Sposoby pozbywania się wilgoci
Wentylacja i ogrzewanie - ten sposób osuszania polega na podgrzaniu i wymianie powietrza w pomieszczeniu. Warunkiem decydującym o skuteczności osuszania metodą wentylacji i ogrzewania jest zawartość masowa wilgoci w powietrzu atmosferycznym. Zależnie od pory roku zmieniają się parametry powietrza zewnętrznego, a przede wszystkim jego wilgotność. Powoduje to, że proces osuszania może przebiegać szybko, wolno, bądź w niektórych przypadkach będzie wręcz niemożliwy do realizacji. Jeśli zawartość wilgoci w powietrzu wprowadzanym do pomieszczenia będzie równa zawartości wilgoci powietrza w pomieszczeniu proces osuszania nie będzie miał miejsca. Warunkiem możliwości osuszenia powietrza będzie zatem, aby zawartość wilgoci w powietrzu dostarczanym była mniejsza od zawartości wilgoci powietrza w pomieszczeniu.
Przy czym można stwierdzić, że im mniejsza temperatura na zewnątrz tym większa jest skuteczność osuszania. Pod względem ekonomicznym ten sposób suszenia jest najgorszy z tego względu na to, że w okresie kiedy możliwe jest osuszania (patrz wyżej) cała energia dostarczana celem ogrzania powietrza do temperatury pomieszczenia jest tracona na skutek pracy w obiegu ze 100% świeżego powietrza. Sprawność takiego układu można ew. poprawić stosując odzysk ciepła, co powoduje, że układ staje się bardziej kosztowny.
Osuszanie kondensacyjne - ten sposób wykorzystuje zjawisko skraplania wody przy chłodzeniu powietrza do temperatury poniżej punktu rosy. Skuteczność tego sposobu zależy od warunków panujących w pomieszczeniu, niezależna jest natomiast od warunków panujących na zewnątrz. Parametry na zewnątrz wpływają tu najwyżej na zyski wilgoci, jednak nie na wydajność urządzenia. Ze względu na konstrukcję, czy też zjawisko wykorzystywane do osuszania, urządzenia nie znajduje zastosowania we wszystkich przedziałach temperatur. Temperatura odparowania rzędu 3-5oC stawia nieprzekraczalną granicę zawartości wilgoci w powietrzu na poziomie x=5g/kg. Jeśli chcemy uzyskać w pomieszczeniu parametry powietrza, dla którego punkt rosy leży poniżej 5oC nie jest możliwe wykorzystanie tych urządzeń. Odzysk ciepła dzięki wykorzystaniu układu pompy ciepła oprócz bardzo efektywnego i równomiernego osuszania powietrza zapewnia również dużą oszczędność energii. Dodatkowo praca w 100% na powietrzu obiegowym powoduje, że urządzenia tego typu zużywają znacznie mniej energii niż w przypadku osuszania poprzez wentylację i ogrzewanie.
Osuszanie adsorpcyjne - w osuszaczach powietrza typu adsorpcyjnego wykorzystano zjawisko adsorbowania wilgoci. Głównym elementem tego typu osuszaczy jest element suszący – rotor. Rotor powleczony jest silnie higroskopijnym krzemem metalicznym chłonącym wilgoć z powietrza. Rozwinięta powierzchnia dzięki odpowiedniej budowie rotora oraz mikroporowatej strukturze krzemu zapewnia bardzo efektywne działanie urządzenia. Praca osuszaczy tego typu polega na obrabianiu dwóch niejednakowych strumieni powietrza. Stosunek ilościowy tych strumieni wynosi ok. 3:1. Większy ze strumieni nazywany powietrzem procesowym jest osuszany przy przejściu przez rotor . Mniejszy, zwany powietrzem regeneracyjnym, po podgrzaniu na nagrzewnicy do ok. 140oC przechodzi przez rotor odparowując i usuwając z niego zaadsorbowaną wilgoć, umożliwiając tym ciągły proces osuszania. Oprócz cyklu osuszania i regeneracji można również wyodrębnić cykl chłodzenia rotora. Skuteczność tego typu urządzeń jest zależna jedynie od parametrów wewnętrznych pomieszczenia, jednocześnie ich wydajność jest znacznie większa od wydajności osuszaczy kondensacyjnych, tj. największy zakres wydajności urządzeń kondensacyjnych pokrywa się z najmniejszym zakresem urządzeń adsorpcyjnych. Nie ma również praktycznego ograniczenia, jeśli chodzi o zakres pracy urządzeń jak ma to miejsce przy osuszaczach kondensacyjnych. Pobór mocy dla zastosowanego procesu jest podobny jak dla urządzeń kondensacyjnych, przy czym występuje większa strata ciepła, ze względu na odprowadzenie gorącego powietrza regeneracyjnego poza obsługiwane pomieszczenie.
Osuszacze kondensacyjne - zasada działania osuszaczy powietrza typu kondensacyjnego polega na zjawisku, w którym obniżenie temperatury powietrza poniżej punktu rosy powoduje wykroplenie w postaci wody nadmiaru pary wodnej zawartej w tym powietrzu. Osuszacz powietrza typu kondensacyjnego składa się przede wszystkim z dwóch wymienników ciepła (parownik i skraplacz ), sprężarki, elementu rozprężnego (kapilara, zawór rozprężny) oraz wentylatora. Dodatkowe elementy to układ zasilająco-sterujący z sygnalizacją stanów pracy, zbiornik na wodę, przyłącze odprowadzenia skroplin, filtr powietrza. Powietrze wilgotne z pomieszczenia, dzięki działaniu wentylatora, jest nawiewane do urządzenia przechodząc przez filtr. Na powierzchni parownika zostaje ono schłodzone poniżej punktu rosy i nadmiar wody jest wykraplany. Wykroplona woda zbierana jest do zbiornika znajdującego się w urządzeniu lub odprowadzana przy wykorzystaniu węża. Następnie powietrze o znacznie zmniejszonym poziomie wilgotności jest podgrzewane w skraplaczu i wydmuchiwane z urządzenia. Łączenie tego powietrza z powietrzem pomieszczenia powoduje stopniową redukcję poziomu wilgotności w całym pomieszczeniu. Proces ochłodzenia powietrza a następnie jego podgrzania trwa mniej niż sekundę. Powietrze w skraplaczu podgrzewane jest do temperatury 5-8 K wyższej w porównaniu z temperaturą powietrza nawiewanego do urządzenia. Jest to związane z zamianą energii elektrycznej w ciepło oraz z uwalnianym podczas skraplania ciepłem kondensacji. Duża oszczędność energii polega na wykorzystaniu pompy ciepła z odzyskiem ciepła, co zapewnia nie tylko bardzo efektywne i równomierne osuszanie powietrza ale także ogromną ekonomiczność tego procesu. Osuszenie powietrza na porównywalnym poziomie za pomocą ogrzewania i wentylacji (co często jest niemożliwe z powodów praktycznych) wymaga dużo większej ilości energii (nawet 4-ro krotnie więcej).
Osuszacze adsorpcyjne - zasada działania osuszaczy powietrza typu adsorpcyjnego polega na przeprowadzeniu wilgotnego powietrza przez element suszący – rotor. Rotor sorpcyjny osuszacza powleczony jest specjalnym, odpornym na temperatury, silnie higroskopijnym żelem krzemionkowym, co powoduje bardzo efektywne odbieranie wilgoci z powietrza. Rotor zbudowany jest z warstw koncentrycznych oraz leżących pomiędzy nimi warstw falistych, co skutecznie zwiększa jego powierzchnię. Kolejne warstwy zbudowane są z nieorganicznej włókniny, w której krzem jest związany chemicznie. Struktura mikroporowata krzemu zwiększa dodatkowo efektywną powierzchnię, co prowadzi do spotęgowania wydajności osuszania. Konstrukcja rotora posiada następujące zalety:
- długotrwała żywotność z równoczesnym utrzymaniem zadanej wydajności;
- możliwość mycia;
- nie dopuszcza do rozwoju bakterii na ściankach kanałów powietrznych (rotory osuszaczy są bakteriostatyczne i posiadają zdolność samooczyszczania).
Osuszacze w standardowym wykonaniu stanowią komplet, w którego skład wchodzi: rotor, filtr, wentylatory, silnik napędzający rotor, nagrzewnica powietrza regeneracyjnego oraz oprzyrządowanie. Rotor pokryty materiałem adsorbującym posiada budowę cylindryczną i osadzony jest za pośrednictwem łożysk na nieruchomym wale.
