury wody (17), układ pływakowy do sterowania poziomem wody w zbiorniku (18). Stacja uzdatniania wody sieciowej składa się z dwóch filtrów - wstępnego i wtórnego oraz membrany osmotycznej. Króciec odpływowy (32) o średnicy 32 mm do podłączenia urządzenia nawilżającego do instalacji kanalizacyjnej podłączony jest z zaworem 4-drogowym (31), do którego wchodzą przewód z pompy opróżniającej wytwornicę pary (26), przewód wody odrzutowej z procesu odwróconej osmozy (28), przewód przelewowy (29) za zaworem kulowym (30). Dystrybutor wilgoci (3) zbudowany jest z kształtek ze spienionego polipropylenu o grubości ścianek 50 mm. Przewód elastyczny (5) o długości 80 cm łączący króciec wyprowadzający nawilżone powietrze z wytwornicy pary (9) z króćcem wprowadzającym to powietrze do dystrybutora wilgoci (7), wykonany jest z tworzywa i jest zaizolowany materiałem o grubości 10 mm w celu minimalizacji kondensacji wody z nawilżonego powietrza na ściankach przewodu oraz start ciepła. Przewód elastyczny (4) o długości 85 cm łączący króciec wyprowadzający powietrze z dystrybutora wilgoci (6) z króćcem (8) wprowadzającym to powietrze do wytwornicy pary (2), wykonany jest z tworzywa i jest zaizolowany materiałem o grubości 10 mm w celu minimalizacji start ciepła. System sterowania składa się z płyty elektroniki z mikrokontrolerem (36), do której doprowadzone są wejściowe sygnały z czujnika wilgotności względnej powietrza (34) za dystrybutorem wilgoci (3), z czujnika wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu (35), z układu pływaków (18), z czujnika kontrolującego przepływ powietrza w kanale wentylacyjnym (33), z czujnika temperatury wody (17) w wytwornicy pary (2) oraz sygnały wyjściowe do wysterowania grzałki (16), włączenia/wyłączenia pompy opróżniającej (27), włączenia/wyłączenia elektromagnetycznego zaworu napełniającego (24) oraz panel sterowania (37).

Dystrybutor wilgoci (3) umieszczony jest w ciągu nawiewnym instalacji wentylacyjnej (38). W przewężeniu dystrybutora (12) następuje lokalny spadek ciśnienia statycznego i wzrost ciśnienia d ynamicznego. Dzięki powstałej w ten sposób różnicy ciśnień statycznych pomiędzy króćcem wylotowym

PL 241 124 B1 (6) z dystrybutora i króćcem wlotowym (7) do dystrybutora część strumienia powietrza przepływającego w instalacji wentylacyjnej (38) wypływa króćcem wylotowym (6) dystrybutora połączonym przewodem (4) z wytwornicą pary (2) króćcem wlotowym (8) do wytwornicy pary, następnie przepływa przez wytwornicę pary (2) i przewodem (5) łączącym króciec wylotowy (9) wytwornicy pary z króćcem wlotowym (7) dystrybutora wilgoci wpływa do sekcji przewężenia (12), a następnie do dyfuzora (13) dystrybutora wilgoci (2). Strumień bypassowy jest proporcjonalny do strumienia powietrza przepływającego w instalacji. Wartość wilgotności względnej jaka ma być utrzymywana w pomieszczeniu zadawana jest z poziomu panelu sterowania (37). Jeżeli ustawiona wartość wilgotności jest niższa od wartości zmierzonej przez czujnik wilgotności umieszczony w pomieszczeniu (35), sterownik (36) uruchamia proces nawilżania. W trybie nawilżania wytwornica pary (2) napełniona jest uzdatnioną wodą a powietrze przepływające nad zwierciadłem wody nawilża się. Temperatura wody w wytwornicy pary (2) jest regulowana w zależności od potrzeby nawilżania, w zakresie od temperatury wody w sieci wodociągowej aż do stanu wrzenia, a powietrze wentylacyjne przepływające układem bypassowym zostaje nawilżone w wytwornicy pary do poziomu wilgotności względnej wyższej od wartości nastawionej. Powietrze nawilżone w wytwornicy pary (2) do poziomu wilgotności wyższej od wartości zadanej wprowadzane jest do dystrybutora wilgoci (3) i miesza się z suchym powietrzem wentylacyjnym w dyfuzorze (13) dystrybutora wilgoci (3). Poziom wody uzupełniany jest przez otwarcie napełniającego zaworu elektromagnetycznego (24) na podstawie sygnału z pływaka (16).

Sposób nawilżania powietrza przepływającego w instalacji oraz urządzenie do nawilżania powietrza przepływającego w instalacji według wynalazku pozwala na łatwe, skuteczne i bezpieczne montowanie systemu nawilżania w istniejący eksploatowanych instalacjach wentylacyjnych nie posiadający segmentu nawilżania powietrza. Sposób nawilżania i urządzenie zostały sprawdzone w praktyce eksploatacyjnej potwierdzając swoje zalety i przydatność w przemysłowym stosowaniu wynalazku.

Claims (6)

1. Sposób nawilżenia powietrza przepływającego w instalacjach wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych w pomieszczeniach, znamienny tym, że część strumienia powietrza płynącego kanałem jest odprowadzana na skutek różnicy ciśnień wywołanej umieszczonym w tym celu w kanale elementem spiętrzającym lub zwężką i kierowana do urządzenia nawilżającego, gdzie następuje zwiększenie zawartości wody w tym powietrzu; następnie ten nawilżony strumień powietrza jest ponownie wprowadzany do kanału, gdzie następuje jego zmieszanie z pozostałą częścią strumienia powietrza płynącego kanałem i w ten sposób zwiększenie wilgotności powietrza płynącego w kanale.

2. Urządzenie do nawilżenia powietrza przepływającego w instalacjach wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych w pomieszczeniach, wyposażone w podzespoły do wytwarzania pary wodnej lub mgły wodnej i do wprowadzania pary wodnej lub mgły wodnej w strumień powietrza przepływającego w instalacji oraz system kontroli i uzupełniania wody znamienne tym, że w ciągu przewodów instalacji wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej zamontowany jest dystrybutor wilgoci (3), zawierający element spiętrzający, korzystnie w postaci zwężki Venturiego, stanowiący sekcję przewężenia (12) dystrybutora wilgoci (3), stanowiącego jednolity element składający się, od strony strumienia napływającego; z króćca wlotowego dystrybutora (14), sekcji wlotowej konfuzora (10), sekcji konfuzora dystrybutora (11), sekcji przewężenia (12), sekcji dyfuzora (13), i króćca wylotowego dystrybutora (15), przy czym króćce (14) i (15) połączone są z instalacją (38), przez którą przepływa strumień nawilżanego powietrza, natomiast w sekcji wlotowej konfuzora (10) zamontowany jest króciec wylotowy suchego powietrza z dystrybutora (6) połączony z przewodem powietrza nawilżanego (4), który połączony jest z króćcem wlotowym suchego powietrza do wytwornicy wilgoci (8), zaś w sekcji przewężenia (12) zamontowany jest króciec wlotowy nawilżonego powietrza do dystrybutora (7) połączony z przewodem powietrza nawilżonego (5), który połączony jest z króćcem wylotowym nawilżonego powietrza z wytwornicy wilgoci (9) a króćce (8) i (9) zamontowane są w obudowie wytwornicy wilgoci (2) w taki sposób, że pomiędzy ich osiami znajduje się lustro wody wytwornicy wilgoci (2), która wyposażona jest w grzałkę rezystancyjną (16), czujnik temperatury wody (17), czujnik poziomu wody (18), system zaopatrzenia w wodę składający się zespołu filtrów wody (21)

PL 241 124 B1 oraz membrany osmotycznej (22) i pompę podnoszącą ciśnienie wody w przypadku zbyt niskiej jego wartości w sieci wodociągowej (23) oraz w armaturę i przewody systemu hydraulicznego a także w czujnik pomiaru przepływu powietrza (33) zamontowany w sekcji wlotowej konfuzora (10), czujnik wilgotności w kanale wentylacyjnym za dystrybutorem (34) oraz czujnik wilgotności wiodący (35) umieszczany w pomieszczeniu lub w kanale wywiewnym instalacji wentylacyjnej, przy czym czujniki (17), (18), (33), (34) i (35) przyłączone są do sterownika mikrokontrolerem (36), który steruje pracą zaworu (24) i pompy ( 27) i połączony jest z panelem sterującym (37).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że dystrybutor wilgoci (3), korzystnie w postaci zwężki Venturiego, posiada strefę konfuzora (11) o długości równej L1, sekcję przewężenia (12) o długości równej L2 oraz strefę dyfuzora (13) równą L3, natomiast średnica króćca wlotowego dystrybutora (14) wynosi D i jest identyczna jak średnica króćca wylotowego dystrybutora (15) oraz odpowiada średnicy instalacji wentylacyjnej (38) zaś średnica sekcji przewężenia (12) wynosi d a relacja d/D mieści się w zakresie od 0,4 do 0,7, natomiast relacja L1/D mieści się w zakresie od 0,5 do 0,75, relacja L2/D mieści się w zakresie od 0,5 do 0,7 a relacja L3/D mieści się w zakresie od 0,4 do 0,7.

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że dystrybutor wilgoci (3), korzystnie w postaci zwężki Venturiego, stanowi element wykonany z materiału o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej oraz wysokiej izolacyjności korzystnie zbudowany jest z połączonych kształtek ze spienionego polipropylenu o grubości ścianek równej 50 mm.

5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że króciec wylotowy suchego powietrza z dystrybutora (6) oraz króciec wlotowy nawilżonego powietrza do dystrybutora (7) są rurami o średnicach wewnętrznych z zakresu 20,0 - 45,0 mm, wykonanymi korzystnie ze stali nierdzewnej, na stałe połączonymi z dystrybutorem wilgoci (3) i zakończonymi, w przekroju trójkątami prostokątnymi w których przeciwprostokątna stanowiąca linię przecięcia nachylona jest od przyprostokątnej stanowiącej średnicę rury i pod kątem z zakresu 25° do 80°, skierowanymi odpowiednio otworem w kierunku napływu powietrza w przypadku króćca wylotowego (6) i w kierunku zgodnym do kierunku napływu powietrza w przypadku króćca wlotowego (7), powiększając wartość różnicy ciśnień uzyskiwaną w dystrybutorze wilgoci (3).

6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wysokość części króćca wylotowego suchego powietrza z dystrybutora (6) umieszczonej w sekcji wlotowej konfuzora (10) jest taka, że oś przekroju rzutu otworu króćca (6) na płaszczyznę prostopadłą do kierunku przepływu powietrza w instalacji (38) znajduje się na wysokości 1/5 średnicy D natomiast wysokość części króćca wlotowego nawilżonego powietrza do dystrybutora (7) umieszczonej w sekcji przewężenia (12) jest taka, że oś przekroju rzutu otworu króćca (7) na płaszczyznę prostopadłą do kierunku przepływu powietrza w instalacji (38) znajduje się na wysokości 3/4 średnicy d.