Proces osuszania powietrza
Dwa zjawiska fizyczne – jedno zastosowanie: kontrolowane zmniejszenie zbyt wysokiej wilgotności powietrza
Przed przejściem do dokładnego opisu obu zjawisk wykorzystywanych do osuszania powietrza, konieczne jest wyjaśnienie kilku mitów.
Ogrzewanie powoduje zwiększenie temperatury powietrza, nie jego osuszanie.
Ogrzewanie w żadnym wypadku nie jest procesem osuszania powietrza. Ciepłe powietrze może wprawdzie zgromadzić więcej wody niż zimne. W trakcie zwiększania temperatury pomieszczenia przy takiej samej zawartości wody dochodzi wprawdzie do obniżenie względnej wilgotności powietrza.
Z drugiej strony, im większa temperatura powietrza, tym większa jest ograniczająca ją powierzchnia o niższej temperaturze. Na powierzchnia ta powoduje kondensację wody. Ogrzewanie powietrza nie powoduje usuwania pary wodnej, zawartość wody w powietrzu pozostaje taka sama.
W celu skutecznego usunięcia wilgoci zawartej w powietrzu, konieczne jest zastosowanie kondensacyjnego lub adsorpcyjnego procesu jego osuszania.
Porównanie kondensacji i adsorpcji
Wszystkie dostępne na rynku urządzenia, opisywane jako osuszacze niskotemperaturowe, osuszacze kondensacyjne, kondensacyjne osuszacze powietrza lub osuszacze elektryczne lub z systemem Peltiera, bazują na zjawisku kondensacji.
Innym zjawiskiem stosowanym do osuszania powietrza jest efekt osuszania adsorpcyjnego.
Efekt ten uzyskać można także poprzez użycie szeroko reklamowanych granulatów. Skuteczne, trwałe osuszanie za pomocą tej metody można osiągnąć tylko pod warunkiem stosowania urządzeń elektrycznych z regeneracją ciepłego powietrza, znanych jako adsorpcyjne osuszacze powietrza.
Wszystko zależy od technologii
Mimo bogactwa spotykanych na rynku nazw urządzeń, chodzi zazwyczaj zawsze o urządzenia należące do tych dwóch grup, których nazwa jednoznacznie wskazuje na stosowaną technologię osuszania powietrza.
Z wyłączeniem granulatu, wszystkie zasilane elektrycznie urządzenia wykorzystują to samo zjawisko. Powietrze jest pobierane z otoczenia za pośrednictwem wentylatora i tłoczona do wnętrza urządzenia, gdzie zachodzi wychwytywanie wilgoci. Kierowane z powrotem do pomieszczenia suche powietrze miesza się z powietrzem wilgotnym aż do uzyskania wymaganego poziomu wilgotności.
Procesy osuszania, obszary i granice zastosowania tych dwóch grup urządzeń znacznie różnią się między sobą.
Kondensacja
Zgodnie z treścią zawartą w Rozdział 1 oraz zgodnie z krzywą nasycenia krzywa nasycenia zdolność powietrza do wchłaniania wody zależy wyłącznie od temperatury. Im niższa temperatura, tym mniej wody może znajdować się w powietrzu.
Co stanie się, gdy nasycone wodą powietrze zostanie gwałtownie schłodzone na przykład w wyniku kontaktu z zimną wodą?
W tym przypadku, granica nasycenia wodą odpowiadająca 100 % wilgotności względnej jest przekraczana, co powoduje, że powietrze nie jest w stanie pochłonąć większej ilości wilgoci. Skutkiem będzie kondensacja wody na chłodnych powierzchniach.
Ograniczona zdolność powietrza do wchłaniania wody
Przy określonej temperaturze granicznej, para wodna kondensuje do postaci wody. Temperatura ta określana jest jako temperatura punktu rosy. Zjawisko to obserwujemy także na przykład na zroszonej powierzchni zimnej butelki w lecie. Zachodzi ono także zimą i powoduje parowanie szyb i luster w łazienkach w trakcie korzystania z prysznica. Także poranna mgła jest widocznym znakiem zimnego powietrza i przesycenia parą wodną.
Obniżenie temperatury powietrza powoduje więc zmniejszenie zdolności do utrzymywania pary wodnej. Nadmiar pary wodnej kondensuje na zimnych powierzchniach.
Zjawisko to jest wykorzystywane w kondensacyjnych osuszaczach powietrza, zwanych też z tego powodu osuszaczami niskotemperaturowymi. Przepływające powietrze schładzane jest poniżej temperatury punktu rosy, zawarta w powietrzu wilgoć osadza się na zimnych powierzchniach.
Oferta rynkowa osuszaczy niskotemperaturowych obejmuje zarówno wysokiej wydajności osuszacze kondensacyjne z technologią sprężarkową, tzw. sprężarkowe urządzenia chłodzące, jak i bardzo kompaktowe osuszacze elektryczne lub osuszacze Peltiera o niskim bezwzględnym zużyciu energii, ale także znacznie niższej skuteczności i znacznie gorszym bilansie energetycznym.
W uproszczeniu, do odebrania z powietrza jednego litra wody, osuszacze elektryczne potrzebują cztery razy więcej energii niż agregaty sprężarkowe.
Adsorpcja
W odróżnieniu od osuszaczy kondensacyjnych bazujących na występowaniu temperatury punktu rosy, osuszacze adsorpcyjne wykorzystują zjawisko sorpcji. Odbieranie wody z powietrza następuje w wyniku różnicy ciśnienia pary wodnej pomiędzy wilgotnym powietrzem a higroskopijnym środkiem sorpcyjnym.
Ta kategoria zawiera także granulaty osuszające. W najlepszym wypadku urządzenia takie nadają się tylko do utrzymywania niskiego poziomu wilgotności w małych, zamkniętych pomieszczeniach.
Ograniczenia w zastosowaniu granulatu jako permanentnego rozwiązania
Podstawowym obszarem zastosowania worków osuszających jest chwilowe zabezpieczenie wrażliwych na wilgoć artykułów w trakcie transportu i magazynowania. Każdy z nas spotkał się z małym woreczkiem dołączonym do przesyłki zawierającej elektronikę, medykamenty lub ubrania.
Granulaty nie są jednak alternatywą dla osuszaczy powietrza. Dodatkowo są one kosztownym rozwiązaniem jednorazowym, ponieważ wymagają ciągłego i regularnego nabywania świeżych worków z granulatem stosowanych w zbiorniku, który nie jest przystosowany do regeneracji granulatu. Substancja higroskopijna pobiera wodę podobnie jak gąbka. Po całkowitym nasyceniu wodą, substancja higroskopijna musi zostać wymieniona. Na dłuższą metę jest to rozwiązanie niezwykle kosztowne i szkodliwe dla środowiska naturalnego.
Wada taka nie występuje w przypadku urządzeń elektrycznych wyposażonych w regenerację ciepłego powietrza. Urządzenia takie posiadają obracający się wirnik, pokryty silnie higroskopijnym materiałem jak np. żel silikonowy lub chlorek litu. Substancja ta odbiera wilgoć z powietrza przepływającego przez wirnik.
Ciągłe pobieranie wilgoci przez wirnik wymaga jego osuszenia, realizowanego przez funkcję regeneracji ciepłego powietrza. Obszar regeneracji wirnika osuszającego jest opływany przez gorące powietrze. Odbiera ono parę wodną, pobraną wcześniej przez żel silikonowy, pokrywający wirnik.
Zamieszczone poniżej rozdziały dotyczące kondensacji:
Rozdział 2.1: Osuszacz kondensacyjny ze sprężarką
Rozdział 2.2: Osuszacz kondensacyjny z systemem Peltiera
Zamieszczone poniżej rozdziały dotyczące adsorpcji:
Rozdział 2.3: Adsorpcyjny osuszacz powietrza
 |
 |
Praktyczne informacje o osuszaczach powietrza – zestawienie rozdziałów
Rozdział 1: Podstawowe informacje dotyczące wilgotności powietrza – omówienie wielu zależności
Rozdział 2: Zestawienie technologii osuszania powietrza – kondensacja i adsorpcja
Rozdział 2.1: Osuszacz kondensacyjny ze sprężarką
Rozdział 2.2: Osuszacz kondensacyjny z systemem Peltiera
Rozdział 2.3: Adsorpcyjny osuszacz powietrza
Rozdział 3: Jaką technologię osuszania powietrza wybrać dla danego zastosowania?