Metody osuszania powietrza

Osuszanie powietrza jest procesem polegającym na zmniejszeniu ilości pary wodnej zawartej w powietrzu poprzez zastosowanie odpowiednich metod. Mogą one polegać na w miarę naturalnych sposobach lub na specjalnie zaprojektowanych w tym celu urządzeniach. Każde rozwiązanie ma swoje wady i zalety, jednak najważniejszym wyróżnikiem ich przydatności jest oczywiście skuteczność.
 

Powietrze może zostać osuszone na kilka sposobów:

1. Ogrzewanie i wentylacja
2. Osuszanie kondensacyjne
3. Osuszanie adsorpcyjne.

 

Bezpośrednie usunięcie wilgoci z powietrza może nastąpić przez:

• Obniżenie temperatury powietrza poniżej punktu rosy, co powoduje wykraplanie się wody, jest to tak zwana metoda kondensacyjna. Zjawisko to można zaobserwować np. po wyciągnięciu schłodzonego napoju z lodówki, kiedy w szybkim czasie opakowanie zaczyna pokrywać się rosą. Dzieje się tak dlatego, że temperatura powietrza będącego w bezpośredniej bliskości opakowania zaczyna spadać poniżej temperatury punktu rosy. Metoda ta stosowana jest w osuszaczach powietrza z układem chłodniczym.
• Pochłanianie lub wiązanie pary wodnej przez substancje higroskopijne to metoda sorpcyjna. Jest ona powszechnie stosowana w postaci woreczków wypełnionych sorbentami w postaci kryształków lub kulek umieszczanych np. w obudowach komputerów, w opakowaniach produktów wrażliwych na wilgoć.

 

Ogrzewanie i wentylacja

Metoda ta polega na podniesieniu temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz jego intensywnym wentylowaniu. Jej efektywność uzależniona jest od warunków zewnętrznych, które mogą nawet uniemożliwiać jej zastosowanie. Metoda ta jest tym skuteczniejsza im temperatura na zewnątrz jest niższa, a wewnątrz osuszanego pomieszczenia wyższa. Dlatego najlepsze efekty można uzyskać zimą, gorsze wiosną i jesienią, a najgorsze lub nawet brak efektów latem.
 

W przypadku osuszania wilgotnych murów temperatura w pomieszczeniu nie powinna przekraczać 35°C. Wyższe temperatury mogą prowadzić do nadmiernego wzrostu ciśnienia pary wodnej w murach, prowadząc do ich pękania i zniszczenia. Brak właściwej wentylacji (wymiany powietrza) podczas osuszania wilgotnych ścian tą metodą powoduje, że para pochłaniana jest przez bardziej suche partie ścian oraz sufit. Należy również wspomnieć o tym, że ogrzewanie powietrza nagrzewnicami gazowymi daje efekt odwrotny od zamierzonego. Dzieje się tak dlatego, że produktami spalania propanu-butanu jest dwutlenek węgla oraz para wodna. W wyniku czego wzrasta nie tylko temperatura ale i wilgotność powietrza.

Stosowanie tej metody wiąże się z wysokimi kosztami. Wpływają na to głównie jej niska efektywność (długi czas osuszania) oraz fakt, że najlepsze efekty uzyskuje się przy największych różnicach temperatur (duże zapotrzebowanie na moc grzewczą)

Osuszanie kondensacyjne

Metoda ta polega na odbieraniu wilgoci z powietrza przez schładzanie go poniżej punktu rosy co powoduje wykraplanie wilgoci (kondensację). Do osuszania kondensacyjnego służą kondensacyjne osuszacze powietrza. Ich głównymi elementami są wentylator, sprężarka, wymienniki ciepła (skraplacz i parownik) oraz element rozprężny. Wentylator wymusza przepływ wilgotnego powietrza przez wymienniki ciepła. Temperatura parownika jest niższa niż temperatura punktu rosy powodując wykraplanie się (kondensację) pary wodnej zawartej w powietrzu, na jego ściankach. Kondensat jest gromadzony w zbiorniku osuszacza lub odprowadzany do kanalizacji bądź na zewnątrz. Po przejściu przez parownik ochłodzone i osuszone powietrze przepływa przez skraplacz, gdzie zostaje ogrzane. Dzięki temu uzyskuje się dodatkowy spadek wartości wilgotności względnej. Ze skraplacza suche powietrze trafia z powrotem do pomieszczenia, z którego zostało zassane.

Temperatura powietrza wypływającego z osuszacza powietrza jest wyższa o 3-8°C, od temperatury powietrza zassanego. Wspomniany wzrost temperatury może powodować szybsze odparowanie wody np. z mokrych ścian, co przyśpiesza ich osuszanie i nie wiąże się z ryzykiem zniszczenia jak w przypadku osuszania przez ogrzewanie i wentylację. Wraz z wydłużeniem czasu pracy urządzenia w zamkniętym pomieszczeniu, ilość wody zawartej w powietrzu zostaje skutecznie zmniejszona.

Wydajność osuszaczy kondensacyjnych uzależniona jest od warunków pracy (temperatury i wilgotności) oraz od rodzaju urządzenia (wielkości, producenta). Jest ona największa przy wyższych wartościach temperatury i wilgotności względnej. W związku z tym, obniżenie zawartości wody w powietrzu powoduje spadek wydajności urządzenia. Specyfika tych urządzeń powoduje, że nie jest możliwe ich wykorzystanie w temperaturach niższych niż 0-5°C (w zależności od modelu).

Osuszanie kondensacyjne jest zdecydowanie bardziej efektywne i ekonomiczne od osuszania przez ogrzewanie i wentylację, przede wszystkim dzięki wyeliminowaniu wymiany powietrza zawartego wewnątrz pomieszczenia.
 

Osuszanie sorpcyjne (adsorpcyjne i absorpcyjne).

Polega na usunięciu wody z powietrza poprzez pochłanianie, metoda ta jest najbardziej skuteczna. Osuszacze adsorpcyjne posiadają wiele elementów służących bezpiecznemu wchłanianiu wilgoci. Przez to nie stwarzają ryzyka uszkodzeń. Kolejną zaletą tych urządzeń jest wykorzystywanie substancji higroskopijnych, które zwiększają powierzchnię przyswajania wody. Należy też zwrócić uwagę na ich wyjątkową trwałość i prostotę konserwacji. Regularne czyszczenie (a także opcja samooczyszczania) znacząco wydłuża żywotność sprzętu. Ponadto zapobiega rozwojowi bakterii.

W zależności od sposobu pracy rozróżnia się osuszanie:

1) W obiegu zamkniętym, gdy nie zachodzi wymiana osuszanego powietrza z powietrzem zewnętrznym, np. osuszanie pomieszczeń osuszaczem kondensacyjnym.

2) W obiegu otwartym, gdy zachodzi częściowa lub całościowa wymiana objętości osuszanego powietrza z powietrzem zewnętrznym, stosowane głównie w systemach klimatyzacyjnych

Wybór metody osuszania powietrza

Podstawowym czynnikiem uzależniającym wybór metody jest jej koszt. Wiele osób szuka oszczędności także w tym zakresie. Ale nie zawsze okazuje się to miarodajne, ponieważ niektóre sposoby osuszania powietrza mogą być „tanie” w zakresie kosztu zakupu, ale odkrywają swoją prawdziwą cenę dopiero przy eksploatacji. Przykładem może być metoda ogrzewania i wentylacji, która nie dość, że pochłania sporo czasu, to jeszcze wiąże się z wysokimi kosztami.

Z tego względu w większości przypadków znacznie lepszy wybór stanowią osuszacze kondensacyjne, które ze względu na swoją dostępność, przystępną cenę i różnorodność modeli mogą znaleźć zastosowanie właściwie wszędzie. Istnieją urządzenia przeznaczone do warunków domowych, jak również do biur lub innych zakładów pracy.

Osoby prowadzące przedsiębiorstwa przemysłowe powinny być z kolei zainteresowane osuszaczami adsorpcyjnymi. To obecnie najskuteczniejsza metoda odwilżania powietrza. Na dodatek urządzenia adsorpcyjne są bardzo wytrzymałe i łatwo poddają się konserwacji.

Słowniczek:

• Punkt rosy - jest to temperatura, przy której z powietrza o oznaczonej temperaturze wyjściowej i określonej wilgotności, następuje wytrącanie się kropel wody. W momencie gdy powietrze jest w 100% nasycone nie jest w stanie pochłaniać więcej wilgoci, a dalsze obniżenie temperatury spowoduje wykraplanie się wody na powierzchniach o temperaturze zbliżonej do tej, w jakiej następuje nasycenie 100%.
• Kondensacja pary wodnej - jest to przejście pary wodnej zawartej w powietrzu ze stanu gazowego w ciekły (wykraplanie, skraplanie) lub stały (szronienie, resublimacja).
• Substancja higroskopijna - może to być roztwór wodny chlorku wapnia i chlorku magnezu, roztwór chlorku litu, żel krzemionkowy (silikażel), chlorek potasowy, aktywowane aluminium, chlorek wapnia, sole chlorku litu i bromku litu.

Sprawdź również pozostałe wpisy na temat osuszania powietrza: