O wilgoci, wilgotności i komforcie

Na początku tygodnia miałem ciekawy telefon od klienta.
– Jaki mam wybrać wentylator do salonu 8 x 4 m?
– ??? Ale w czym jest problem, pytam.
Mam chyba słabą wentylację, bo na ścianie szczytowej zbiera mi się wilgoć
No i co tu poradzić?

Za nim rozwiążemy problem, to na początek trochę teorii o wilgotności powietrza.
Powietrze w zależności od swojej temperatury, może w sobie pomieścić większą lub mniejszą ilość wilgoci, czyli pary wodnej. Może być mniej lub bardziej nasycone.
Im cieplejsze powietrze i wyższa temperatura, tym więcej można w nim zmieścić pary wodnej. A im zimniejsze powietrze – tym mniej.
Jednak ilość ta dla każdej temperatury jest inna i ograniczona.
Więcej pary do powietrza o określonej temperaturze nie da się wpuścić.
Pojawiają się dwa rodzaje wilgotności.

Bezwzględna – to faktyczna ilość pary wodnej w gramach, która mieści się w 1m3 powietrza
Względna – określana w % możliwego w danej temperaturze nasycenia.

Na skutek ogrzewania i chłodzenia powietrze podlega przemianom temperaturowym, a jego wilgotność zmienia się.
Zależności te ilustruje tzw. wykres Molliera. Nazwa pochodzi od nazwiska niemieckiego profesora, który opublikował go na początku XX wieku, dając podwaliny pod klimatyzację i szereg innych nauk.
Wykres poniżej.


Zacznijmy od chłodzenia.
Załóżmy, że mamy ciepłe powietrze o temp. +25 stopni i wilgotności względnej 60% i zaczynamy je schładzać. Schodzimy z temperaturą pionowo w dół.
Im bardziej spada temperatura, tym mniej wilgoci jest w stanie pomieścić powietrze.
W pewnym momencie dochodzimy do krzywej nasycenia 100%, a odpowiadająca temu temperatura wynosi +17 stopni. To tzw punkt rosy.
Skoro przy +17 stopniach powietrze ma wilgotność 100%, a my dalej będziemy obniżać temperaturę, to coś z tą parą wodną w powietrzu musi się stać.
I stanie się.
Para ta w postaci mgiełki i rosy wykropli się na najbliższej chłodnej powierzchni. Np. na szybie okiennej, zimnej rurze wodociągowej czy płytkach w łazience.
Dalsze obniżanie temperatury odbywa się już po krzywej nasycenia.

Inaczej sytuacja wygląda przy ogrzewaniu
Załóżmy, że zimą mamy mroźne powietrze zewnętrzne o temperaturze -10 stopni.
Przez system wentylacji powietrze to wprowadzamy do domu i ogrzewamy do + 20 stopni.
Jak widać na wykresie, powietrze mroźne jest bardzo suche. Mimo, że jego wilgotność względna wynosi 100% , to ilość pary wodnej, którą może pomieścić jest niewielka.
Ogrzewając je przesuwamy się na wykresie pionowo w górę.
Co się dzieje z wilgotnością względną? – spada do 10-20%.

Jaki wpływ ma to wszystko na nasze życie codzienne i poczucie komfortu?

W okresie letnim mamy wysokie temperatury np. 25-30 stopni. Wilgotność sięga 60-80 czy nawet 100% i ilościowo pary wodnej w takim powietrzu jest dużo. Jest nam duszno i gorąco. Do powietrza o 100% wilgotności skóra nie może ze swojej powierzchni odparować potu, pojawiają się jego kropelki. Rozwiązaniem jest nie tylko obniżenie temperatury, ale również zmniejszenie wilgotności powietrza. Lepiej czujemy się w pomieszczeniu nawet z 2-3 stopnie wyższą temperaturą i wilgotnością 40-60% niż w chłodniejszym pomieszczeniu, ale o wilgotności 80-100%.
Powietrze należy osuszyć i ochłodzić. Robi to za nas klimatyzacja.
Ciepłe powietrze trafia na chłodnicę, gdzie na jej zimnej powierzchni, oprócz obniżenia temperatury następuje wykroplenie się wody, która jest ona odprowadzana rurką skroplin do kanalizacji lub na zewnątrz domu.
I tu ciekawa informacja. Jak pokazałem na wykresie, schładzanie powietrza odbywa się jakby dwuetapowo. Z wykropleniem wilgoci i bez.
W danych urządzeń klimatyzacyjnych często spotykamy taką wielkość, jak moc chłodnicza.
Mamy moc chłodniczą całkowitą, na którą składa się utajona i jawna.
Otóż jedna część mocy chłodniczej idzie na wykroplenie pary wodnej z powietrza na chłodnicy, bez zmiany temperatury (to ta utajona), a druga część mocy idzie na obniżenie temperatury (to ta jawna).
Jeśli rozumiemy już to zjawisko, to łatwo jest wyjaśnić funkcje osuszania powietrza w urządzeniach klimatyzacyjnych.
Np. sprężarka urządzenia inverterowego i wentylator jednostki nawiewnej pracują tylko z tak mocą, by dochodziło do wykroplenia pary na chłodnicy, a nie dochodziło do obniżenia temperatury w pomieszczeniu.

W okresie zimowym, świeże powietrze po podgrzaniu ma bardzo niską wilgotnością względną, rzędu 10-20%. Jest ono suche, cierpią nasze drogi oddechowe, dzieci zaczynają chorować. Ten okres jest wyraźnie odczuwalny z obniżeniem temperatury na zewnątrz i rozpoczęciem sezonu grzewczego.
Powietrze należy wtedy nawilżać. I najlepiej robi to centralny nawilżacz, będący częścią systemu nadmuchowego czy też urządzenia klimatyzacyjne z funkcją nawilżania.
W naszej ofercie stosujemy nawilżacze obejściowe lub dyszowe, montowane na krótkim kanale spinającym nawiew z powrotem. Do zaworu nawilżacza doprowadzona jest pod ciśnieniem woda z sieci. Zawór sterowany jest higrostatem, którego czujnik montujemy np. w kanale.
Jeśli wilgotność spada poniżej zadanej, to zawór się otwiera i wkład nawilżacza nasiąka wodą. Wkład ten jest omywany gorącym powietrzem z kanału nawiewnego w rezultacie czego woda odparowuje i nawilża powietrze do momentu, aż wilgotność osiągnie zadany poziom i zawór się zamknie. Prosty układ, ale niesamowicie skuteczny i dający wspaniały komfort.
Można też , zastosować urządzenia takie jak Daikin Ururu-Sarara lub oczyszczacze Ururu z funkcją nawilżania. Ulotki tych urządzeń można pobrać tutaj.
Na rynku jest również szereg nawilżaczy przenośnych.

A co z naszym salonem i mokrą ścianą?
W dalszej rozmowie okazało się, że ściana szczytowa jest słabo ocieplona. Do tego temperatura w salonie jest na poziomie 18 stopni, bo ciężko jest go ogrzać.
Skoro na ścianie pojawia się punkt rosy, to mamy tylko dwie możliwości.

Pierwsza – podnieść temperaturę ściany, czyli ocieplić ją od zewnątrz lub wewnątrz.
Druga – zmienić wilgotność względną powietrza, a tutaj znowu mamy 2 sposoby.
Albo podniesiemy temperaturę w pokoju, albo wprowadzimy do niego bardziej suche powietrze z zewnątrz czyli usprawnimy wentylację.
Przy słabej wentylacji wilgotność względna powietrza rośnie, bo dokładamy do niego wilgoć, tzw bytową, którą wytwarzamy sami. Oddychamy, myjemy się, pierzemy, gotujemy itd. W pewnym momencie osiągniemy nasycenie 100%.
By wybrać właściwe rozwiązanie wystarczy przeprowadzić proste pomiary.
Higrometrem trzeba zmierzyć wilgotność – znajdziemy go w większości stacji pogodowych
Pirometrem trzeba zmierzyć temperaturę ściany – można go już kupić za 100-200 zł
Termometrem trzeba zmierzyć temperaturę w pokoju.
I te dane trzeba nanieść na wykres Molliera.
Rozwiązanie pojawi nam się samo 🙂