Přímé adiabatické zvlhčování pro průmyslové a komfortní prostředí
I přes rychlý vývoj zařízení pro techniku prostředí zůstává problematika zvlhčování jednou z nejobtížnějších úloh v klimatizační technice. Důvodů je hned několik: energetická náročnost, hygienické hledisko, subjektivní vnímání oblasti komfortu, fyzikální závislost relativní vlhkosti a teploty. Nová řešení (ale i úskalí) přicházejí především s dostupnější technologií úpravy vody, prostředky dezinfekce vody i vzduchu, efektivnější regulací jednotlivých komponentů a úspory energií.
Ohlédnutí do dějin řízení vlhkosti
Princip adiabatického ochlazování a tím i zvyšování vlhkosti byl dobře známý již ve starověkých palácových stavbách předního východu i v antické římské architektuře. Využití fontán v atriích prostupovalo celou historií evropského stavitelství od středověku až po baroko a klasicismus. Princip větracích šachet, které využívaly podzemní akumulaci chladu a kontaktní zvlhčování na mokrém povrchu stěn přetrval až do devatenáctého století a byl například využitý i při stavbě pražského Národního muzea.
Cílené zvyšování vlhkosti přichází s průmyslovou revolucí a rozvojem textilního, později i polygrafického průmyslu na počátku dvacátého století. Objevují se systémy mechanického rozprašování vodní mlhy do prostoru a vodních praček do klimatizačních systémů v různých modifikacích – náplňové, sprchové nebo blánové.
Použití těchto systémů ale přinášelo i řadu problémů. Nejvíce potíží způsobovala obtížná regulovatelnost a nízká hygiena provozu, která vyžadovaly náročnou a pravidelnou údržbu. Díky rozvoji elektrotechnického průmyslu a zvyšujícím se nárokům na komfortní klimatizaci především pro zdravotnictví nastává v šedesátých letech rozmach zvlhčování pomocí zdravotně nezávadné páry, která byla použita pro izotermické zvlhčování. Vedle systémů, které především v nemocnicích využívaly centrální výrobníky tlakové páry pro sterilizátory, se objevují lokální vyvíječe páry pro klimatizační zařízení. Prvními výrobci elektrických zvlhčovačů byly švýcarské firmy Defensor a Condair.
Snadná regulovatelnost, hygienická bezpečnost a možnost decentrálního uspořádání elektrických vyvíječů páry přispěly k jejich rostoucí oblibě. Hrozbu hygienických rizik u adiabatických systémů potvrdila tzv. Legionářská nemoc. První dokumentovaný výskyt agresivní bakterie Legionella pneumophila, která způsobila smrtelnou pneumonii několika desítek účastníků srazu veteránů vietnamské války v roce 1976 v americké Filadelfii, pocházel z pračky hotelové klimatizace. Systémy adiabatického zvlhčování se tak pro projektanty i provozovatele klimatizace staly na přelomu tisíciletí noční můrou.
Adiabatický come-back i nepravděpodobný soumrak parních vyvíječů
Přes svá úskalí mají adiabatické systémy nezastupitelnou roli v průmyslových aplikacích. Nejrizikovějším místem vodního zvlhčování byly pračky v klimatizačních komorách. Cirkulující voda byla kontaminována proudícím vzduchem, který transportoval mikrobiální zárodky. Při teplotě upraveného vzduchu nad 20°C se vytvářely ideální podmínky pro růst bakteriálních kultur, které si dokázaly vytvořit mimořádnou rezistenci.
Část problémů při zvlhčování vodou řešily tryskové systémy pro přímou instalaci do prostoru. Systém Condair Airfog, pracující se stlačeným vzduchem podobně jako fixírka, vyloučil riziko kontaminace otevřené nádrže s oběhovou vodou. Samočistící princip trysek s mechanickým pístem umožnil provoz s pitnou vodou běžné tvrdosti a zároveň poměrně spolehlivě zamezoval úkapu zbytkové vody. Nevýhodou systému byla vyšší hlučnost trysek, která omezovala použití na provozy s vyšší akustickým pozadím. Pro prostory náročné na vyšší čistotu (např. elektrotechnika) bylo použití pitné vody problematické pro riziko zvýšené prašnosti prostoru od minerálů obsažených v pitné vodě. Rovněž výroba stlačeného vzduchu představovala poměrně výraznou energetickou i investiční náročnost, systémy byly proto vhodné především v provozech s dostatečnou rezervou na stávajícím zdroji. Typickým příkladem vhodného použití tak dodnes zůstávají polygrafické provozy.
Přes jednoznačnou výhodu jistoty hygienické nezávadnosti představují parní zvlhčovače s elektrickým energeticky vysoce náročné zařízení, kdy spotřeba elektrické energie je dána změnou skupenství vody do plynné fáze. Jednou z alternativ elektrických zařízení jsou plynové vyvíječe, které jsou však rentabilní až pro střední a vyšší výkony.
Konec energetického blahobytu a snaha o úsporu elektrické energie vrátily na počátku 21. století zájem o adiabatické systémy znovu do hry. Svůj podíl sehrála snazší dostupnost nových technologií pro úpravu vody a dokonalejší hygienická opatření.
Adiabatické zvlhčování s hygienickým certifikátem pro klimajednotky
Průlomovým produktem pro Hi-Tech adiabatické zvlhčování do klimajednotek či zvlhčovacích komor se stal v polovině devadesátých let nízkotlaký systém Condair Dual. Vysoce účinné rozprašování vody na inertních keramických panelech bez cirkulace v kombinaci s úpravou vody reverzní osmózou a sterilizací stříbrnými ionty splnila požadavky hygienických nároků pro zdravotnictví. Předpokladem spolehlivosti je samozřejmě dostatečně kvalitní filtrace vzduchu na vstupu do zvlhčovací komory. Dokonalou hygieničnost potvrdily certifikáty institutu Fresenius a dalších výzkumných pracovišť. Průběžně inovovaný systém Condair DL představuje i po dvaceti letech nejvyšší úroveň účinnosti a hygieničnosti v adiabatickém zvlhčování do klimatizačních systémů.
Současné adiabatické systémy zvlhčování do prostoru
Přímé adiabatické zvlhčování do prostoru přináší několik výhod. Pro rozsáhlé průmyslové haly nemusí být intenzita výměny a rovnoměrnost distribuce vzduchu dostatečná pro přenos vlhkosti. Přímé vlhčení umožňuje individuální přizpůsobení lokálním zátěžím a individuálním požadavkům na úpravu relativní vlhkosti. Systémy mohou pracovat nezávisle na chodu větracího systému a udržovat tak stálé parametry vlhkosti bez ohledu na provozní režim. Tato vlastnost je důležitá např. v polygrafickém průmyslu. Systémy přímého zvlhčování navíc při přeměně vodního aerosolu na páru odebírají z prostoru tepelnou zátěž, která je typická pro řadu technologických pracovišť.
Přímé prostorové zvlhčování řeší některá specifika:
- Velké zvlhčovací výkony
- Prostorová variabilita a individuální regulovatelnost
- Hygienická nezávadnost a vyloučení prašnosti
- Nízká hlučnost
- Provozní spolehlivost a nízké nároky na údržbu
Pro velké výkony a rozsáhlé prostorové instalace se nejvíce osvědčily vysokotlaké systémy, které pracují s tlakem vody v rozmezí 70-90 bar. Při těchto parametrech není délka rozvodů zásadně omezena. Otvory trysek, které v koncových elementech vytvářejí prakticky bez hluku jemnou vodní mlhu o velikosti kapek 10-15 μm, mají obvykle průměr o velikosti 100-250 μm s výkony od 1,5 do 6 l/h.
Velikost ústí trysek samozřejmě předznamenává nároky na kvalitu vody. Přirozený obsah minerálů v pitné vodě by způsobil rychlé zanesení trysek a ztrátu funkčnosti systému, proto je zapotřebí zbavit vodu všech částic, které by vytvářely sedimenty.
Měřitelným parametrem čistoty vody je její vodivost, udávaná v jednotkách μS/cm, která je dána obsahem minerálů. Pro dosažení vhodné provozní hodnoty v rozmezí 10-15 μS/cm je nejdostupnější metodou úpravy reverzní osmóza, která pracuje s polopropustnou membránou, schopnou zachycovat minerální částice, které se vyplavují odděleně jako koncentrát. Membrána však může pracovat pouze se změkčenou vodou, která je zbavena nerozpustných minerálů. Proto je nezbytné před člen reverzní osmóza zařadit změkčovač, doplněný o vstupní mechanickou a uhlíkovou filtraci.
Přestože reverzní osmóza produkuje vysoce čistou vodu bez minerálů, je zapotřebí zajistit její hygienickou nezávadnost vhodným desinfekčním opatřením buď stříbrnou ionizací (viz systém Condai Dual, respektive Condair DL) nebo vřazením UV zářiče.
Z uvedeného popisu vyplývá, že kvalitní úprava vody je základem jak pro provozní spolehlivost, tak pro hygienickou bezpečnost přímých adiabatických zvlhčovacích systémů. Bez pravidelné péče se to samozřejmě neobejde.
Dalším komponentem, kterému je třeba věnovat pravidelnou pozornost, je vysokotlaké čerpadlo. Zákonitému opotřebení podléhají pístní kroužky, těsnění nebo ložiska.
Systém Condair Draabe – maximální kvalita v přímém prostorovém zvlhčování
Adiabatické zvlhčovače Draabe, dodávané pod značkou Condair Systems, řeší komplexně všechny požadavky popsané v předchozí části.
Flexibilita a regulovatelnost
Draabe dodává několik konfigurací hlavic s tryskami pro různé výkony. Hlavice TurboFogNeo ve velikostech 1-8 poskytují zvlhčovací výkony od 4 do 32 kg/h na jednu hlavici. Každá hlavice je vybavená vestavěným ventilátorem pro dokonalé rozptýlení mlhy před jejím odpařením bez kondenzace na okolním povrchu či podlaze. Samostatný solenoid na každé hlavici umožňuje perfektní individuální regulaci celého systému s počtem zón odpovídající počtu hlavic. Kombinovaná čidla teploty a vlhkosti z každé zóny umožňují centrální vyhodnocování parametrů, včetně ukládání provozních stavů a historie chybových hlášení. Samozřejmostí je dálkový přenos dat přes bluetooth.
Průlomovým komponentem v sortimentu Draabe je hlavice NanoFog s výkonem 1,5 kg/h (NanoFog Sens) nebo 3 kg/h (NanoFog Evolution). Individuální regulovatelnost hlavic, nadčasový design a extrémně nízká hlučnost umožňují použití těchto hlavic i komfortním prostředí při splnění nejvyšších hygienických nároků.
Zvlhčovací hlavice Draabe TurboFogNeo 8 s výkonem 32 kg/h pro rozměrné průmyslové prostory
Zvlhčovací hlavice Draabe NanoFog Sens je svým provedením určená i pro individuální zvlhčování komfortních prostředí.
Draabe - provozní spolehlivost na vždy
Kontejnery Draabe PerPur a Draabe HighPur zajišťují trvalou provozní a hygienickou spolehlivost po celou dobu životnosti přímého adiabatického zvlhčovacího systému
Z předchozího popisu vyplývá, že předpokladem trvalé provozní spolehlivosti a hygienické nezávadnosti adiabatických zvlhčovacích systémů je kvalifikovaná a pravidelná údržba klíčových komponentů, kterými jsou vysokotlaké čerpadlo a jednotka reverzní osmózy.
Po dlouholetých zkušenostech vyřešil Draabe trvalé zajištění kvality systémem pronájmu výměnných kontejnerů s vysokotlakým čerpadlem (Draabe HighPur) a reverzní osmózou s UV desinfekcí (Draabe PerPur). Zákazník obdrží každých šest měsíců repasované kontejnery, které projdou továrním servisem. Rovněž v případě poruchy dorazí k uživateli do 24 hodin náhradní kontejnery. Provozní spolehlivost je tak garantována po celou životnost systému.
Zvlhčovače parní, adiabatické. Odvlhčovače bazénové, stavební. Adsorbční odvlhčování. Klimajednotky a tepelná čerpadla pro bazény. Chladicí jednotky a přesná klimatizace. Dveřní clony. Předizolované potrubí ALP. Konvektory. Distribuční elementy pro VZT.